成暗晦PdO膜,但在800℃以上dO膜分解:2 dosed+O2。同时,在高温下金属钯蒸气压 增高和挥发增大。因此,在800℃以上高温,Pd和高Pd合金表面呈现一种多层结构:在光亮 的金属钯表而上复盖一薄层钯金属蒸气,再其上复盖一层PdO蒸气且处于上述动态可逆反应 中。因Pd对氧亲合力比P对氧亲合力强,故PtP2蒸气在Pd表面上被还原成Pt,新生Pt立即 沉积在光亮Pd金属表面,借助扩散合金化〔1,12)。钯的这种表面结构特征和对PtO2的还原作 用不仅是任何贱金属不具备的,即使Pt和A亦不具备。就贱金属而言,稳定氧化物生成和增 厚使之在高温下不可能保持光亮表面,也不可能有高的铂回收率。铂和金在高温下虽保持光 亮表面,但不具备还原PtO2为Pt的能力。因此,至目前为止,作为捕集网材料,Pd是具有最 高铂回收率的金属。 3.2影响捕集网回收铂的因素:上述捕集网回收铂过程表明,捕集网回收铂的速率是受物 质转移速率限制的。基于这个模型,平均回收率(n)可以用半经验公式估算13: m = 1-exp(-MTU (1) 这里,是单层网回收铂的百分数,MTU是无量纲物质转移指数 MUT= 2C R mE (2) 式中毛捕集网的体积空位分数。为了得到高的回收率而不造成网两侧过大压力差,体积空 位分数应在05~0,76之间;更低的毛值有可能提高回收率,但亦可能产生过大压力降 Sc是从催化网排出气流中氧化铂扩散的 Schmidt数,可取08~1.0之间的值。Re是与合 金丝材直径和气流平均速度有关的 Reynolds数,且Re=Gd/μ,G是输入到催化剂上的气流 速度,μ是从催化剂排出流体的动态粘度。Re值处在10~200之间,常取20~50。C是由 捕集网几何形状决定的物质转移相关系数,处在0,4~1.0。a是网的比表面面积,即1平方 英寸网的总的表面积除以表观体积,常取50~6401/吋中的值。m是物质转移相关指数,取 06~0,8。d是网合金丝直径 就其性质而言,上述参数可以分为三大类。一类参数如Sc,G,μ等与反应炉中气流性 质有关,是由反应炉的工作温度、压力和气流组成等参数决定的。在实际应用中,输入到催 化剂上的气体通常含有100~10,5V01%氨和90.0~895V01%空气,因而从催化剂上排出气 流成分基本不变;反应炉实际温度800~950℃,在这个围范内气流性质变化很小,故可使用 900℃的性质,如Sc可取090~0,95,μ约为42×106泊。另一类参数如ξ、a和d等与捕 集网几何性质即网目数和丝材直径等参数有关。第三类参数如C和m则与气流性质、网的几 何因素和捕集网材料的性质都有关。对于现有反应炉气流条件及钯合金捕集网装置,m取 0.7,C取094。由此可见,由(1)、(2)式所反映的捕集网回收率最终是由①捕集网 材料,②捕集网几何因素和③气流性质决定的,而气流性质又取决于网承受的负载。对于钯 合金捕集网,其单层网的铂回收率随着网承受负载增大与降低,如图4所示。 3钯合金捕集网的发展:理论与试验证明纯Pd具有最高回收率,因为纯钯在高温下保 持光亮表面并与铂有强的合金化能力,从而可保证高的物质转移参数和气流中PtO2扩散的 Schmidt数。但纯钯强度太低,且容易引起瞬态过热,故发展了钯基合金。最早使用的是 Pd-Aut(5~20wt%Au)系合金,典型的合金是Pd-20Au。因Au价格昂贵,随之发展了 不含Au的钯基合金捕集网。研究表明,可以取代Au的合金元素主要有重族和IB族元素13。 采用低合金化的钯合金捕集网具有足够的强度和高的铂回收率,在工业应用中亦可取得高的 c1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, LId. All rights reserved.© 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved