Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Разработка нанесенных на углеродные волокнистые материалы катализаторов разложения озона

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Разработка нанесенных на углеродные волокнистые материалы катализаторов разложения озона"

мга1стпгство освзяя нщгснальна. дкдднмгя наук укелХш фхзйко-пнгчшй хнстигут

злзксту шшколшнього се2е'довщ&. x лидиня

при одезському де?гавному ушвееситстх 1х.х.х.менгоков&

146 ОД

¿3 ""! :;;7

На правах рукопису

БАНДУРКО

Олексакдр Юр1йозич

РОЗРОБКА НАНЕСЕНИХ НА ВУГЛЕЦЕВ1 ВОЛОКНИСТI ТКАНИНИ КАТАЛ13АТ0Р1В РОЗКЛАДУ ОЗОНУ

И, № //

г-Ш^ч-Шк-^З-- Охорона навколишнього середовища та раидональне використання природних ресурсов

Автореферат дисертацз.! на здобуття наукового ступеня кандидата х!м1чних наук

1997

Дисертаги ек> е рукопис.

Робота виконана у Ф!зико-х1м1чному i нститут i захисту навколишнього середовища i людини Шносп1ти та HAH УкраХни при Одеському держун1верс1тет1 1м. I.I.Мечникова.

Науковий кер1вник: доктор х1м!чних наук, професор

Ракитська Тетяна Леон1д1вна

Оф1ц:1йн1 опоненти: доктор xiMinmix наук, професор

Скрильов Лев Дмитрович

кандидат х1м1чних наук, доцент Чеботарьов Олександр Миколайович

Провл.дна орган1зац1я: Ф1зико-х1м1.чний iнстатут iM.

O.B. Богатського ЮШ Укра!ни.

Захист в!дбудеться року о год на

зас!данн1 спец1ал1зовано! вчено! ради Д. 05.19.01 в l>i зико-х1м1чному iiicTiiTyri захисту навколишнього середовища i людини MiHicTepCTBa освалм та HAH УкраУни за адресою 270026, м.Одеса, вул. Преображенська, 3.

3 дисертац1ею можна ознайомитися у 6i6aioTeni Ф1зико-х1м1чного 1нституту захисту навколишнього середовища i людини М1н1стерства осв1ти та HAH Укра1НИ.

Автореферат розхсланий

року

Вчений секретар спед.1ал1зовано1 вчено!: ради, кандидат х!м1чних наук 'VC'U] Ш^халеева Г.М.

Актуальн!сть теми. BinsMl низькоггемпературн! засоби очищения повгтря в1д еисогсжжсичного озону (ГДКо3 = 0,1 мг/м3) базуюгься на його розклад! за допемэгсю нанесет« металевих, оксидних та ок-сияно-метзлевих каташзагорхв, up являють собсю склада! спалуки i хараетеризуюгься багатостадШкю технолог !ж> виробництва. Для до-сягнення високого ступени розкладу озону, за умэви Bonorocri газо-noBiip.4Hoi cyMiiai (ГНС) 90-95%, б1льш1сть катал!затср1в вм1щуюгь благороднл. метали. На в1до!ну в!д перегачених катал1затср1в, практично не вивчен1 нанесен! на вуглацев! волокнист! тканини (ВВТ) металоксмплексщ. та основт катал! затори, застосування яких е пер-спегсгивним в зассбах !ндав!дуалыюго эахисту сргаМв дихання (31Э0Д) прэцгпнитс!в р!зних ниробницгв, де никористовусться або видьяяеться озон на в!дпов!дних технолог!чних стадиях, Суть про-блеми полягае в розробц! катал1 заторхв, як! не тстять бдагородних метал1в i розкладаоть озон до концентрац!! нижче ГДК за умови п1двищено1 BonorocTi ГПС, малого часу контакту (т! < 0,02 с), а такая BijmoBiflaOTb caHirapHO-xiMiyHMM, гоксикшкяичним та експлуата-ц1йним вимэгам.

Робота виконана у BiflnoBiflHocri з к»срдинац!йними планами HAH УкраХни за завданнями 1-85К 91/93 "Розробка теоретичних основ уло-влшання суСм1!фониих аерозол!в, хемоосрбциаюго та кататтишюго очищения rasiB, остановка на цш основ! виготовлення типоряду за-со5!в !ндцв1дуального захисту оргатв дихання" № ДР А01000223Р; НТП-К2 94/96 "Досайдаення кинетики розкладу озону, окиснення монооксиду вуглепр та фосф1ну в присутност! нанесених металоксмплекс-них, оксидних i оксидно-металоксмплексних катал!затор!в з метсю визначення Ix ефективност1" № ДР 0194023447.

Стан розробденост! проблеми. BiiKMDCTi про розкяад озону осювними та металовюмплексними катализаторами, нанесеюяли на вуглецев1 носИ, оСмежен1. Шэруват! сполуки граф!гу з хторицаш /

перех!дних меташ.в, серед яких лров1дне Miene належить Со (II),

активы! лише при ^ 60 °С [С.В.Оаинцева и рр. № Ж. физ. узалы. 1989. - Т. 63, » 12. - С.3228] . Катаипзатори розкладу озону г~СиС12-А1 />, [Заявка 2142324, Велигеобригаш.я] и №г(Х1)-АВ [Заявка 61-20329, Япон1я] не придатн1 для використання в 31Э0Д, а саме в ресгиратсрах. ЕЪзклад озону основшми (ОН", С1~, Вг~, Г) ка-талазатсрами вивчено т1льхи в водних розчинах. Хсма озон эастооо-вукггь для мэдаф^кування ВВТ [Л.Ф.Агякшева рр. II Мех. ксмпозиц. матер. -1980, № 1.-С. 166], гроте в1дэл1 результата не мажуть бути основою для розроСшення лрсоигазових ф1Льтрав дач ресшратор1в типу "Снхжок".

СО'скт дэагцдження - озон в реакшях низькотемпературного розкладу вуглецешли волокниста**! тканинам* та катал1заторами на ах основ1.

Предмет достпджемня - кинетика розкладу озону вуглецевиьаи во-лэкнжтпыи тканинаш, а таксж наыесеними основниш та металоком-члексюмг катал1 заторзьм, оптимизация структурно-адоорб1дйних характеристик ВВТ, складу катагазатор1в та умэв експлуатащ! 1х в ЗГЭОД.

Мета роСстпи - доопдаення кинетики та мехашзму низькотемпера-турного розкладу озону ОН", С.1", Вг~, I", Си(II) - катай.заторами, нанесет*« на ВВТ; теоретичне обгрунтування 1 практично впрэнад-ження ВВТ та катал1затор1в в заообах д.ндив1дуального захисту органов яихання.

Методи додцдження. В робея! були Еикорисган1: кшетичний метод; сукугшисть адоорОщйних метощв для визначення сгрукгурних характеристик ВВТ; х1иичн1 метода анал1зу функциональных труп р1эно! природа на поверхн! ВВТ; шструмеигальн! метода анал1зу оэоно-гюв1тряно1 сумшх: хе»илкы1несцентний та оггютний; матема-1ичн1 метода оброблення результате декан, даення 1з застосуванням

1вм забэх.

Методалогачна основа досл1дження - сучасн! загальнотеоретичн! уявлення в галузх екатог1чного катаяазу за участо розчинених 1 на-

несения металокемплексних катал1затор1В, К1нетахи гетерогенних ре-акцзй, 1нженерно1 х1м11 (технология каггал1затор1в) та ф1зико-х1м1чних основ отримання вуглецевих волсжнислмх тканин; мэделован-ня утверсальних 31Э0Д.

0сновн1 положения, як! винесеш. до захисту;

- к1нетика та механ1зм низьюэтемпературного розкладу озону, який катал!зусться вуглецеврми волокнистом^ тканинаыи 1 нанесение на них основними (ОЙ", С1~, Вг", I") 1 мегалоксмплексюм (СиС1г) катал! затсрами;

- ф1зико-хгш.чне обгрунтування вибору В ВТ 1 катал! затор! в, а такса режима в 1х експлуатащ.! в заообах 1нпин1дуального захисту сргашв дихання в.1д мг^роконцентрашй озону.

Наумова новизна досл1дт:еннл. Вперше в иироксму 1т,ервап1 концентраций вишено кА нетику та механизм низькотемпературного розкладу озону вуглецевими волокнистом! тканинами; дано ощнку впливу макрокшетичних фактср1в на шнидк1сть реакш.1; визначено реянии роботи реаетсра-алэнжа 1 кгнетичну область здайсненнл процесу; встановлено взаемозв'язок м!ж стфугаурно-адсорСцШними характеристиками та гвггсмсю катал1тичнсю актившстю ВВТ. Вперше вивчено к!нетику та механ1зм розкладу озону г1дратоваюм1 ВВТ в присут-ност1 основних катал1затор1в (ОН", С1", Вг", I") . Показано, щп> в координатах 1д к - ЕЬх/ввй! (Еос/двс! ~ редокс-потеншал окиснено! та в1дновлено! ферм основного катал!затсра) зОерл-гаегься л1н1йна за-лежтсть; отримано ряд активиост1 основних нанесених на ВВТ ка-таш.затор1в: С1" « <Ж ~ Вг < Т.

В широкому 1нтервап1 конце1пращ.й озону було досл1даено кше-тику йэго розкладу в присутност! нанесеиого на ВВТ хлериду М1Д1 (II), каташ/гична дая якого проявляешься в <Х>ласг1 ткроконцентра-ц!й озону; для шкропористих ВВТ > 0,35 смЭ/г) 1 Ссис12 в)д

0,25 до 2,5 моль/г к1нцева концентрац1я озону на вихол1 у стац1онарному режима е меншою ГДК.

Встановлено ксреляцАХ м!ж ф1зико-х1м1чними, структурно-адосрбц1йними характеристиками, макретанетичкими факторами, кон-центращями р1зних демшэк неорганичного та органичного походкення 1 часом захисиэ! до.1 матер1ал1в 1 катал1заторхв за умэви концент-рацП озону не б1яьше 15 ГДК. Вз.дпрацьовано режими ексллуатацП ВВТ 1 катал!зашрхв в 313ЭД.

Науково-теоретичне i практичне значения досгцдження полягае в тому, цр експериленгалыю ооримаш результат розщиржть уявлсоня в галуз1 окисшзюально-в1дновного катшйзу за учаопо газопощбних токсичних речовин та нанесених на ВВТ осиэвних (01Г, С1~, Вг~, I") 1 металокзсмппексних катал1затср1в; доповнаэть в!дсмэст1 про ф1зи-ко-х!м1чн1 властивост:! озону 1 канетичн! констанги окремих стадш каталггичного розкладу озону; дазволяюгь прогнозувати залежн1сть часу захисно! да! ВВТ 1 катал1затор1в вл.д структурно-адоорбщйних параметр1в ВВТ х конценграцИ до*шиэк в ГШ.

На основ1 встановлених законош.рностей оптимхзопано ф1зико-хош-чт та структурна характеристики ВВТ, якЛ застосовуоться для розкладу озону. Рэзробяено конкурентносгрсможний низькотемператур-ний СиС1г - ВВТ катал1 затор розкладу озону (ТУ 10 Украины 01530126001-93 "Ткань адсорбционная с каталитическим ооставсм АУТ-К-Озон), який виксристовуегься як протигазовий ф!льтр для ресгиратора "Сш,-жок ГП-Озон" (Извещение 1-93 об изменении ТУ 40 УССР 2071094-1-1-90 ''Респираторы филирукадяе газопьшезащчтные и противопылевые типа "Снежок М"").

СЯримаш. дан1 чаегково впровадкен! в учбоний процес у вигляд! курсових ± дипломних роб1т та лекц:1й по спец1альному курсу зико-х1шчш оснош очищения пов!тря в1д газохкдабних токсичних речовин".

Апробащя досм-даень. Основш. положения та нисновки пикладен! в 7 статгях, однему патент! Укра1ни 1 пов1дсмлен1 на 49-й та 50-й науконих конференщях професорсько-виклададького складу та науко-вих сш.вроб1тник1в ОДУ (Одеса, 1994,1995), ЕЕКО-иЖЮ Зупроз1ип\ оп

Ecological Chemistry (Chiainau (Maldova), 1995), Х1У Укра^нськай конференцП з несрган!чно! ximl (Ю41в, 1996) .

Структура рсботи пизначасться жяпксю дослздаення, up нимкае i3 йэго мети та основних задцань.

Дисертащя загальним обсягсм 217 стор, мае 25 таблиць, 67 ри-сункав; б1бл!ограф1я налечу© 173 посилания; складасться i3 вступу, чотирьох роздалгв, висновк!в та 5 додаткав.

Особистий внеоок дисертанта. Експеримент виконано безпосеред-ньо автором робели Бандурко О.ГО. Внесок в розробку лоложень дисер-тацИ s визнагаальним.

Висловлкю ширу вдячшсть профеосру Ал1му Ам1довичу Еннану за гидгримку i щит породи ирдр виконання uiel роботи.

Основний зм1ст роботи 1. Розкяад озону вуглецевими волокнистими тканинами На основ1 целюлозно! сировини отримал! дв1 cepil зразк!в (табл.1)*. Перша сер!я (ВВТ-1, ВВТ-2, ВВТ-3) виготовлена з р1зних вих!дних MaTepianin за однакових умов акдивацИ, друга (ТСА 1-6) -на ocHosi одного й того ж вихгдного материалу за техналоГ1ао про-гресукного акгивування. Через те, up вивчен1 ВВТ в!др1зняклъся об' емем ьшеро- та мезопор, як! приймаюгь участь в peaiatii розкладу озону, в якост1 структурного параметра запропоновано використову-вати Ixhi в1днсшення (Vmj/Vm») . Реакцш розкладу озону (20з = = ЗОг) визначили величинами« - швидк1сть реагаи! (W) та коефшд ент розкладу озону (у):

<и(с" -С* ) tolnc" /С*

W =--3--моль/ (г■ с) (1) у =-"з (2)

48mK S-VT

де <в - об'емна виграта ГПС, м3/с; - початкова та

к1ндева концентрацП озону, мг/м3; ич< - маса ВВТ, г; VT -теплова швидк1сть руху молекул озону (360 м/с); 48 - молеку-лярна маса озону, г/моль; S - геометрична площа noeepxHi, м2.

"Зраэки ВВТ эа нашим техн1чнин завданням були виготовлен1 Електро-стальським науково-яосл!дким технолог1чним 1иститутом (ЕНДТ1). >

И m m

и о о ta к н

u «

m

X

y

•H

S

■H X I

о *

s m

■H

X

«s

•H

zS с a о о ч я t

о я

У

к в и

к а s fï о л) H

1 Умови виго-товлення ВВТ * .Í о о — S « « о. g; 8 ® Hi H P и M О и - +- Р S f ° « Si о fx ^л со О V 1 1 и I- ч и Ñ о u - +. w 0 Ю P< <n o <í & â 1 rt £ 48в к и И rt О . ? « У I о W g ° О. ш g й 1 1 W н « и

* й л а »-. и i ч ч ; о * 2 S lo S spc a 5 >. и S о < m со о о ч1 о ro Cl о гЧ о ч> о см го N Ч* LO ^r о о о о о о

S S < О « •H a 1 1 1 S 2 о I •• ^ и 4 * * ООП1 11

i w « 3 w ri œ if> m ч гг- VD % m го н СМ 1Г) о гЧ из СО Г- Г-* £ С\| Ч- UJ Г- ¡1}

•rt X w о m r-ч* .-4 о о о го гЧ о «г <г> гЧ гЧ о о ° ° ° ° о о О о о ю ° ° о О О 1-ï S N П СО Ч-^ 01 гЧ гЧ т-Ч гЧ

0 X > -ri я > r- о <0 U) гЧ Ш N (О О Ol о VD ч- СО (О с\| N

à О г m 8 5 о о >s о <JÍ о о о ом гЧ ч о о гЧ N Ч о lO о о ч* о о ГО 1- О СМ N H О О гЧ гЧ гЧ W ч ^ ч ч ч ч О О О О о о

о см о о г- го ч О о «г го ч о о о о о о о ч" о го i— m см см го го го го Ч" о о о о о о

h H ^ § о г-со го го го о о го о о о со о о из ю со со г-гЧ см «о со со со

H a m гЧ (В 1 X и о m ш m ч M — frt S m >. m ~ го — н ё га й m — гН M СО Ч< 1Г) <£> 1 1 1 1 (1 < < ¿ rt < CJ и и и о о ЕЧ ЕЧ ЕЧ t4 H H

о H

&

g

о

к g-

о

и и

w- <10*, моль/, r

Типов! KinenwHi крив! розкладу озону ВВТ-1 у координатах W - t |х - час реакцП) BifloOpa^eni на рис.1. Незалежно влд лЬшвю! швидкост! ГПС швидоасть реакцИ змениуеться з часом i досягав деяко! стало! величини (встанэшюсться сгащонарний режли).

Данх про вплив л1н!йно1 швидкост! (ефегамвного часу контакту, f) на параметри реаюц I розкладу озону ВВТ-1, ВВТ--2, ВВТ-3 узагальнек! в табл. 2. Еид»9, шр для одного зразка ВВТ (VMi/Уме = const) i3 зб!льшенням л1тйноХ швидкост! (амениення U, си/с: 1-5^ 2-10,0; 3-17,5; ^ ^yniHb розкладу

Рисунок 1 - Зале*н!сть швидкост! роз- озону в стащонарнсму кладу озону ввт-1 (Десна 90р-б4) ¡ид часу режима здеилуеться, але для piaHHX л!н!йних швидкостей РПС (фгпс = =60 %, Т = 20 °С, а> =1,6б-10"5 mVc,

60

АО -

20 -

6,2* 10~7 моль/л)

особливо !нтенсивно за умови И > 10 см/с, хоча для ВВТ-3 ие виражено в

менш!й Mipi; Wn зб!льшуеться, W^, i уст для ВВТ-1 i ВВТ-2 - не-значно Емл.нкюгься, а для ВВТ-3 зростають. Якцр U = const (i для зразк1в ВВТ 1-3 зшносться через pi3Hy тондану тканини), Í3 змен-шенням V„i/V,« CTyniHb розкладу озону зростае. Таким чином, для ВВТ-1 та ВВТ-2 в стационарному режим! дифуз!йне гальму-вання В1дсутне, а у випадку ВВТ-3, через зб1льшення товщини шару в три рази, починають впливати дифуз!шп пронеси, uto приводить до зростання швидкост! реакиН в облает! U bíд 5, 3 до 33,2 см/с.

Таблидя 2 - Вплив л1нгйно1 швидкост1 ГПС на параметры ре-аюр.! розкладу озону ВВТ, яга. були отримащ.

на основ1 р1зних вихлдних матер! аш.в (С^ = —^

= 6,24-10 моль/л, <рпс = 608, Г = 20 °С)

Зра- и, см/с Ступ1нь

розкла- моль/(г-с) Уст-Ю3

зок (х'-103гс)" ДУ, « Ип

ВВТ-1 4,7 5,3(9,4) 26,0 12,5 3,4 . , 1»8

(Десна) 10,0(5,0) 20,0 23, 6 4,0 2,5

17,5(3,0) 7,0 40,3 2,8 1,4

33,2(1,5) 4,0 76,4 2,6 1,3

ВВТ-2 3, 0 5,3(7,5) 46,0 13,8 6, 5 ' 3,8

(УУТ-2)

10,0(4,0) 30,0 26,1 7,9 4,1

17,5(2,4) 20,0 44,6 9,0 4, 4

33,2(1,2) 4,0 84,3 8,7 3, 9

ВВТ-3 1,6 5,3(28,0) 84,0 3,4 2,8 10, 3

(ДМТ)

10,0(15,0) 75,0 6, 6 5,0 16, 1

17,5(9,0) 68,0 11,3 7,8 23,3

33,2(4,5) 65, 0 21,5 14,1 39,7

Для наведених значень л^ншних швидкостей ГШ !з зб1льшенням Ум! 1 Ума лочаткова швидкасть реакШ-1 досягае максимального значения, якшр Умх/Уиэ = 3,0 (ВВТ-2). Така ж законом!р1исть, кр!м и = = 33,2 см/с, простежуеться 1 для >?ст. Коеф1ц1ент розкладу озону, який враховуе сп1вв1даошення початково! 1 к1шдево1 кон-иентрацш озону та площу перер1зу (формула 2), при вс1х Л1н1йних швидкостях зростае 1 з зменшенням У^/Уме в ряду ВВТ-1<ВВТ-2<ВВТ-3 (табл.2), шр вказуе на разклад озону не тальки на зовшштй поверхн! тканини.

*т' - ефективний час контакту ГПС; г'=Н/и, Н-висота шару ВВТ.

Оск1лькм для ВВТ (1-3) переважають функц1ональн1 групи основной природа i ïx bmIct е трохи б1лышм для ВВТ-2, то суттевим фактором, який визначае кинетику розкладу озону, s пориста структура ВВТ. Проте, за умови U ■» const в ряду ВВТ-2 < ВВТ-1 < ВВТ-3 час контакту зростае, тому т!льки з урахуванням зазначених. результатов не можиа зробити коректний висновок про вплив структурних характеристик ВВТ на параметри реакцИ розкладу озону i провести пор1вняльний анал!з активности ВВТ.

2. Вплив структурно - ад сорбцл.йних параметр1в ВВТ на к1нетику розкладу озону

В podorri були нинэристаш. зразки ТСА (1-4) pisHoro сгупеня ак-■даващЛ, для яких вшюшення V^/Vm, эменшусться; тошцна шару не зм1нюсться, up при одн!й л1н1йш.й шнидюэст! забезпечус пост!йний для bcîx ТСА.. Для uieï ceplï зразк1в розклад озону вивчали в 1нтервала С^ в1д 2,08-Ю-7 до б, 24-Ю"7 моль/л (низьк1 концент-

payiï) та в1д 0,52-Ю-5 да 3,12" 10"5 моль/л (висок! концент-pauiï). Незалежно в!д того, який параметр зм1нюемо, для вка-заних iHTepBanie С^ вигляд к1нетичних кривих аналог1чний зо-офаженсму на pic. 1. Встановлено: за умови низьких концентращй озону Wn/dU > 0, a Wt-r/dJ = 0; за умови виооких концентраций озону Wn/dU = 0 (якщо U > 5,3 см/с) i Wcr/dO = 0. Огже, тьльки в 1нтервал1 високих С^ i в початковсму, i стащонарнсму режимах розклад озону не л!м1тусться зовшииьсю дифуз1е». Дан1 про вплив VMi/V„3 на параметр! peaKUiï за умэви U = 5,3 см/с, С^=б, 24-10~7

моль/л (сер1я 1) i С^ = 3,12• 10"5 моль/л (сер1я 2) узагаль-нен! i наведен! в табл.3.

Таблиця 3 - Вплив структурних характеристик ВВТ |ТСА) на показники розкладу озону (и = 5,3 см/с, < = 7,5-10~3 с, (рте = 60 %, Т = 20 °С)

Зра-зок Vм^/Vнв И-107, моль/(г*с) Уст'Ю4 „ • -.„10 Ост '10 , моль/ (м'-с)

«п

Серхя 1: гп о, = 6, 24-КГ7, моль/л

ТСА-1 со 1,1 0,1 0, 6 0,1

ТСА-2 4,2 1,2 0, 3 1, 5 0, 3

ТСА-3 3, 5 1,2 0, 6 2, 9 0,4

ТСА-4 3, 0 1,4 0,7 2,7 0, 5

Сер1я 2! С" = 3,12-КГ5, моль/л

ТСА-1 ТСА-2 ТСА-3

6, 8 4,2

3, 5

42, б 46, 0

60, 0

5,4

7,1

9,3

О, 6 О, 8 О, 5

6,7

7.2

7.3

Аналог 1чн1 серП досл!д1в виконано при варцоваши л1нШ-ноХ швидкост! Г!1С (II = 10,0; 17,5 и 33,2 см/с) та концент-рацП озону у вказаних межах. Показано, шр 1з зменшенням Укй/Умв в интервал! низьких концентрац!й озону уст 1 пито-

ма активтсть (Ос-г) ВВТ в реакцдд разкладу озону зросггакггь в ряду ТСА-1 < ТСА-2 < ТСА-3 < ТСА-4, що мохе свлдчити про зменшення внутртньо-дифузшного гальмування, яке мае мгсце в "тонких" порах, та зб1льшення дол1 поверхн1, щэ приймае участь в ре-акцН. Виявлен1 закономлрноспа спростовукть припущення про те, то озон з вуглецевими матер1алами вяаезиод1е т1льки на зовииш1й поверхн1, або на стгнках макропор, ВВТ, що викорис-товували в досл1дах, характеризугтгься практично сталим об'«алом макропор, тому зростання параметр!в реакщл, шр спо-стерхгаеться в стационарному режим!, зумовлено розвитком

"а,.,.- питома активность ВВТ в сташ-онарному режима.; ^„./З^+Б,,,,

м1кро- 1 мезопористост!. За умови виооких С^ (сергя 2) гютсма актипшсть ВВТ, на ввдЛну в!д попередш.х даних, не залеяигь в!д сп1вв!дношешш У^/Уыт може св^дчити про зняття внутр1ш-ньо-дифуз!йного гальмування газофазно! реакц1Х 1 визна-чальний вплив природи активних центр1в на швидк1сть ре-акцИ. Таким чином, за допомогою к^нетичного методу показано, що за умови агаивацИ' ТСА за прогресук«сю технсшогаею в присутшсг! Н20+С02 природа активних центр1в, як! вхдпов1дагэть за розклад озону, не зм1иост"Ься, В уловах, не викленагтгь эовяиино 1 внутрллио дифуз!!, значения гитсмэ! активност! заложить т1льк1 в1д

С^ (рис. 2).

В рамках формально! К1-

«¿ст-Ю , МОаь//мЯс) нетики за умэви С" > 5,2-10

40 - ^

моль/л, и = 5,3 см/с н не-

Ъц' сташонарнсму режи-и визначе-

/

• -2 х - 5

^¡¡Ь н!сть в координатах р1вняння

НО Д1ЛЯНКИ кривих, для яких виконуеться лиийна залеж-

/

.1© рП 5

-!--±-*-"Ь0; Ю.^ьД першого перядку 1пС^/С^-т 1

розраховано ефективн1 кон-

'• 1-6,8(ТСА-1); 2-4,2 (ТСА-2); станти швидкост1, як1 за 3-3,5 (ТСА-3).

умови С" в1д 5,2-Ю"6 до

Рисунок 2 - Залежн1сть питомо! активное*! ВВТ в!д С^ у тс (и - 5,3 3> и • 10~ 5 моль/л ! У^/У«,

см/с, фтс = 60 %, Т = 20 °С) в1д б, 8 до 3, 5 с стали*!,

(1с®Ф.ср. = 4,7-10~4 с"1), ир пгдгвердауе шенэвок про в!дсутн1сть

зовншньо- 1 внутрншьо-дифузШюго гальмування за умэви виооких

м

концентраций озону, вказаних ланШних шнидкостей ГПС 1 сп1вв1дно-шень Ущ/Уме.

Штання про природу активного центру ВВТ практично не обгово-рюегься в лхтератур1. Вважакяъ (Ре1Ь2 У.И. И Сайюп.-19"73. - V. 11. -Р. 393], шр в розкпадц озону активным вугхллям приймамгь участь атсми вуглецо та подв!ший зв'язок. 3 урахуванням основного характеру поверхневих груп ВВТ (табл. 1), пор1вняно високоУ пологост! ГШ (фгпс=60 %), очевидно, мэжна припустите участь г!дратовано! ОН-групи в розклад! озону.

3. Канетика та механ1эм розкладу озону г!цратованими ВВТ в присутноста основних катал1затор1в

Катал!з ОН -¿оном. Вивчено вплив к1лькост1 попередньо ад-сорбовано! води (т^о, г/г) на к!нетику розкладу озону зразка-

ми ТСА (1-6). Величину сорбц!! по вод! задавали таким чином, Шрб вона була меншою в!дпов1дала, або перевишувала сумарний об'ем м1кро- 1 мезопор. Встановлено так1 законом1рност!: у вс1Х випадках, як 1 для пов!тряносухих зразк1в, концентращя. озону на виход! зростае, проте для ТСА-1 а ТСА-2 в стац!онар-

ному режим! С^» ГДКоэ, а у випадку ТСА(З-б) - С^< ГДКо3; ефективна константа швидкост1 реакцИ (кеф.= С^, с 1; С^-

концентращя озону в адсорбованому шар1 води) не залежить в!д к1лькост! адсорборвано1 води.

Показано, шр зб!льшення сумарного сб' аду пер. ТСА (У^ = = + Умэ) не е единим факгарсм, який впливае на канетику розкладу озону. У раз! ТСА (1-6) зростае рН водно! витяжки в!д 6,5 др 9,6; для матер1ал!в, як! активно розкладаюгь озон (ТСА 3-6) рН складае 9,0-9,6. 1з зб1льшенням рН в1д 6,5 до 9,6 кеф. зростае,

порядок по ОН"-1ону склада® 0,3. При вархюванн! С^ в1д

—8 7

3,1 • 10 до 3, 1 • 10" моль/л в систем! ТСА-З-НгО за умови тНго = = 0,45 г/г 1 рН = 9,5 встшювлено периий порядок реакш* за озо-нсм. Показано, ир розклад озону в адоорбованих шарах води в1д5у-васться за аналэг1ч»»®1 механизмами для реакцП у вош 1 слабко-лужнаму розчиш.. В 1нтервал1 низьких конценпращй (С^» 1 • 10~4-—8

-1-10 моль/л) суттевими е так1 стад11:

о3+он~->о3.....ОН", (3)

03.....0Н"-*05+0Н\ (4)

03.....ОН" + ОН" ->03 + 20Н". (5)

Використовукни метод стащ.онарних концентраций за умови, ир реакция л1м1туегься стадхао (4), сарилали р1вняння для ефектавно! констанш швидкост1 реакш!

(6)

к - Н *2' он~ 1 еф С0з *2 + *3[ОН"]'

розв'язання якого в лхнШнШ форм1

1 _ , >

дало так1 значения: Ад = 2,8-105, л/(моль-с); к¡/кг = =7'106; кз»кз, а отже кг«к1.

Катал1з галогемд-1она^и. Вивчено Ю-нетику розкладу озону г1дратованим1 ВВТ в присутноста С1~, Вг", 1~-10нав. Хлорид-1они мало-акпмвш., тему в систа«. ТСА-3-НгО-КХ (X = Вг",1~-1они) дос-лхджувався вплив СВГ- в1д 0 до 1,1 моль/л, С1- в1д 0 до 0,22 моль/л 1 С^ в1д 3,1-10"8 до 3,1-Ю"7 моль/л. Вегановлено

1ден™чн1сгь кшетичних кривих С^ - х (нюид на стащонарний режим), присксрскну дш Х"-1онхв, перш, порядки по С*- 1 С03.

Показано, щэ зберл.гасться л1н1йна корелящя в координатах 1дк-_Еок/лк1 (Еои/леа ~ редокс-потенщал окиснено! та в1днавлено1 форм основного каташ.затора), за дзпсмэгаю яко! було виявлена активна, сть хларид-1она пад час розкладу озону г1дратованими ВВТ {табл. 4).

Таблидя 4 - К:1нетичш характеристики основних катал!зато~ р1в розкладу озону, нанесених на ВВТ

ВВТ Ката-л1за-тор Умови сере довища, РН Кефг С Електродиа реакция. Редокс-потенпДал, В

ТСА-3 С1" 9,5 1,0-Ю"-' С12+2е=2С1"; 1,36

ТСА-3 ОН" 9,5 3, 7-Ю"3 Н02~+Н20+2е=Э0Н"; 0,88

ТСА-3 Вг" 9,5 з^-ю"-1 Вгг+2е=2Вг"; 1,09

ТСА-3 I" 9,5 8, 7-10"15 12+2е=21"; 0, 54

3 Ш-Двиценням редркс-потенид.ала акпивн1сть основного катализатора реаюц! розкладу озону змешуеться в такай посладов-носта: I" > Вг" ~ С8Г » С1".

4. Ф1зико-х1м1чне обгрунтування вибору ВВТ 1 катал1зато-р!в на 1х основ1 для 3130Д

Еимоги забезпечення очмдення пов1тря в1д озону нижче ГДК при шдвищешй волэгост! ГПС, низьких юонцентращях (С^ 5 1,5 мг/м3) 1

температур!, а також малсму час! контакту (< 0,02 с), дотримання сан1тарно-х1м1чних 1 медико-токсикалог1чних норм обмежуюгь засто-сування матер!ал!в 1 катал1затор1в в протигазових ф1льтрах 31Э0Д (шлегшеш. реопратори) .

Дти ощнки ефемивности ВВТ 1 катал1затор1в використовували параметр - час, протягсм якого зд!йсж»алось очищения пов11ря

в!д озону до ГДК (Тгтцс - час захисно! д!1). 2£>азки пройшда випробу-вання за умови, коли л!н1йш. швидкост! були близыи. до таких, як! створкються при досалю. в pecnipaTcpi в стан1 cnoidjo, середнього та длтенаивного ф1зичного навантаження (U = 1,8; 3,4; 4,4; 5,3 см/с), температур! 20 °С, волэгост! ГПС 60-95% i С^ 3,1'10"8

мэль/л (1,5 мг/М1). За сан!тарно-г1г1еничними та еюошм1чкими по-казниками тривалл.сть експлуатащ! протигазового ф1ль1ра в pecnipa-Topi задасться 60 голинат. За результатами випробувань зразкав ВВТ (табл.5) можна зробити тага, висновки: за умэви U = const 1з зменшенням ст.вв1днаиення V^/V«, час захисно! дИ зростае; за умови Vmi/V№ = const 1з збыгьшенням л1н1йно! швидкоси. Хгдг знижусться; у

випадку, коли к!льк!сть озону в ГПС не б1льше 15 ГДК та U = 3, 4 i 4,4

Таблиця 5 - Вплив структурно-адсорб-щйних характеристик ВВТ на Хрдк при pismix лд.н!йних швидкостях (С^ = = 3, 1-10"8 моль/л, Т = 20 "С, qvnc= 60%)

см/с (середне ф1зичне навантаження), як проти-газовий фьльтр в респиратор! необх1дно вико-ристовувати ВВТ з виооко розвиненсвэ м1*ро- та ме-зопсристсю структурою за такого сп!вв1дношення Чй/Умз в!д 3,0 до 2,0 (ТСА 4-6) за умови оптимального часу контакту ПК в!д 11,7 • 10 3 до 9,0-10 с; якцэ и - 5,3 см/с Цнтенсивне ф1зичне навантаження), то навмь ТСД-6 (У^/Уда = 2,0) не забезпечуе заданий час захисно! да!.

Зра-зок V^/V« Тглк.год, за умови них швидкостей, л!н!й-см/с

1,8 3,4 4,4 5,3

ВВТ* - 4 2 1 30

ы1н

ТСА-1 6,8 12 7 5 4

ТСА-2 4,2 40 18 13 8

ТСА-3 3,3 >60 42 26 12

ТСА-4 3,0 >60 69 34 17

ТСД.-5 2,9 >60 70 36 20

ТСА-6 2,0 >60 >70 65 32

Неактивована вугледева волокниста тканина -з

Для пов1 тряносухих зрззк1в ВВТ було вквчено вплив деяких неср-ган1чних (НгО, Г", С1~, Вг~, I") 1 орган!чних (бензол, скипидар -сушш терпенових вуглеводшв) далшэк на час захисно! дИ.

Всгановлено, ир ¿з збхлышнням волзгост! ГПС ввд 15 до 60%, час захисно! дИ зростае, а ятсцэ <ргпс = 954, то вигляд к1нетично1 криво! ам1носться: концентрация озону на вихода стабип-зуегься 1 С^ < ГДКэз- чинсм, як 1 слад було сподаватися, адсорбщйна

вода сприяе розкладу озону ВВТ, толу шд час ексллуатащ! ресхпра-тсра захисн! характеристики протигазового ф1льпра не будуть погиршуватись.

Вплив галоген1д-1он1в на ТрдК визначаеться 1хн1м ре-до кс-потенц!алзм. Так, для X" = Вг~, I" за у&*эви Сх" £ 0,01 маль/кр через в1дпов1дн1 претило®! часу всгановлюеться стащонарний режим,

в яксму С^ < ГДК03. Для X = СГ,Г (Есг/2г" = 2,87 В) т1льки за

умови Са > 0,1 ! > 0,1 (мэль/кг) час захисно! д11 р^зко ско-рочусться. Вэзрахудаи локазукггь, ир така концеяоращя галогенад-¿онгв маже накотмчитися п!сяя ~ 500 годин робота протигазового фгльара в умэвах середньофгзичного навантаження 1 Сг" = 1,0 мг/м3 у газовш фаз1.

Такум чинсм, ВВТ з нанесем*«! Вг", X" - аонами принципово можна використовувачи як протигазов! фьльтри в рестратср!. Проге в ГШ гисля очмцення в!д озону виявлено газопод!бн! йод та брсм, шр не в1дгюв1дае саштарио-х±шчним вимогам.

На приклад! ТСА-5 (т^ = 20 год при и = 5,3 см/с) показано, щр шд час адсзорбщЛ легкоокиснсваних речонии (бензол) до кхлькост! 0,3 г/г час захисно! да! псм1тно не эм!ноегься. Б!льш того, протя-гсм 15 годин к!ндева концентращя озону злачно нижча, н!ж для виххдного ТСА-5, ир свадоггь не тальки про розклад озону на ак-тивних центрах ВВТ, але й про його реакццо з мэлекулами бензолу. Шд час адоррбцд* тяжкоокиснвваних сполук (сумаш терпенових вугле-

водш.в) вже за умэви величина ос^бцН 0,1 г/г скорочусться да 0,5-1 години 1 к!нцева концетраидя озону швидко лзслгае псматко-во1, ир св1дч5ггь про блсжування поверхш. ВВТ.

МЬжна зробити висновок, ир прогнозукни вппив оргатчних до-мшэк на час захисно! дц£ ВВТ, треба керуватася загальт**! уявлен-нями про окиснення органачних спалук озонсм. (Левидно, легхсокис-июваш озонсм речовини (ненасичен1 вуглеводт, арсматачн1 сполуки) не будуть псматно впливата на захиаи власшвост1 ВВТ.

Катал1затср СиС1г~ВВТ. За умэви виоокхз! концентрат! озону (С^ в1д 0,52 • 10~5 до 3,12 • 10~5 мэль/л) хлорид м1д1(11), нанесений на ВВТ методом просочення, катал1зуе реакц1к>. Проте, ступ1нь розкяаду озону в стащонарному реи»11 незначний (-301).

В област1 м1крокюнцешрацгй озону вплив хлсриду М1да (II) на лроцес е сутгевт. Випробування пов1тряносухих зразк!в проводили за умови С^ = 3,12-КГ8 моль/л, и = 5,3 см/с, що вадповадае ди-

ханню П1Д час 1нтенсивного ф1зичного навантаження. Кон-центрацл.ю хлориду мз.д1 (II) змл.нювали в1д 0 до 2,5 моль/кг на двох нос1ях ТСА-1 та ТСА-4, як1 в1др1зняються структурними параметрами 1 значениям рН витяжки

води. Встановлено,що за умови У^/У,*, = 6,8 1 рН 6,5 (ТСА-1) час захисно! дН досягае максимуму, якщо СахПг ~ 0,25 моль/кг;

за умови У^/Умэ = 3,0 1 рН = 9, б (ТСА-4) для 1ие1 кон-центрацИ хлориду м1д! (II) встановлюеться сташонарний режим реакцИ, в якому С^ < ГДКо3.

0триман1 результати покладено в основу розробки ТУ та технологи виготовлення катал1затора "Ткань адсорбционная с каталитическим составом АУТ-К-Озон", який використо-вуеться як протигазовий ф1льтр в рестраторд "Сн1жок ГИ-Озон".

дажвки

1. Вперше в широкому диапазон! концентраций (в1д 3, Х-10"8 до 3,1-10-5 моль/л) вивчено кшетику низькотелпературного розкладу озону вуглецевими волокнисгими тканинами, но були агриман1 з цело-лозно1 сцювини. Виявлен! закюном1рност1 ррзволяоть прогнозуватм властивоста ВВТ в реакциях розкладу озону, а також при викори-станн! IX як носНв катал1заггср1в.

2. На основ! дашх про кшеоику реакцН показано, щэ незалежно в1д ф1зика-х!м1чних, струкгурних характеристик ВВТ 1 параметр1в процесу розкпад озону зддйсносться псреважно катал1тичнил способом 1з встанооленням стащонарноро режиму.

Оцшено вплив макроканетичних фактор!в на швидю-сть газофазно! реакцИ: в початиовсыу та стащонарнсму режимах за умэви С^ в1д

О, 52 • 10~5 до 3,1- 1(Г5 моль/л 1 Ум1/Уме в!д 6,8 до 2,0 в1дсутн1 зовншньо- 1 внугришьо-дифузшш. гальмування 1 реакщя в!д5у-васться в ю.негичш.й области; питома катагитична актива!сть ВВТ не залежигь в1д величини сш.вв1дношення У„1/У№ 1 пропорцхйна псчатко-в!й концентрацИ озону.

В занетамшй обдаст! з урахуванням початкових в1др1зк!в к!не-тичних кривих, знайдено констант швидкост1 першэго порядку, яка не запежать в1д кондеигращ.1 озону, л!н1йно1; швидкоста ГНС та

-4 -1

сп1вв1дношешш ^/У«.; середас значения кср.= 5-10 с е лор1вня-ш з кэнстантсю розкладу озону на катал!затср1 типу хчэпкал!т.

3. На основ! даних цро розклад озону идратованими ВВТ в при-сутност! ОН", С1~,Вг, I - аон1в встановлена л1н1йна корелящя мЫ ефективнсю константою шнидкост1 реакцИ та редркс-потешдалсм окисненоХ та в!дновлено1 ферм основних катал1за,гор1в, актившсть яких зростае в ряду СГ « ОН" - Вг~ < I". Це пхдгвердауе аилыисть мехащ.зм1в реакцХХ розкладу озону в гадратовансму шарл ВВТ 1 в

розчми. За методсм стаияонарних юэнцентращй отримано к1нетшн1 р1вняння 1 розраховано константа овремих стад!й.

4. За результатами дрсл!дження к!нетики розкладу мгкрокондент-ращй озону (С^ < 3,1 ■ 10~8 моль/л) дано ф1зико~х!м1чие обгрунту-

вання застосування ВВТ 1 катал!затор1в на 1х основ! в 31Э0Д:

- для повачряносухих зразкав з дерев ажио основном характерам поверхневих труп час захисно! да! ВВТ зростас з! зб1льшенням су-марного об'«му м1кро- ! мезопор/

- за умэви лашйних швидюостей ГПС 3,4 ! 4,4 см/с, ир в1япо-вадае дяханню в рестрагор! п1д час середнього ф1зичного наванта-ження, як протигазовий фальтр мэжна вииористовувати ВВТ з > £ 0,37 1 Ум» . £ 0,124 ал/т, а за умови и — 5,3 см/с Цнтенсивне ф!зичне навантаження) вишен! ВВТ не забезпечують яеобх1дний тда;

- ВВТ, для яких рН витяжки води & 9,0 (фпс =* 908), забезпечу-гсггь в стащонарнсму режима розклад озону до юонцентрац!! нижче ГДК; для ВВТ з рН < 9,0 з1 зб!льшенням вологоам. т^- гменшусться;

- при адсорбцИ ВВТ легкоокиснюваних орган1чних сполук, час захисно! дИ псм1тно не змгноэться; у випадку тяжюэокисншаних сполук Х[дк скорочусться в м!ру того як блокуеться поверхня;

- вплив несргатчних дсм!шок на пов!тряносухих ВВТ визна-чаеться 1х кислотно-ос1ювними 1 окисншально-в!дновю®®1 власти-воогями! адсорбован1 кисаюти знижуюгь, а луги тдвшдоэть час за-хисно1 дП. Сильна в!дновники I", Вг~ - хони катал!зуюгь розклад

озону ! в стащонарнсму реал*«. С^ < ЩК^; галогенвд-аони з висо-ким редокс-потенц!алсм (С1~, Г-) знижугггь час захисно! д!1, коли 1хш.й ш1ст в ЕВТ е б1льший, н!ж 1-10-2 мэль/кг.

5. Влерше вилвлено катал! тгмну дш нанесеного на ВВТ хлориду м1д! (II) в процес1 розкладу ткроконце!ггращй озону. Показано, ир характер вгшиву конценчрацИ хлориду м!д! (XI) на кднетику розкла-

до озону визначаеться струютуршм* та ф1зико-х1тчними властш-тюатяни ВВТ. Для низькопсрислих ВВТ (V^ = 0,249 i = 0,035 см3/г) з pH вигяжки води, близьюо! до нейтрально!, tf-дд дэсягае максимального значения за умэви С<ия2 = 0, 25 маль/кг; з подальшим зро-станням CClX32 час захисно! ni! эленшусться, але залииасться видам, кхж для вюцдного НОс1я. Для ВИООУОПОрИСТИХ ВВТ (V„l ¿0,37 i Уме £

£ 0,124 см3/г) з pH витяжки води £ 9,0, якцр Qxci2 > 0,25 мэль/кг, озон розкладасться в сгашонарнсму режим!, в яксму ГДК^.

6. На основ! встановлених законсьйрностей оптом! зовшю ф!зико-xiMiHHi та структур»! характеристики ВВТ для розкладу озону. 1Ъдроблено конкуреш^юспрсмэжний низьксггемпературний CuClj - ВВТ катализатор розкладу озону (ТУ 40 Украина 01530126-001-93 "Ткань адсорбционная с каталитическим составам АУТ-К-Озон), який вишрис-товують у пиробницгв! пропигаэових ф!льтр!в для респ1ратор!в типу "Сн!жок".

СПИСОК ОПУБЛ1КОВАНИХ НАУКОВИХ Р0Б1Т

1. Ракитская Т.Л., Бандурко А.Ю., Литвинская В.В. Низкотемпературное разложение озона углероднши валокнистами материалами II Ж, прикл. хдеии. -1993. -Т.66, вып. 9. -С. 2141-2144.

2. Разработка материалов и катализаторов для средств зашиты органов дыхания от озона I Т.Л. Ракитская, А.А.Эннан, A.D. Бандурко и др. II Безопасность труда в прсмышгенности. -1993, № 6. -С. 19-20.

3. Кинетика разложения озона углеродный! волокнистьми материалами / Т.Л.Ракитская, А.Ю.Бандурко, А.А.Эннан и др. // Ккнетика и катализ. - 1994. -Т.35, » 5. -С 763-765.

4. Кинетика разложения озона активированные углями / T.JI. Ракитская, Е.К.Васильева, А.Ю.Бандурко и др. II КЬшетика и катализ. -1994. - Т.35, № 1. -С. 103-105.

5. Ракитская Т.Л., Эннан A.A., Бандурко А.Ю. Углеродные волокнистые материалы для респиратора "Снежок ГП-Озон" II Автоматическая сварка. - 1995. - № 7. - С. 62-64.

6. Рагатгская Т.Л., Бандурко A.D., Богинская О.В. Низкотемпературное разлэжение кмфоконцентраций озона углеродными волокнистьми материала»« II Ж. прикл. xi-s-wi. -1996. -Т.69, вып. 1. -С. 167-169.

7. Ракитська Т.Л., Еннан А.А.-А., Бандурко О.Ю,, Пажа В.Я., Л1тв1нська В.В. Катализатор для очишрння гюштря В1д озону. Рдцення в1д 21.03.1995 про видачу патенту по заявщ № 93030247 (10.12.92).

8. Очистка отходи их газов сварочного производства от токсичных газообразных вадеств. П. Катализаторы разложения озона I T.JI.Ракитская, А.А.Эннан, А.Ю.Бандурко и др.: СПес. ун-т. -Сиесса, 1992. - 24 с. - Деп. в УкрИНТЭИ. 22.05.92. № 701 Ук-92.

9. Filter Gas- and Dust-Protected Respirator "Snyezhok GP-Ozone" /r.L.Rakitskaya , A.A.Ennan , A.Yu Bandurko e.a. II EERO-USAID Synposium on Ecological Chemistry. (ChisinSu (Maldova), 1-4 Oct. 1995).-Chisinau,1995.-P. 166.

10. Мехашэми окисления косрдинащйних спсотук озонсм /Г.Л. Ракитська, О.К.Васильева, О.Ю.Бандурко та iH. II Х1У Укр. конф. з неор-ган1чно11 xiMil (КЬав, 9-12 вер. 1996): Тез. доп - 1<Мв, 1996. -С.ЗО.

Bandurko A.Yu. Development of ozone deocrposition catalysts supported on carbon fibrous materials.

Dissertation for an academic degree of Candidate of Chemical Sciences on speciality 02.00.23. - Environment protection and rational utilization of natural resourses.

Physical-Chemical Institute of Environment and Human Being Protection, Ministry of Education and NAS of the Ukraine, Odessa State University, Odessa, 1997.

In this work the data on kinetics of lcw-tenperature ozone decomposition over C™ range 3,1*10 -3,1-10 irol/1 by both woven

carton fibrous materials (СБМ) and supported basic and metallo-complex catalysts are presented. Ozone decomposition by С EM has been established mainly to be a catalytic process taking place on the hydrated basic sites disposed not only on external but also on internal surfaces of CiM. When the process is not limited by diffusion there is no influence of S„=Smi+Srg. value and a ratio of micro- and merzcpores volumes on CiM catalytic activity and the latter is directly proportional to an initial ozone concentration. The kinetics and nechanism of ozone deoonposition catalyzed by Oif, СГ, Br", I" ions for hydrated СИ have been studied. Kinetic equations have been suggested and rate constants of seme reaction steps have been calculated. The linear correlation lg J<et£ - fbx/Red (beff " an effective rate constant, Eox/Red - a redox potential of oxidized and reduced forms of basic catalyst, respectively) has been established. Basic catalyst activity increases in the succession: CI" « CH" - Br" < I". It has been shown that copper(II) chloride catalyzes significantly only

ozone microoancentrations decomposition. When огопе concentrations гиге not irore than 15 MFCs (MFC - naxiirum permissible concentration), i.e. 1,5 mg/m3, the kinetic curves are characterized by parts where MTCoj. Tine of MPC achievement

(%=d was used for definition of CiM and CuC12-CEM catalysts protecting properties. %jc Has been established to increase with Vmt+Vm, value increasing. For low-porous CiM (Vmi < 0,24, «= 0,020 cn?/g) Ч-гс reaches its maximum value -when Qxd2 = °r 25 irol/kg. For

highly-рогоиз CIM (V^i £ 0,37, £ 0,120 cm3/g) a final ozons concentration in a stationary regime is less than MPC. Physical and chemical substantiation of CiM and СиС1г-СВМ catalysts application in light-weight respirators (e.g. "Snyezhok GP-Ozone") is given. Technical conditions and technological regulations have been developed.

Бацдурко А.Ю. Разработка нанесенных на углеродные воатокнистыэ материалы катализаторов разложения озона.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.23 - Охрана окружаюцей среды и рациональное использование природных ресурсов. Физико-химический институт защггы окружающей среда и человека Минобразования и НАЛ Украины. Одесский государствешшй университет им. И.И.Мечникова. Одесса, 1997.

В диссертационной работе обобщены результаты по кинетике низкотемпературного разложения озона в области С^ от 3,1 • Ю-8 до

3,1-Ю5 моль/л ткаными углеродньми волокнистыми материалами, а также нанесенными осковньми и меташюкемплексньми катализаторами. Установлено, что УЕМ разлагает1 озон преимущественно каталитическим путем на гидр актированных основных центрах с участием не только внашей, но и внутренней поверхности. В условиях, исклкнаящ« диф~ фузию, удельная каталитическая активность УШ не зависит от величины Зуд ~ + ^квг соотношения объемов микро- и мезопор и пропорциональна начальной концентрации озона. Для гипратиропанных УШ изучена кинетика и механизм разложения озона, катализируемого ОН*, Cl~,Br~, 1~ - ионаки. Предложены кинетические уравнения, рассчитаны константы отдельных стадий. Установлена линейная корреляция в координатах 1дкэф - Eox/Ked (коф ~ эффективная константа скорости, Еах/Red ~ редокс-потенциал окисленной и восстановленной ферм основных катализаторов); активность основных катализаторов растет в ряду СГ « ОН* - Br" < I".

Показано, что хлсрид меда (II) заметно катализирует разложение только мяфоюэнцентраций озона. При концентрации озона < 15 ЦЦК (1,5 мг/мэ) кинетические кривда характеризуется участками, на которых С^ < ПДКо,; время достижения гредельно-допустимэй концентрации (■Чтак) использовали для характеристики занятных свойств УЕМ и СиС1г--УВМ - катализатора. Установлено возрастание 1щк с увеличением V,*, и V№. При Ccua2 = 25 мэль/кг для низтеэпаристых УЕМ (V„, < 0,24, V№ = 0,020 смЭ/г) достигается максимальное 1щк; для высокопористых УВМ (Vmm >0,37 и V«, > 0,120 см3/г) конечная концентрация озона в стационарном режиме меньше ПДК03.

Дано физико-химическое обоснование применения УЕМ и C11CI2 --УВМ - катализатора в облегченных СИЭОД (респиратор "Снежок ГП-Озон"); разработаны ТУ и ТР на катализатор.

Кпкмов! оюва; озон, каталггичний розклад, вуглецев! волокнист! ткашии, pecniparop

'SauJ^f'-p