Гопкалит - Hopcalite

Гопкалит

Гопкалит это торговое наименование ряда смесей, состоящих в основном из оксидов медь и марганец, которые используются как катализаторы для преобразования монооксид углерода к углекислый газ при воздействии кислорода воздуха при комнатной температуре.

Название «гопкалит» происходит от Университет Джона Хопкинса - «Хмель» и Калифорнийский университет - «Cal», где фундаментальные исследования окиси углерода проводились во время Первой мировой войны, и эти катализаторы были открыты в 1918 году.[1]

Известны различные составы, такие как «гопкалит II», который составляет примерно 60% диоксид марганца и 40% оксид меди (MnO2 : Мольное соотношение CuO составляет 1,375)[2] и «гопкалит I», представляющий собой смесь 50% MnO, 30% CuO, 15% Co2О3, и 5% Ag2О.[2][3] Гопкалит имеет свойства пористой массы и напоминает Активированный уголь по своему внешнему виду.[1]

Подготовка

Хотя обычно катализаторы гопкалита получают кальцинирование интимные смеси оксидов и карбонатов,[4] Для производства гопкалитов в лабораторных и промышленных масштабах применялись различные методы, такие как физическое смешивание (тонкодисперсных) оксидов металлов, соосаждение оксидов металлов из растворов солей металлов (см. соли ), термическое разложение смесей нитратов металлов (см. нитрат ) и карбонаты металлов (см. карбонат ), одностадийный синтез посредством пиролиза в пламенном распылении из органических и неорганических систем-предшественников, например[5] Описаны также нанофазные катализаторы гопкалита.[6]

Хотя катализаторы на основе гопкалита использовались на практике в течение десятилетий, многие вопросы относительно механизма их действия все еще остаются открытыми. Это связано с их сложной структурой, которая затрудняет получение информации об активных центрах и механизмах катализа и дезактивации.

Приложения

Гопкалит широко используется в личных средства защиты органов дыхания (СИЗ) средства коллективной защиты и др. Различные применения гопкалитовых катализаторов перечислены ниже:

  • в некоторых типах фильтров противогазов, предназначенных для защиты от угарного газа (ДП-1 советского производства, комбинированные фильтры ВК-450, фильтры SX (CO), например)
  • в системах фильтрации воздуха и дыхательных аппаратах для очистки источников воздуха для дыхания, например, используемых при подводном плавании с аквалангом и тушении пожаров.[7]
  • используется в качестве основного фильтрующего ингредиента в самоспасательных респираторах, выдаваемых шахтерам (СПП-4)[7]
  • фильтрующие самоспасатели, предназначенные для использования в условиях пожара (например, ГДЗК-ЭН, ГДЗК-У, ГДЗК-А)
  • в приборах для контроля содержания окиси углерода (СО) в помещениях
  • используется в качестве меры предосторожности с погружными воздушными компрессорами, если они приводятся в действие двигателями внутреннего сгорания (например, на кораблях)

В средствах защиты органов дыхания гопкалит используется для быстрого окисления токсичного монооксида углерода до гармлы углекислый газ с кислородом из воздуха, который затем химически связывается с едкий натр слой, тем самым удаляя CO из воздушного потока (который иначе не удаляется воздушными фильтрами с активированным углем).[8] Водяной пар отравляет гопкалитный катализатор, поэтому для защиты от водяного пара установлен дополнительный фильтр на основе Силикагель вводится. Кроме того, слой гопкалита защищен механическим фильтром и слоем активированного угля, очищающего воздух от других загрязнений.[9][10][11]С другой стороны, работа детекторов окиси углерода (CO) основана на регистрации тепла, выделяющегося при каталитическом окислении окиси углерода (CO) до двуокиси углерода (CO2).

Хотя в основном используется для катализирования превращения CO в CO2, катализаторы гопкалита также используются для удаления окись этилена и другие Летучие органические соединения а также озон от газовых потоков. [12]Кроме того, гопкалиты катализируют окисление различных органических соединений при повышенных температурах (200–500 ° C).

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Удаление окиси углерода из воздуха - А. Лэмб, У. К. Брей и Дж. К. В. Фрейзер - Журнал промышленной и инженерной химии, март, 1920 г., стр. 213
  2. ^ а б Справочник по препаративной неорганической химии, 2-е изд. Под редакцией Г. Брауэра, Academic Press, 1963, NY. п. 1675.
  3. ^ Окисление окиси углерода при температуре окружающей среды катализаторами на основе оксида меди и марганца - докторская диссертация - Кристофер Д. Джонс, март 2006 г.
  4. ^ Xia, G. G .; Инь, Й. Г .; Willis, W. S .; Wang, J. Y .; Суиб, С. Л., "Эффективные стабильные катализаторы для низкотемпературного окисления монооксида углерода", Журнал Катализа, 1999, том 185, стр. 91-105. DOI: 10.1006 / jcat.1999.2484
  5. ^ Т. Бимель, К. Вегнер: Пиролиз микроэмульсии в пламени для синтеза наночастиц гопкалита: новая концепция катализатора
  6. ^ Се, X .; Li, Y .; Liu, Z.-Q .; Haruta, M .; Шен У., "Низкотемпературное окисление CO, катализируемое наностержнями Co3O4", Nature 2009, том 458, стр. 746-749. DOI: 10.1038 / nature07877
  7. ^ а б Бернард Джаффе [1947] Новый мир химии Silver Burdett Co., стр. 368
  8. ^ Бернард Джаффе [1947] Новый мир химии Silver Burdett Co., стр. 368
  9. ^ Chemia 1 - podręcznik, tom 1, klasa 1, szkoła ponadgimnazjalna Zakres rozszerzony Stanisława Hejwowska, Ryszard Marcinkowski, Operon
  10. ^ http://portalwiedzy.onet.pl/7039,,,,hopkalit,haslo.html
  11. ^ Хенрик Олдаковски, Włodzimierz Struś Budowa sprzętu pożarniczego. Wydawnictwo MON 1959 г.
  12. ^ Sebezáchranný filtrační přístroj W 65-2 BL. Dostupné online [cit- 2020-05-15]