Hopkalit - Hopcalite

Hopkalit

Hopcalite ist der Handelsname für eine Reihe von Mischungen, die hauptsächlich aus Kupfer- und Manganoxiden bestehen und als Katalysatoren für die Umwandlung von Kohlenmonoxid in Kohlendioxid verwendet werden, wenn sie dem Sauerstoff der Luft bei Raumtemperatur ausgesetzt sind.

Der Name "Hopcalit" leitet sich von der Johns Hopkins University - "Hop" und der University of California - "Cal" ab, wo während des Ersten Weltkriegs Grundlagenforschung zu Kohlenmonoxid betrieben und diese Katalysatoren 1918 entdeckt wurden.

Eine Vielzahl von Zusammensetzungen sind bekannt, wie "Hopcalit II", das ungefähr 60% Mangandioxid und 40% Kupferoxid enthält (das  Molverhältnis MnO 2 : CuO beträgt 1,375) und "Hopcalit I", das eine Mischung aus 50% MnO ist. 30% CuO , 15% Co 2 O 3 und 5% Ag 2 O . Hopcalit hat die Eigenschaften einer porösen Masse und ähnelt in seinem Aussehen Aktivkohle .

Vorbereitung

Während Hopcalit-Katalysatoren typischerweise durch Kalzinieren inniger Mischungen von Oxiden und Carbonaten hergestellt werden, wurden verschiedene Techniken zur Herstellung von Hopcaliten im Labor und im industriellen Maßstab eingesetzt, wie z Metalloxide aus Metallsalzlösungen (siehe Salze ), thermische Zersetzung von Gemischen aus Metallnitraten (siehe Nitrat ) und Metallcarbonaten (siehe Carbonat ), einstufige Synthese durch Flammsprühpyrolyse aus organischen und anorganischen Precursorsystemen, z. B. Nanophasen-Hopcalit-Katalysatoren haben auch beschrieben worden.

Obwohl Katalysatoren auf Hopcalit-Basis seit Jahrzehnten in der Praxis eingesetzt werden, sind noch viele Fragen zu ihrer Wirkungsweise offen. Dies liegt an ihren komplexen Strukturen, die es schwierig machen, Informationen über die aktiven Zentren und die Mechanismen der Katalyse und Deaktivierung zu erhalten.

Anwendungen

Hopcalite ist unter anderem in persönlichen Atemschutzgeräten (RPE) und kollektiven Schutzausrüstungen weit verbreitet . Nachfolgend sind verschiedene Verwendungen von Hopcalit-Katalysatoren aufgeführt:

  • in einigen Arten von Gasmaskenfiltern zum Schutz vor Kohlenmonoxid (sowjetische DP-1, kombinierte Filter VK-450, SX (CO)-Filter, z. B.)
  • in Luftfiltersystemen und Atemgeräten zur Reinigung von Atemluftvorräten, wie sie beispielsweise beim Gerätetauchen und bei der Brandbekämpfung verwendet werden.
  • wird als Hauptfilterbestandteil in den Selbstrettungs-Atemschutzgeräten verwendet, die an Bergleute ausgegeben werden (SPP-4)
  • filternde Selbstretter für den Einsatz im Brandfall (zB GDZK-EN, GDZK-U, GDZK-A)
  • in Geräten zur Überwachung des Kohlenmonoxidgehalts (CO) in Räumen
  • vorsorglich bei Tauchluftkompressoren eingesetzt, wenn diese von Verbrennungsmotoren angetrieben werden (wie auf Schiffen)

In Atemschutzgeräten wird Hopcalit verwendet, um mit dem Luftsauerstoff die schnelle Oxidation des giftigen Kohlenmonoxids zu ungefährlichem Kohlendioxid zu ermöglichen, das dann chemisch an eine Natronlauge gebunden wird und so CO aus dem Luftstrom eliminiert (was wird sonst durch Aktivkohle-Luftfilter nicht entfernt). Wasserdampf vergiftet den Hopcalit-Katalysator, daher wird zum Schutz vor Wasserdampf ein zusätzlicher Filter auf Silicagel- Basis eingesetzt . Darüber hinaus wird die Hopcalitschicht durch einen mechanischen Filter und eine Aktivkohleschicht geschützt, die die Luft von anderen Verunreinigungen reinigen. Der Betrieb von Kohlenmonoxid (CO)-Detektoren basiert dagegen auf der Erfassung der bei der katalytischen Oxidation von Kohlenmonoxid (CO) zu Kohlendioxid (CO 2 ) freigesetzten Wärme .

Obwohl sie hauptsächlich verwendet werden, um die Umwandlung von CO zu CO 2 zu katalysieren , werden Hopcalit-Katalysatoren auch verwendet, um Ethylenoxid und andere VOCs sowie Ozon aus Gasströmen zu entfernen . Darüber hinaus katalysieren Hopcalite die Oxidation verschiedener organischer Verbindungen bei erhöhten Temperaturen (200–500 °C).

Siehe auch

Verweise