Kaip karštas koncentruotas paladžio chlorido (PdCl₂) tirpalas 50–70 laipsnių temperatūroje pakeičia reikiamą kvarco apvalkalo sienelės storį beelektrinio dengimo aktyvavimui ir katalizatoriaus šildytuvams?

Vandenilio chlorido rūgšties ataka ir tauriųjų metalų nusodinimas paladžio chlorido tirpaluose Paladžio chloridas (PdCl₂) yra standartinis aktyvatorius beelektriniam nikeliui ir variui padengti ant ne{0}}laidaus pagrindo (plastiko, keramikos, spausdintinių plokščių), taip pat naudojamas kaip katalizatorius ir organinių automobilių konverterių katalizatorius. Tipinės pramoninės koncentracijos yra 0,5–5 g/l PdCl2 praskiestoje druskos rūgštyje (1–10 ml/L koncentruotos HCl), kad būtų išvengta Pd(OH)₂ hidrolizės ir nusodinimo. Aktyvinimo vonioms ir beelektrinėms procedūroms darbinė temperatūra yra 50–70 laipsnių. Kvarciniai panardinamieji šildytuvai dažnai naudojami paladžio tirpaluose dėl didelio cheminio grynumo (svarbu katalizatoriaus funkcijai) ir didelio lydyto silicio dioksido atsparumo praskiestai druskos rūgščiai. Tačiau yra du paladžio chlorido skilimo būdai, būtent. Laisvas HCl (0,01–0,1 M) pirmiausia sukelia laipsnišką kvarco rūgštinę koroziją. Antra, ir dar svarbiau, paladžio jonai gali termiškai redukuotis iki metalinio paladžio ant kvarco paviršiaus, ypač esant redukuojančioms cheminėms medžiagoms (pvz., alavo (II), perkelto iš ankstesnių jautrinimo vonių). Metalinis paladis sudaro tamsų, laidų, šilumą izoliuojantį sluoksnį, kuris gali sugerti spinduliuotę ir sukurti karštąsias vietas. Be to, jei paladžio nuosėdos nukrenta nuo šildytuvo, jos gali paskatinti beelektrinių dengimo vonių irimą. Paladžio nuosėdų, skirtingai nei aukso, sunku atsikratyti ir paprastai reikia vandens regijos. Šiame tyrime vertinamas PdCl2 koncentracijos, temperatūros (50-70C) ir tirpalo rūgštingumo poveikis rūgštinei korozijai ir paladžio nusėdimo greitis ant lydyto silicio dioksido. Apskaičiuojamas kvarcinio apvalkalo sienelės storis, reikalingas praktiniam aptarnavimo intervalams (nuo 3000 iki 10000 val.) beelektriniuose aktyvinimo ir kataliziniuose šildytuvuose. Korozijos ir nusodinimo kinetika paladžio chlorido tirpaluose Kvarco ataka paladžio chlorido tirpaluose yra dviejų{95}}komponentų. Pirma, laisvas HCl, atsirandantis dėl rūgštėjimo (pH 1–2), sukelia laipsnišką rūgšties koroziją. Kvarco korozijos greitis 0,05 M HCl (pH 1,3) 60 laipsnių C temperatūroje yra palyginti mažas, maždaug 0,0001-0,0003 mm/val. Greitis padidėja iki 0,0002–0,0005 mm/val., esant 70 laipsnių kampui. Vien rūgščios korozijos atveju 2,0 mm siena tarnautų 4000–20 000 valandų. Antra, paladis nusėda, kai Pd 2+ jonai redukuojami iki Pd 0. Redukciją katalizuoja šiluma, šviesa ir reduktorius. Paladis nusėda labai lėtai, 0,0001–0,001 mm ekvivalento storio kiekvieną savaitę švariose, tinkamai prižiūrimose aktyvinimo voniose, kuriose nėra redukuojančių medžiagų (pvz., Sn²⁺ nuo sensibilizacijos). Tačiau praktinėse gamybos linijose, kuriose dalys perjungiamos nuo alavo (II) jautrinimo prie paladžio aktyvinimo, nedideli Sn2+ kiekiai yra nenumaldomai pernešami. Sn2+ yra stipri Pd2+ reduktorius: Sn²+ + Pd²+=Sn4+ + Pd0. Sumažėjimas iš esmės yra momentinis ant bet kurio paviršiaus, įskaitant kvarcą. Iš nusėdusio paladžio susidaro juoda prilipusi danga. Lydyto kvarco panardinimas į tipinę aktyvinimo vonią (2 g/L PdCl2, 5 ml/L HCl), įskaitant 10 ppm Sn2+ (imituojančią pernešimą) 60 laipsnių kampu, parodė, kad pradinis paladžio nusėdimo greitis yra 0,005-0,0,01,5 mm{mažėjimo per valandą. yra suvartojama. Po 100 valandų matomas ištisinis juodas 0,5{140}}1,5 µm storio sluoksnis. Ši danga yra šilumą izoliuojanti ir laidi elektrai. Jis gali sugerti spinduliuotę iš vidinio šildymo prietaiso, padidindamas kvarco paviršiaus temperatūrą. Ekstremaliais atvejais (didelis Sn 2+ pernešimas, aukšta temperatūra) paladžio sluoksnis gali būti kelių mikronų storio per kelias dienas. Nors šis storis yra mažas, palyginti su kvarco sienelės storiu, plėvelės optinės ir šiluminės charakteristikos gali sukelti vietinį perkaitimą. Be to, jei paladžio sluoksnis nukrenta, jis gali užteršti beelektrinę dengimo vonią ir sukelti spontanišką suirimą. Išgarinant PdCl2 ir redukuojančias medžiagas, menisko zona tampa jautri paladžio nusėdimui. Dažnai šalia skysčio linijos yra juodas žiedas. Sienelės storio poveikis paladžio chlorido šildytuvų eksploatavimo trukmei Rūgštinė korozija yra labai lėta, o paladžio nusėdimas yra paviršinis reiškinys. Todėl didėjantis kvarco sienelės storis negali užkirsti kelio paladžio dangos susidarymui. 1,5 mm storio sienelė ir 3,0 mm storio sienelė surinks paladį tokiu pat greičiu. Tačiau storesnė siena suteikia didesnį atsparumą šiluminiam įtempimui, jei izoliacinėje paladžio dangoje susidaro karštieji taškai. Voniose, kuriose nusėda daug paladžio (pvz., gamybos linijose su dideliu Sn{94}} pernešimu), rekomenduojama naudoti storesnę sienelę (2,5–3,0 mm), kad būtų apsaugota nuo įtrūkimų. Standartinės 1,5–2,0 mm sienelės yra tinkamos didelio grynumo vonioms, kuriose tarp etapų atliekamas intensyvus skalavimas. Paladžio nuosėdas gana sunku atsikratyti. Paladis ištirps regio vandenyje (3:1 HCl:HNO3), bet tai pavojinga. Valymui galima naudoti praskiestą aqua regia (10-20%), tačiau dažnas valymas yra nepraktiškas. Dauguma vartotojų pakeičia šildytuvą, kai paladžio susikaupimas yra didelis. Storesnių sienelių paladžio chlorido tirpaluose šiluminė nuobauda Paladžio chlorido tirpalų šilumos laidumas esant 2 g/l ir 60 laipsnių yra maždaug 0,55–0,60 W/(m·K), panašus į vandens. R_cond=0.00109, 1,5 mm sienelės storis; R_cond=0.00217, 3,0 mm sienelės storis. Esant h=800 W/(m2 K), Rriba=0.00125. U sumažėja nuo 427 iki 292 W/(m2 K), tai yra 32 % sumažėjimas. Plonos sienos yra pageidautinos energijos vartojimo efektyvumui užtikrinti, o nuosėdos gali būti naudingos didesnėms sienoms. Kvarcinio apvalkalo sienelės storio karšto PdCl2 paslaugos taikymo scenarijus ir darbo sąlygos Scenarijus pagrįsta atrankos matrica SIŪLOMAS SIENOS STORIS PAGRINDINIS PAGRINDAS SU KIEKYBINIU ATLAIKYMU be elektros vario aktyvavimo (2 g/l PdCl, 2 laipsnis, 5 linija, 60} kassavaitinis valymas) 2,5–3,0 mm, standartinė klasė, poliruotas liepsna Vidutinis paladžio nusėdimas. Storesnė siena atlaiko šiluminę apkrovą iš karštų regionų. Liepsnos poliravimas sumažina sukibimą. U ≈ 350 W/(m²K). Aukštos kokybės paladžio katalizatorius (0,5 g/l PdCl2, 50 laipsnių, kruopštus plovimas, be Sn2+) 1,5–2,0 mm, didelio grynumo kvarcas Nereikšmingas nusėdimas. labai mažas rūgštinės korozijos greitis Plona sienelė užtikrina didesnį energijos vartojimo efektyvumą. U ~ 450 W/(m2K). Paladžio aktyvinimas prastai plaunant (bet kokia temperatūra, stiprus Sn²⁺ pernešimas) 3,0 mm, naudokite PTFERapid paladžio dengimą. Kad ir koks būtų storas, kvarco tarnavimo laikas yra trumpas. Reikalingas alternatyvus apvalkalas arba reikia tobulinti procesą. Papildomi dizaino pakeitimai: kruopštus skalavimas tarp jautrinimo ir aktyvinimo fazių sumažina Sn 2+ pernešimą. Pridėjus oro prapūtimą į aktyvinimo vonią, Sn 2+ gali oksiduotis iki Sn 4+ (dėl to Pd 2+ nesumažėja). Poliruotas kvarco paviršius sumažina Pd sukibimą. Nuosėdos pašalinamos periodiškai plaunant praskiestu aqua regia (reikalingos atsargumo priemonės). Šviesos išskyrimas sulėtina fotocheminę redukciją.