Библиографическое описание:

Скрипкина Ю. А., Мельников И. Н., Пичхидзе С. Я. Разработка технологии получения защитной маски, обладающей сорбционно-каталитическими свойствами по нейтрализации диоксида углерода // Молодой ученый. — 2015. — №24.1. — С. 89-91.

 

Диоксид углерода (углекислый газ, двуокись углерода, СО2) в нормальных условиях находится в газообразном состоянии. Углекислый газ бесцветный, не имеет запаха, но имеет слегка кисловатый вкус [1…3].

Образуется углекислый газ при гниении и горении органических веществ. Содержится в воздухе и минеральных источниках. Так же выделяется при жизнедеятельности животных и человека. А именно, углекислый газ – это один из конечных продуктов метаболизма, который выделяется через легкие при дыхании.

Углекислый газ не имеет токсического действия, но при повышенных концентрациях диоксида углерода в воздухе (2-4%) вызывает головные боли, головокружения, сонливость, общую усталость, а при критических концентрациях (7-10%) – удушье.

За последние годы концентрация диоксида углерода в атмосферном воздухе значительно увеличилась. Происходит это из-за антропогенных факторов, таких как: увеличение числа автомобилей, заводов, городских свалок и т.д.

Ученые всего мира разрабатывают фильтры для очистки воздуха от углекислого газа. На данный момент времени к методам очистки газов от СО2 относятся такие методы как: методы физической и химической адсорбции; криогенного разделения; разделения посредством мембран.

Для адсорбции двуокиси углерода подходят такие химические соединения как: Li2O, Na2O и Al2O3, MgO, Li2ZrO3. Все эти сорбционные вещества требуют достаточно высоких температур, для правильного протекания химических реакций. Это находит применение в промышленной очистке газов от диоксида углерода.

В качестве новых химических сорбентов СО2 в промышленности, применяется моноэтаноламин (МЭА), диэтаноламин (ДЭА), а также метилдиэтаноламин (МДЭА).

Так же, широкое применение нашли губчатые фильтры, состоящие из пористых кристаллов. Это металлорганические структуры (MOF), которые представляют собой кристаллические губки с наноразмерными порами. В настоящее время изготовлены более 500 вариантов MOF с разнообразными свойствами и структурами. В таких MOF-структурах можно хранить весьма большое количество углекислого газа, при нормальных условиях [1…5].

Все эти методы нашли широкое применение в промышленной очистке воздуха от СО2. Но как быть с индивидуальной защитой человека от диоксида углерода, например, на производстве, где в результате работы, происходит активное загрязнение воздуха углекислым газом. В целях защиты организма человека от вредного воздействия СО2, предлагается рассмотреть предложенный вариант защитной маски, имеющей сорбционно-каталитические свойства по нейтрализации двуокиси углерода.

Конструкция фильтрующей части защитной маски представляет собой: внешний каркасный слой из хлорированного полиэтилена, соединенный с двумя мембранами из нетканого волокнистого материала, на внутреннюю поверхность которых, нанесен сорбционно-фильтровальный материал. Дисперсия, состоящая из порошкового сорбционного вещества Li2ZrO3 , активированного угля, на органической клеящей основе, наносилась на внутреннюю поверхность нетканой волокнистой мембраны методом аэродинамического распыления. Все слои соединялись иглопробивным методом.

1        - каркасный слой, 2 – мембрана,

3 – сорбент, 4 - иглопробивное соединение

 

http://cs624416.vk.me/v624416848/4aeee/2dV6SIkhm9Q.jpg

Рис.1а. Послойная конструкция маски

Рис.1б. Рабочий элемент маски

Рис.1. Конструкция фильтрующего элемента маски

 

Технология изготовления фильтрующего элемента защитной маски, состоящей из многослойного нетканого материала, приведена на рис.2.

Выводы: 1) рассмотрены основные методы очистки воздуха от СО2, 2) предложена максимально простая технология получения защитной маски, имеющей сорбционно-каталитические свойства по детоксикации диоксида углерода в интересах безопасности людей, осуществляющих активную деятельность в местах с повышенной концентрацией СО2 в воздухе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2. Технологическая схема изготовления фильтрующего элемента защитной маски

 

Литература:

  1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Диоксид_углерода
  2. http://sintez-oka.com/upload/pdfs/publication06.pdf
  3. http://www.tstu.ru/book/elib/pdf/st/2006/fomichevat.pdf
  4. Патент JP, 2009275585, Фильтр для удаления загрязняющих газов и газового потока, Suzuki Kenji, 26.11.2009.
  5. Патент US, 6755892, Carbon dioxide scrubber for fuel and gas emissions, Timothy A. NaletteWilliam PapaleTom Filburn, 29.06.2004.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle