Імпрегнований волокнистий хемосорбент аміаку на основі лимонної кислоти. Прогнозування захисних характеристик

Автор(и)

  • С. А. Кіро Фізико-хімічний інститут захисту навколишнього середовища і людини МОН України та НАН України, Ukraine
  • Н. М. Абрамова Фізико-хімічний інститут захисту навколишнього середовища і людини МОН України та НАН України, Ukraine
  • В. В. Грідяєв Національний ТУ “Дніпровська політехніка”, Ukraine
  • Р. Є. Хома Одеський національний університет імені І. І. Мечникова , Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.18524/0367-1631.2023.61.292234

Ключові слова:

імпрегнований волокнистий хемосорбент, протигазові фільтри, аміак, динамічна сорбція, математична модель адсорбції, вихідні криві проскоку, константа швидкості хемосорбції, сорбційна ємність, час захисної дії

Анотація

Досліджено вплив відносної вологості (RH) газоповітряного середовища на хемосорбцію аміаку імпрегнованим волокнистим хемосорбентом (ІВХС), який одержували просоченням нетканого голкопробивного матеріалу з поліефірних волокон водним розчином лимонної кислоти  з модифікаторами (гліцерин, хлорид натрію та етанол) для рівномірного розподілу хемосорбенту на поверхні волокон і підвищення адгезії до складу просочувального розчину. Показано, що вихідні криві проскоку аміаку через нерухомий шар ІВХС  cпр(tпр) в координатах ln(c0пр -1), tпр при всіх значеннях відносної вологості з достовірністю R2 ≥ 0.95 апроксимуються прямими лініями і для кількісного опису системи аміак-ІВХС можна застосувати теоретичну модель Уїлера-Джонаса. Зіставленням експериментальних і теоретичних кривих спр(tпр) в координатах ln(c0пр -1), tпр  визначено невідомі модельні параметри: константу швидкості хемосорбції і сорбційну ємність одиниці маси ІВХС та їх залежності від відносної вологості газоповітряного середовища (ГПС). Встановлено, що сорбційна ємність ІВХС лінійно зростає із збільшенням , а константа швидкості хемосорбції системиаміак-ІВХС не залежить від відносної вологості ГПС і складає 3600 хв–1. Експериментально досліджено вплив відносної вологості ГПС і товщини шару на час захисної дії ІВХС щодо аміаку та обґрунтовано адекватність застосування моделі Уїлера-Джонаса для прогнозування ресурсу ІВХС для умов реального використання.

Посилання

Appl M. Ammonia 1. Introduction. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. – 2012. – Vol. 3. – P. 107-137.

https://doi.org/10.1002/14356007.a02_143.pub3

Bandosz T. J., Petit C. On the reactive adsorption of ammonia on activated carbons modified by impregnation with inorganic compounds // J. Colloid Interface Sci. – 2009. – Vol. 338, no. 2. – P. 329–345. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2009.06.039

Petit C., Karwacki C., Peterson G., Bandosz T. J. Interactions of ammonia with the surface of microporous carbon impregnated with transition metal chlorides // J. Phys. Chem. – 2007. – Vol. 111, no. 34. – P. 12705-12714.

Еннан А. А.-А., Хома Р. Є., Длубовський Р. М., Захаренко Ю. С., Бєньковська Т. С., Книш І. М. Моно- та біфункціональні імпрегновані волокнисті хемосорбенти респіраторного призначення // Вісник ОНУ. Хімія. – 2022. – Т. 27, № 1. – С. 5-30. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2022.1(81).248297

Хома Р. Є., Абрамова Н. М., Кіро С. А., Книш І. М. Захист органів дихання від дії аміаку // Вісник ОНУ. Хімія. – 2022. – Т. 27, № 2. – С. 93-107. https://doi.org/10.18524/2304–0947.2022.2(82).264892

Lodewyckx P., Wood G.O., Ryu S. K. The Wheeler-Jonas equation: a versatile tool for the prediction of carbon bed breakthrough times // Carbon. – 2004. – Vol. 42, no. 7. – P. 1351-1355. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2004.01.016

Jonas L. A., Rehrmann J. A. Predictive equations in gas adsorption kinetics // Carbon. – 1973. – Vol. 11, no. 1. – P. 59-64.

https://doi.org/10.1016/0008-6223(73)90008-0

Wheeler A., Robell A. J. Performance of fixed-bed catalytic reactors with poison in the feed // J. Catal. –1969. –Vol. 13, no. 3. – P. 299-305. https://doi.org/10.1016/0021-9517(69)90404-7

Lodewyckx P. Adsorption of chemical warfare agents // Interface Science and Technology. Activated Carbon Surfaces in Environmental Remediation, Vol. 7, ed. T. J. Bandosz, Ed. Elsevier, 2006. – P. 475-528.

Lodewyckx P., Verhoeven L. Using the modified Wheeler-Jonas equation to describe the adsorption of inorganic molecules: chlorine // Carbon. – 2003. – Vol. 41, no. 6. – P. 1215–1219. https://doi.org/10.1016/S0008-6223(03)00052-6

Grévillot G., Marsteau S., Vallières C. A Comparison of the Wheeler-Jonas Model and the Linear Driving Force at Constant-Pattern Model for the Prediction of the Service Time of Activated CarbonCartridges // J. Occup. Env. Hygiene. – 2011. – Vol. 8, no. 5. – P. 279-288. https://doi.org/10.1080/15459624.2011.567131

Газоанализатор “Колион-1В NH3”, зав. № 5880, паспорт ЯРКГ 2840 003-01ПС, 2018.

ДСТУEN 14387: 2004 Фільтри протигазові і фільтри скомбіновані. Вимоги, випробування, маркування. – Київ : Держспоживстандарт України. 2008. – 14 c.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-12-09

Номер

Розділ

Фізика аерозолів