Библиографическое описание:

Осипова Е. О., Мельников И. Н., Пичхидзе С. Я. Разработка фильтрующего сорбирующего материала по детоксикации угарного газа // Молодой ученый. — 2015. — №24.1. — С. 85-87.

 

Известно [1], что наиболее эффективным способом защиты от монооксида углерода является использование средств защиты на основе катализаторов окисления СО кислородом воздуха. СО представляет собой бесцветный газ без вкуса и запаха, горючий. Относится к несолеобразующим оксидам, не реагирует с водой, при нагревании с расплавленными щелочами образует соли муравьиной кислоты [2]. CO слабо поглощается активированным углём фильтрующих противогазов, поэтому для защиты от него применяется специальный фильтрующий элемент гопкалитовый патрон. Гопкалит представляет собой катализатор, способствующий окислению CO в CO2. Недостатком использования гопкалита является то, что при его применении приходится вдыхать нагретый в результате реакции воздух [3]. Эффективность этого катализатора сильно уменьшается при увлажнении. Поэтому гопкалит помещается между двумя слоями осушителя (силикагеля) для предотвращения насыщения осушителя парами воды [4]. Гопкалитовый патрон состоит из осушителя и собственно гопкалита. Осушитель представляет собой силикагель, пропитанный хлористым кальцием, и предназначен для поглощения водяных паров воздуха в целях защиты гопкалита от влаги. Время защитного действия патрона при относительной влажности воздуха 80% около двух часов. При температуре, близкой к нулю, его защитное действие снижается, а при минус -15°С и ниже почти прекращается [5].

В настоящее время известны многочисленные каталитические системы окисления СО в СО2 на основе благородных металлов, оксидов переходных и непереходных металлов. В качестве носителей для катализаторов в промышленности используются зернистые, гранулированные и волокнистые материалы, металлические сотовые носители с высокой механической прочностью и теплопроводностью. Перспективными носителями считаются глины, цеолиты, пористая керамика, преимуществом которых является возможность блочного изготовления, что существенно расширяет спектр технологического применения катализаторов на их основе. Используемые в промышленности нанесенные катализаторы имеют ряд недостатков: как правило, они дороги, сложны в приготовлении и требуют существенного расхода активных, дорогих компонентов. Поэтому поиск оптимальных каталитических систем остается актуальным. В настоящее время важным направлением является разработка металл-органических катализаторов (MOF, МОК), не содержащих благородных металлов, нанесенных на пенокерамические носители [6]. Удовлетворительными защитными действиями против угарного газа будет обладать фильтрующий противогаз, состоящий из лицевой части и фильтрующе - поглощающей коробки, которая снаряжается противоаэрозольным фильтром и катализатором [7].

Разработка фильтрующего материала по детоксикации CO представлена в [8]. Катализатор позволяет достигнуть степени очистки воздуха от монооксида углерода до 99% при времени контакта от 0,13 до 0,4 с. Недостатком является то, что катализатор достаточно активен лишь в узком диапазоне концентраций CO в воздухе. Катализатор по патенту [9] содержит соединение ванадия или ванадий-фосфорсодержащее соединение. Однако, он не позволяет довести содержание CO в очищаемом воздухе до концентрации ниже уровня ПДК для рабочей зоны. Можно предположить, что в качестве катализатора по детоксикации CO можно использовать соли тяжелых металлов, например, нитрат серебра AgNO3, или же оксиды металлов, допустим, CuO. Вступая в реакцию с CO, получается углекислый газ, который менее опасен: CuO + CO = Cu + CO2.

К апробации нами предлагается маска, состоящая из многослойного нетканого материала: первый и последний слои пропитаны клеящим веществом Ф4-Д неонол по ТУ 6-05-1246-81, затем идет слой сорбента хлористого палладия с окисью меди.

 

1. Внешний каркасный слой

2. Нетканый материал

3. Клеящее вещество

4. Сорбент

Рис.1а. Рабочий элемент маски

Рис. 1б. Маска в разрезе

Рис. 1. Маска в разрезе

 

Технологическая схема изготовления маски, состоящей из многослойного нетканого материала, складывается из следующих стадий: последовательное нанесение внешних каркасных слоев маски на нетканый материал, пропитывание нижнего и верхнего внутренних слоев клеящим веществом, добавление сорбента, склеивание получившихся слоев друг с другом. После данной процедуры проводится сушка, рис.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Технологическая схема изготовления маски

 

Выводы: 1) рассмотрены способы получения фильтрующего сорбирующего материала по детоксикации угарного газа, 2) предложена конструкция защитной маски по детоксикации CO, а именно: многослойный материал, содержащий нетканый материал и сорбент-катализатор на основе хлористого палладия и оксида меди.

 

Литература:

  1. Ошанина И.В., Титов Д.Н. Методические указания по выполнению лабораторной работы «Окисление монооксида углерода на гетерогенных катализаторах», М. МИТХТ, 2009. - 36с.
  2. file:///F:/катализаторы/физические/химические свойства Школьные знания com.htm
  3. http://moreprom.ru/article.php?id=49
  4. Илюшин Ю. С., Олизаров В. В. Системы обеспечения жизнедеятельности и спасения экипажей летательных аппаратов, 1972. — 492 с.
  5. http://refwin.ru/3713657654.html
  6. Диденкулова И.И. Синтетические керамические катализаторы окисления CO в CO2: кинетика и механизм.- Н.Новгород, 2008.- 126 с.
  7. Борисенко Л.Н., Горишний В.А., Чернецов В.Б. Средства индивидуальной защиты для населения, персонала объектов экономики: метод. разработка для студентов всех специальностей дневной формы обучения, Н.Новгород, 2007. - 45с.
  8. Патент US №4521530. Catalyst of palladium, copper and nickel on a substrate/ Victor F. Zackay, Donald R. Rowe, 4.06.1985.
  9. ПатентЕР №0238700. Carbon monoxide oxidizing catalyst/ Sugimori, Kenichiro, 23.01.91.
Основные термины (генерируются автоматически): детоксикации co, детоксикации угарного газа, монооксида углерода, многослойного нетканого материала, Разработка фильтрующего, благородных металлов, катализаторы окисления co, основе катализаторов окисления, Разработка фильтрующего материала, хлористого палладия, нетканый материал, диапазоне концентраций co, клеящим веществом, окислению co, «Окисление монооксида углерода, основе благородных металлов, CO слабо, сорбента хлористого палладия, разработка металл-органических катализаторов, Недостатком использования гопкалита.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle