Разложение озона нанесенными на активированные угли хлоридами Cu(II), Co(II), Mn(II)
Вантажиться...
Дата
2020
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
Номер ISSN
Номер E-ISSN
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
Изучены кинетика разложения озона композициями MCl2/АУ (М = Cu, Co, Mn; АУ –
КАД-йодный), защитные свойства активированных углей и композиций MCl2/АУ при
разных начальных концентрациях озона. Установлено, что активность композиций
MCl2/АУ зависит не только от природы металла и лиганда, но и от степени заполнения
поверхности носителя ионами металлов. Показано, что активность АУ различного происхождения при СН
О3
= 10‑30 мг/м3 возрастает в ряду СКН-К<АРТ< КАД-йодный<АГ-
3<СКН-2M. Установлено, что активность хлоридных комплексов d-металлов, закрепленных
на КАД‑йодном АУ, в реакции разложения озона возрастает в ряду MnCl2 >
CuCl2 ≈ CoCl2. Установлено, что защитные свойства катализаторов на основе закрепленных
на КАД‑йодном АУ хлоридных комплексов марганца от озона превосходят
известные зарубежные и отечественные аналоги и такие катализаторы могут быть
рекомендованы к применению в средствах защиты окружающей среды и человека от
микроконцентраций озона.
Каталізатори розкладання озону на основі носіїв неорганічного походження для спорядження засобів індивідуального захисту органів дихання показали свою безперспективність через велику витрату і нетривалий час захисної дії. Найбільш пер- спективними каталізаторами розкладання озону є закріплені на активоване вугілля (АУ) металокомплексні композиції. В роботі вивчена кінетика розкладання озону композиціями MCl2/АВ (М = Cu, Co, Mn; АВ – КАД-іодний), захисні властивості активованого вугілля різного походження та композицій MCl2/АВ при різних початкових концентраціях озону. Встановлено, що активність композицій MCl2/АВ залежить не тільки від природи металу і ліганду, а й від ступеня заповнення поверхні носія іонами металів. Максимальну ступінь розкладання озону в стаціонарному режимі забезпечують металокомплексні композиції на основі хлорид мангану, які в подальшому використовували для тривалих лабораторних випробувань на час захисної дії при різних початкових концентраціях озону. Висока каталітична активність такої композиції в реакції розкладання озону зумовлена формуванням оксидной форми MnO2 – вторинного каталізатора розкладання озону, який стабілізує цей процес. Для оцінки можливого використання активованого вугілля різного походження в засобах захисту органів дихання визначено їх час захисної дії при різних початкових концентраціях озону (СП О3 = 10,0 і 1,5 мг/м3), який значно залежить від питомого об'эму мікро- та мезопор і хімічної природи АВ. Встановлено, що в порівнянні з вихідним АВ (АВ – КАД-іодний) час захисної дії композиції MnCl2/КАД-іодний істотно зростає і навіть через 48 годин СКО3< ГДК. Встановлено, що захисні властивості каталізаторів на основі імпрегнованих MnCl2/ АВ-комплексів від мікроконцентрацій озону значно перевершують відомі зарубіжні та вітчизняні аналоги і можуть бути рекомендовані до застосування в засобах захисту навколишнього середовища і людини від озону.
The known catalyst based on the inorganic support, MnCl2/SiО2, and used in personal respiratory protective devices showed its lack of prospects because of the very heavy load per a protective device and the short time of its protective action. As opposed to it, metal complex compositions based on activated carbons (AC) hold much promise. Since we intended to use activated carbons or compositions based on them in respirators protection against ozone, such an important parameter as the time of protective action was determined for activated carbons of different ranks and for the best one among MCl2/AC compositions (M is Cu, Co, or Mn, AC is activated carbon of KAD-iodnii rank) at initial ozone concentrations, Сin О3 , of 1,5 mg/m3 and 10 mg/m3. For selection of the most effective MCl2/KAD-iodnii AC composition, the kinetics of ozone decomposition was investigated at Сin О3 = 500 mg/m3. The results of the latter testing showed that activity of the MCl2/KAD-iodnii AC compositions depended not only on the metal and anion nature but also on a degree of the activated carbon surface filling with metal ions. The maximum degree of ozone decomposition in a steady-state mode was demonstrated by MnCl2/KAD-iodnii AC. This fact can be explained by MnO2 formation as a result of MnCl2 oxidation with ozone. MnO2 can be a secondary catalyst and stabilize the process of ozone decomposition. The time of protective action for activated carbons significantly depends on their chemical nature and specific micropore and mesopore volumes and increases in the order SKN-K < ART < KAD-iodnii < AG-3 < SKN-2M. MnCl2 anchoring on activated carbon of KAD-iodnii rank resulted in an essential increase in the time of protective action: an ozone outlet concentration was lower than MPCO3 even in 48 hours. The protective properties of the catalyst for ozone microconcentration decomposition obtained by activated carbon of KADiodnii rank impregnation with MnCl2 are much better than those of the known domestic and foreign analogues and this composition can be used in the devices for protecting environment and human beings against ozone.
Каталізатори розкладання озону на основі носіїв неорганічного походження для спорядження засобів індивідуального захисту органів дихання показали свою безперспективність через велику витрату і нетривалий час захисної дії. Найбільш пер- спективними каталізаторами розкладання озону є закріплені на активоване вугілля (АУ) металокомплексні композиції. В роботі вивчена кінетика розкладання озону композиціями MCl2/АВ (М = Cu, Co, Mn; АВ – КАД-іодний), захисні властивості активованого вугілля різного походження та композицій MCl2/АВ при різних початкових концентраціях озону. Встановлено, що активність композицій MCl2/АВ залежить не тільки від природи металу і ліганду, а й від ступеня заповнення поверхні носія іонами металів. Максимальну ступінь розкладання озону в стаціонарному режимі забезпечують металокомплексні композиції на основі хлорид мангану, які в подальшому використовували для тривалих лабораторних випробувань на час захисної дії при різних початкових концентраціях озону. Висока каталітична активність такої композиції в реакції розкладання озону зумовлена формуванням оксидной форми MnO2 – вторинного каталізатора розкладання озону, який стабілізує цей процес. Для оцінки можливого використання активованого вугілля різного походження в засобах захисту органів дихання визначено їх час захисної дії при різних початкових концентраціях озону (СП О3 = 10,0 і 1,5 мг/м3), який значно залежить від питомого об'эму мікро- та мезопор і хімічної природи АВ. Встановлено, що в порівнянні з вихідним АВ (АВ – КАД-іодний) час захисної дії композиції MnCl2/КАД-іодний істотно зростає і навіть через 48 годин СКО3< ГДК. Встановлено, що захисні властивості каталізаторів на основі імпрегнованих MnCl2/ АВ-комплексів від мікроконцентрацій озону значно перевершують відомі зарубіжні та вітчизняні аналоги і можуть бути рекомендовані до застосування в засобах захисту навколишнього середовища і людини від озону.
The known catalyst based on the inorganic support, MnCl2/SiО2, and used in personal respiratory protective devices showed its lack of prospects because of the very heavy load per a protective device and the short time of its protective action. As opposed to it, metal complex compositions based on activated carbons (AC) hold much promise. Since we intended to use activated carbons or compositions based on them in respirators protection against ozone, such an important parameter as the time of protective action was determined for activated carbons of different ranks and for the best one among MCl2/AC compositions (M is Cu, Co, or Mn, AC is activated carbon of KAD-iodnii rank) at initial ozone concentrations, Сin О3 , of 1,5 mg/m3 and 10 mg/m3. For selection of the most effective MCl2/KAD-iodnii AC composition, the kinetics of ozone decomposition was investigated at Сin О3 = 500 mg/m3. The results of the latter testing showed that activity of the MCl2/KAD-iodnii AC compositions depended not only on the metal and anion nature but also on a degree of the activated carbon surface filling with metal ions. The maximum degree of ozone decomposition in a steady-state mode was demonstrated by MnCl2/KAD-iodnii AC. This fact can be explained by MnO2 formation as a result of MnCl2 oxidation with ozone. MnO2 can be a secondary catalyst and stabilize the process of ozone decomposition. The time of protective action for activated carbons significantly depends on their chemical nature and specific micropore and mesopore volumes and increases in the order SKN-K < ART < KAD-iodnii < AG-3 < SKN-2M. MnCl2 anchoring on activated carbon of KAD-iodnii rank resulted in an essential increase in the time of protective action: an ozone outlet concentration was lower than MPCO3 even in 48 hours. The protective properties of the catalyst for ozone microconcentration decomposition obtained by activated carbon of KADiodnii rank impregnation with MnCl2 are much better than those of the known domestic and foreign analogues and this composition can be used in the devices for protecting environment and human beings against ozone.
Опис
Ключові слова
разложение озона, активированные угли, закрепленные металлокомплексные катализаторы, время защитного действия, розкладання озону, активоване вугілля, закріплені металокомплексні каталізатори, час захисної дії, ozone decomposition, active coals, anchored metal complex catalysts, time of protective action
Бібліографічний опис
Вісник Одеського національного університету = Odesa National University Herald