Способ концентрирования окиси углерода

(46) 30.07.83, Вюл,2.8 (72) О, С, Бенах и И, И. Даценко (71) Львовский государственный мецишиский институт(86) 1.волков С. А., Растянников Е. Е Тарасова Л. Н. Гаэохроматографическое определение микроконцентрацией окиси углерода в атмосферном воздухе.-Тигиена и санитариями, 1973, % 10, с, 62-64,2. Авторское свидетельство СССР . 842461, кл. 6 01 Ч 1/28, 1981.(З 4) (Гг) СПОСОВ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ОКИСИ УГЛЕРОДА иэ ващука путемпропускания его через серебросодержащийцеолит, о т л и ч а ю ш и й с я .тем,что, с целью повышения селективностиизвлечения и удешевления процесса, в ачестве серебросоцержащего неолита используют серебряную форму природногоморденита с содержанием серебра 17 мас.%.1031Изобретение относится к способам оьбора из окружающего воздуха и онцентрирования окиси углерода (СО) на цеопитном адсорбенте с цепью ее дальней-шего определения и может быть испопьэовано в практике санитарно-гигиеничес-;их лабораторий, которые осуществляют, контроль содержания СО в атмосферномвоздухе, а также в возцухе коммунальных и промышленных обьектов.Известен способ концентрированияокиси угпероца иэ воздуха в ловушке,заполненной цеопитом СаА, которая подвергается охлаждению жидким азотом 1.Однако данный способ отличается 15большим неудобством, связанным сиспользованием охладитепьного устройства и жидкого азота, что не позволяетшироко внедрить его в санитарно-гигиеническую практику. 20Известен также способ концентрирования окиси углерода, в котором концентрирование СО осуществляют при комнатной температуре беэ охлаждения ловушки, заполненной серебросодержащей формой цеопита типа У, В, последнем случаеиспользуют порошкообраэный цеопит Ма 3,который требуется путем ионообмена. превратить в форму, содержащую хотябы 8,8% обменных катионов серебра,Затем необходим обязательный переводпорошка в более компактный адсорбент,ибо сам порошок цеопита легко распыляется по газовым коммуникациям и. детектирующему устройству хроматографа, Поэтому порошок подвергаетсятабпетироынию путем прессования, последующему 3-часовому нагреванию таблеток при 300 С и иэмепьчению их цогранул желаемого размера (например 0,51,0 мм) 23.Недостатками известного способа являются значительный расхоц нитратасеребра соли дорогостоящего металла,а также необходимость использованиямалодоступного и дефицитного синтетического цеопита, приготовление активной серебросодержащей формы иэ которо го требует значительной затраты времени,цепь изобретения - повышение сепективности извлечения и удешевление процесса,, Поставленная цель достигается тем,что согласно способу концентрированияокиси углерода иэ воздуха путем пропускания его через серебросодержащий 5цеопит, в качестве последнего используют серебряную форму природного морденита с соцержанием серебра 17 мас.%,752Преимущества серэбросоцержашей формы прироцного морценита перец ана. логичной формой синтетического цеопита в предлагаемом способа концентрирования окиси углерода иллюстрируют величины сепективности удерживания СО(см. таблицу).Влияние нитрата серебра на селективность поглощения СО цеопитами прн 20 С,оКоличественной мерой сепективности в хроматографии может служить относительный объем удерживания, что на примере СО представлено величиной которая показывает, во сколько раэ окись углерода в хроматографической колонке задерживается дольше, чем основной компонент воздуха - азот.Данные таблицы показывают, что для достижения почти одинаковых (3,70 и 3,81) логарифмических показателей сепективности извлечения СО из возцуха требуется в 3,2 раза меньше сопи серебра для природного образца, чем цпя сщтетического. Если природный цеолит обработать лишь в 1,5 раза меньшим количеством нитрата серебра, чем синтетический (10,2 и 6,7% соответственно), то сепективность извлечения СО прироцной серебросодержашей формой морценита возрастает в 60 раз (9,6.10:1,6.104)Таким образом, концентрирование мснооксида угпероца на серебросоцержашем морцените эффективнее. чем на МОЗ.Если удешевление сорбенита с одновременным повышением сепективностиизвлечения СО достигается за счет меньшего расхода нитрата серебра на обработку природного морденита, который в десятки раз дешевле синтетического цеспита, то упрощение и ускорение процесса приготовления сорбента происходит благодаря тому, что отпадает надобность прес= сования в таблетки природного цеопита и последующего спекания с целью упрочения гранул, как это необхоцимо в случае синтетического цеолита типаУ. Упрощение подготовки цеопита возможно потому, что природный минерал уже сам. по себе очень прочен и требует не только измельчения, а также обработки полученных гранул (0,25-0,5 ипн 0,5-1,0 мм) солью серебра.П р и м е р 1, Добытый из карьера кусковой прироцный морденит измельчают в ступке или на специальной дробилке, просеивают через сита и отбирают нужную фракцию гранул. К 100 г гранулированного цеопита прибавляют в сухой(до 10 см/с) линейную скорость прохож.аения воздуха через аасорбент с цельюнрецотвращения проскока СО, При использовании таких широких ловушек необходимогранулы де олита с прочно ацсорбированнойокисью углероаа перенести в узкуюО-образную ловушку, в которой после ееподключения на место дозировочнойщ петли крана-аозатора и нагревания цесорбируется,СО и потоком газа-носителя направляется в анализирующую колонку хроматографа аля количественногоопределения.Полнота извлечения и десорбции СОтщательно проверена на искусственныхсмесях, а также в естественных условиях и подтвержцена хорошей воспроизводимостью полученных,результатов при2 О концентрациях СО в воздухе порядка 1 мг/м. Прн увеличении обьемаотбираемой пробы указанный пределконцентраций окиси угпероаа цеопитомпоцтвержаен путем цослецоватедьного25 сочетания двух ловушек, причем во второйпо хоцу газа ловушке не обнаруженоааже сдецов СО. Количественная десорбция СО .из колонки проверена после новторного улавливания окиси углероца спомощью еще одной ловушки, уставовденной на выхоце газа из анадиэирующей колонки хроматографа. Доказательством полноты десорбции СО служитодинаковая площаць полученных пиков.Прецлагаемый неолит цля отбора35монооксица углероца из воэцуха апробируют при комнатных температурах вдиапазоне 15 30 сС и в условиях открытой атмосферы в пределах температуро40от -20 цо +30 С. Гаэохроматографичес то кий анализ обогащенной окиси углеродапоказывает, что при соблюцении всехусловий ацсорбции и цесорбции СО егопогрешность при использовании цля кон 45центрирования предпагаемого цеодита не,лревышает ошибки газохроматографическоз"го метода. 3 10колбе 1-7 грастертого в пуцру нитратасеребра, закрывают колбу пробкой и тща. тельно встряхивают с целью равномерногораспределения соли на поверхности гранулЗатем в колбу наливают 50-100 мл ,цистилдироваиной воцы и 15 мин взбалтывают, после чего переносят смесь наворонку Бюхнера, фильтруют, промываютгранулы воцой цо отсутствия серебра впромывных воцах и высушивают готовыйсорбент,Перец употреблением с целью отбораСО иэ воздуха порцию гранул (3-10 смЗ)полученного сорбента предварительноактивируют нагреванием при 200 С окоо.ло 1 ч, затем переносят вО-образнуюстеклянную или металлическую ловушку(длина колена 10-20 см, внутреннийдиаметр не менее 3 мм), Через ловушкупропускают газ-носитель, нагревают ееопри 300 С в электропечке (напримерот газоаналиэатора ВТИ 2), где в течение 0,5-3 ч завершается активация.гранул. Остывание гранул желательнопровести также .в потоке газа-носителя.После такой поцготовки сорбент обретает высокую селективность извлеченияокиси углероца.Оптимальный образец, полученный обработкой гранул цеолита нитратом серебра, содержит 1-7% Аслот массы прироцного морценнта и обеснечивает цостаточно хорошую селектнвность поглощенияокиси углероца иэ возцуха в циапазонетемператур от -30 до +40 С и поэводяоет затем почти мгновенно десорбироватьсконцентрированную СО при нагреваниидо 250 280 С. Цеолитные формы свысшим содержанием серебра еще значительно удеркивают окись углероца в последнем интервале температур, Оцнако эсопровождается нежелательным запаздыванием и расширением ника СО при цесорбции, что наблюцается во времяхроматографического анализа обогащен-.ной окиси углерода, в силу чего следует использовать серебряную форму морденита с содержанием 1-7 мас.%.Концентрирование монооксица углерода осуществляют либо в упомянутыхраньше тонких О-образных трубках, либов ловушках, имеющих форму более широкого цилинцра с впаянной пористойпластинкой, препятствующей выцуваниюгранул потоком газа, Послеание ловушкиболее эффективны при отборе следов СОиэ сравнительно больших (нескольколитров) объемов анализируемого воздухакогда при высокой обьемной скорости П р и м е р 2 . Через несколько одинаковых ловушек соцержащих по 5 г гранул (фракция 0,25-0,50 мм) природ ного закарпатского морценита, который предварительно обрабатывают солью серебра (1,6 г нитрата серебра на 100 г гранул) и активируют, пропускают с помощью электроаспиратора по 20 л воздуха городской улицы в зимний периооц при -6,4 С и атмосферном цавлении 9,902 10 Па (742,7 мм рт.ст.),75 0 ц Д;МОселективности сазате тноситеЙ объ Эф Ъ/4 Тираж 688ИИПИ Государственного компо делам изобретений и откр5, Москва, Ж, Раушска е ренштейн Корректор В, Гирня ецакт аз 525 Подписиитета СССРытийя набц. 4 филиал ППП "Патент, г,Ужгород, ул. Проектйа 5 10314 После десорбции при 260 С и последующего количественного анализа сконцентрированной окиси углерода хроматографическим метоцом в кажцой ловушке найдено всреинем по(4,9 ф 0,2) 10 Ммг СО, При пересчете на нормальные условия концентрация СО в анализируемом воз цухе составляет 0,245+0,01 мг/м.П р и м е р 3 . Аналогичной мето дикой в летний периоц выполняют ана лиз уличного возцуха на содержание СО.1Для концентрирования в упомянутые выше ловушки насыпают гранулы рассмотренного природного морденита, обработан ного большим количеством соли (6,7 ниъ. рата серебра на 100 г неолита). После продувки через кажцую ловушку по 20 л анализируемого воздуха, взятого при .тем .опературе 21,3 С и атмосферном дав О ленни 9,85 10 На (736,8 мм рт.ст.),фсконцентрировано, а затем хроматографическим методом найдено (16,3+0,5)10 мг СО, что составляет содержание СО в воздухе 9,04+0,28 мгам.25Моцифицированный природный цеолит после ацсорбции и цесорбции монооксица углерода и дополнительной продувки (доактивации) потоком газа-носителя при 250-300 С в течение 0,5-1 ч . может быть использован многократно и не теряет. своих селективных поглотительных свойств, если температура нагрева не превышает 300 С,.оОтобранная проба СО может анализироваться сразу или спустя несколькосуток после отбора,Использование предлагаемого модифицированного серебром природного морценита обеспечивает повышение селек-тивности извлечения окиси углероца извоздуха; значительное снижение расходасолей серебра на приготовление из природного морценита высокоэффективногосорбента цая извлечения из воздуха иконцентрирования монооксида углвроца.Кроме того, замена синтетическогоцволита природным обеспечивает большукдоступность этого сорбента и в десяткираз снижает его стоимость,При этом упрощается процесс приготовления модифицированной формы сорбента,так как благодаря высокой прочностиприродного минерала не нужна операцияпрессования и спекания таблеток, что неизбежно в случае порошкообразного синтетического цеолита. Удлиняется срокслужбы сорбента при многократном использовании благодаря низкой истираемости природного цеолита, Извлечение иконцентрирование монооксица углероцамодифицированным природным цеолитомпроводится при комнатной температуреили температуре открытой атмосферы безохлаждения ловушки,