毒氣過濾催化介質和防毒面具過濾裝置的製作方法

2023-08-02 16:17:56 1

專利名稱：：毒氣過濾催化介質和防毒面具過濾裝置的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種毒氣過濾催化介質及防毒面具過濾裝置，尤其是一種對毒氣進行分解吸收從而有效保護人的生命的一種毒氣過濾催化介質及防毒面具過濾裝置。
背景技術：
：人類的生命始終暴露在隧道內可怕的氣體，毒氣的攻擊和戰爭中的化學武器。對於毒氣和有害氣體，傳統的保護人類生命的方法是佩戴活性碳防毒面具過濾裝置。然而，這種過濾裝置有下述問題第一，活性碳對於一氧化碳(C0)，氨(NH3)沒有過濾和吸收作用。第二，在持續的毒氣環境中活性碳的過濾和吸收功能將會消失，活性碳需要定期更換。(在受汙染的環境下，活性碳需每隔6小時更換)第三，無論空氣汙染如何，如果防毒面具被打開，由於溼度，活性碳必須被更換。如何沒有被打開，活性碳必須每隔一段時間進行更換(根據北約標準，每隔三年時間)。而且，被拋棄的活性碳會產生環境汙染。
發明內容技術問題本發明提供一種對一氧化碳(C0),氨(NH:,)和其它毒氣進行分解吸收的毒氣過濾催化介質及防毒面具過濾裝置。所述的毒氣過濾催化介質及防毒面具過濾裝置可以無需每隔一段時間進行更換，並且不會產生環境汙染。因此，本發明尤其適合軍事使用的無需更換的防毒面具過濾裝置。技術方案本發明提供了一種含膨潤土基材料作為主要材料的毒氣過濾催化介質。本發明另一目的提供了一種含毒氣過濾催化介質的防毒面具過濾裝置。有益效果根據本發明如上文所述，一氧化碳(CO)，氨(NH3)，以及其它有毒氣體的分解，通過催化進程中吸收的有毒物質，在過濾裝置的防毒面具。此外,，在催化過程中有機材料的分解，使氧氣作為副產物生成。圖1是本發明實施例的防毒面具過濾裝置橫截面示意圖。圖2是本發明實施例的防毒面具過濾裝置裝配示意圖。具體實施方式以下，就本發明的實施例，參照附圖詳細地進行說明。本發明提供了一種以有毒氣體過濾催化介質製得的防毒面具，以膨潤土基礦物成形加工製成。本發明採用的膨潤土基的礦物是一種粘土礦物質，它是以蒙脫土(固T)為主的材料。由於膨潤土基的礦物具有多孔性結構，具有較強的吸收性和良好的膨脹性和陽離子交換容量(CEC)。因此，膨潤土基的礦物有足夠的活性與有機物形成配合物。因此，膨潤土基的礦物是有相當的能力結合或分解含有有毒氣體的有毒有機礦物質。尤其，膨潤土，可根據膨潤土主要材料MMT的層間陽離子的不同種類分為鈣基膨潤土和鈉基膨潤土即。鈣基膨潤土，典型的，可易適用於本發明。但是，由於鈉基膨潤土具有較低的層間結合和比鈣基膨潤土更高的活性。鈉基膨潤土可從自然開礦或從鈣基膨潤土獲得。具體來說，製備鈉基膨潤土可採用改變陽離子，以碳酸鈉(Na2C03)與鈣基膨潤土反應生成。此外，鈣離子和鈉離子，層間陽離子可至少為鈣、鈉、鋁、鐵、鈦、鋯或它們的其氧化物中的一個陽離子取代或擴充。換句話說，MMT的層間陽離，'可由前述內容和功能為中等或吸水分解或合併的有機材料的離子所取代。另夕r，MMT的層間陽離子可由前述內容轉變為氫離子，通過燒結，使氧化物中的氫氧離子仍然保持柱型的狀態。因此，氧化物中的氫氧離子，可作為吸收或分解或結合有機材料中有毒有害氣體的媒介。同樣的，通過前述的離子，可附加或單獨插入，使腔內層由於採用該插層離子，從而提高吸收效果。一種製備高活性和高吸收性膨潤土基礦物質的方法，可以是在高溫度下乾燥鈉基膨潤土或用球磨機碾磨鈉基膨潤土並燒結。由於鈉基膨潤土是活性非常高，當鈉基膨潤土在約10分鐘至12小時的時間裡從20080(TC乾燥中，鈉基膨潤土有效地分解或結合有毒有機物質生成簡單的物質。由於鈉基膨潤土高活性及多孔性結構的催化功能使其具有高活性區和高吸收區。同樣的，可用球磨機碾磨鈉基膨潤土後燒結，以提高鈉基膨潤土燒結效果。膨潤土基的礦物可能有不同的形狀。最佳的，採用的膨潤土基礦物是粉末狀、顆粒狀，或環形形狀，以便於將膨潤土基礦物分散在一個防毒面具內。一種情況，膨潤土基礦物可使用圓筒形或馬鞍形，以增加活性區。另一種情況，膨潤土基礦物使用板形的多孔結構，以增加活:性區。此外，將三氧化二鋁(A1203)和二氧化矽(Si02)以15:8520:80的配比攪拌混合，並在高溫燒結該混合物，可被用作防毒面具的過濾介質。最佳的混合比例約為18:82，以使材料具有適當的結構。為了獲得氧化鋁和氧化矽的混合物，氧化鋁和氧化矽可根據前述比例混合或根據各種礦物含有氧化鋁和氧化矽的含量不同改變混合比例。舉例來說，莫來石(3A1203*2Si02)和二氧化矽(Si02)，混合的比例約從l:81:12，最佳的1:10，使該混合物具有與前述氧化鋁和氧化矽混合物相同成分，並燒結。同樣，在1至3小時約1300145(TC高溫燒結過程中，由於混合物高活性及多孔性結構的催化功能使其具有高活性區和高吸收區。更佳的，為使燒結過程平穩，可以5。C/分鐘加溫的速度加熱的混合物達140(TC後，恆溫2小時1400'C燒結混合物。此外，可用球磨機碾磨混合物後高溫下燒結，以提高燒結效果。更佳的，可用球磨機碾磨混合物約8小時，使混合物燒結均勻。該過濾介質可能有不同的形狀。最佳的，採用的過濾介質是粉末狀、顆粒狀，或環形形狀，以便於將過濾介質分散在一個防毒面具內。一種情況，過濾介質可使用圓筒形或馬鞍形，以增加活性區。另一種情況，過濾介質使用板形的多孔結構，以增加活性區。生成的陰離子粉末，可進一步添加到過濾介質中。具體來說，5100重量份(以過濾介質為100重量份計算)生成的陰離子粉末，可添加到過濾介質，以溶解有毒物質並不斷生成適當的陰離子。在這種情況下，可使用各種已知陰離子的粉末。舉例來說，生成陰離子的粉末，可從PA,Ce203,La203,Nd203,Th02,Pr203,Si02,和Sm203中至少選定一個生成。更佳的，生成的陰離子粉末以重量百分比25至35%的P205,重量百分比20至30%的Ce203,重量百分比7至15%的La必，重量百分比8至12%的^203,重量百分比5至10%的線重量百分比4至8y。的Pr203，剩餘重量百分比為Si02,和Sm203，Ti02，Zro2，m和GdA。發明方式上述有毒氣體過濾介質，可應用於各類過濾裝置和防毒面具如圖1和2所示。上述有毒氣體過濾介質，可應用於各類過濾裝置和防毒面具如圖1和2所示。圖1是本發明防毒面具過濾裝置橫截面示意圖，圖2是本發明實施例的防毒面具過濾裝置裝配示意圖。圖1和2中，設有空氣進口(2)的過濾裝置(1)，纖維過濾器(3a，3b)，鑽孔金屬板(4a，4b)，擋板(4a，4b)，以及中央擋板(7)。為提供過濾裝置的防毒面具長流路，可將催化過濾材料(7)添加到前述結構中。防毒面具過濾裝置，是公知的過濾裝置，其過濾裝置中含有分散活性炭粉，為改善過濾器性能在常規過濾裝置和脫碳過濾器包括一個附加活性炭層。該過濾器適用於防毒面具可能有的各種不同形狀，能過濾吸入的有毒有害氣體，其形狀包括但不限於圖如1所示。通過能夠分解有機物質的介質，本發明的過濾介質可以分解一氧化碳(C0)及有毒氣體。根據本發明，通過利用該過濾介質，在同一時間內完成氧化分解和水解有毒氣體，使有機物質可以分解。結果，排出二氧化碳(C02)、水(H20)、甲烷(CH4)、氧(02)、水份分解，生成氧氣。包含在過濾催化介質中分解的毒氣有機成份，最初，根據本發明，有毒氣體在通過過濾裝置時，被過濾催化介質的很多孔隙所吸收。在過濾介質的孔隙中有著強吸引作用之間的分子，其結果是一些氧化反應，氧自由基(活性氧)，其中有些水生成氫自由基(活性氫)，氧自由基，羥基(-0H)，和一些有機成分的不同類型的分解自由基。由於這些自由基在通常環境下很不穩定，它們瞬間重新生成新的化合物。而有機材料都是經過過濾的催化媒介，分解有機物質及組成的一個新的化合物。在這一反覆過程中，有機物質分解成簡單化合物(C02，H20，CH4，02)，然後排出。表1和表2顯示是根據本發明過濾催化介質的脫臭試驗結果。過濾催化媒介是以膨潤土基礦物和以3:7至5:5比例混合的A1A和Si02製得。表ltableseeoriginaldocumentpage8如表l，它可以證實，該甲酸(HCHO)脫臭率非常好。表2tableseeoriginaldocumentpage8如表l，它可以證實，該氨(NH3)脫臭率非常好。儘管對本發明已經作了詳細的說明並引證了一些具體實施例，但對本領域熟練技術人員來說，只要不離開本發明人的設計思路和範圍也可作各種變化和修正是顯然的。'權利要求1.一種毒氣過濾催化介質，其特徵在於所述介質是以膨潤土基礦物為主要材料組成的。2.根據權利要求1所述的毒氣過濾催化介質，其特徵在於，所述的膨潤土基礦物由蒙脫土(醒T)組成，蒙脫土的層間陽離子至少為鈣、鈉、鋁、鐵、鈦、鋯或矽，或它們的其氧化物中的一個陽離子。3.根據權利要求1所述的毒氣過濾催化介質，其特徵在於，所述的膨潤土基礦物是在高溫下由乾燥鈉基膨潤土或燒結鈉基膨潤土製得。4.根據權利要求3所述的毒氣過濾催化介質，其特徵在於，所述的高溫下由乾燥鈉基膨潤土或燒結鈉基膨潤土製備毒氣過濾催化介質的溫度為200800r溫度乾燥IO分鐘至12小時。5.根據權利要求1所述的毒氣過濾催化介質，其特徵在於，所述的膨潤土基礦物形狀是粉末狀、顆粒狀、環形、圓筒形、鞍形或板形。6.根據權利要求1所述的毒氣過濾催化介質，其特徵在於，所述介質還包括以15:8520:80的配比攪拌混合、碾磨三氧化二鋁(AlA)和二氧化矽(Si02)的混合物，在13001450'C高溫下生成的燒結材料。7.根據權利要求1所述的毒氣過濾催化介質，其特徵在於，所述介質還包括以1:81:12的配比攪拌混合，碾磨莫來石(3A1A'2Si02)和二氧化矽(Si02)的混合物，在1300145(TC高溫下生成的燒結材料。8.—種毒氣過濾催化介質，其特徵在於，所述介質包括以15:8520:80的配比攪拌混合、碾磨三氧化二鋁(AlA)和二氧化矽(Si02)的混合物，在13001450'C高溫下生成的燒結材料。9.根據權利要求8所述的毒氣過濾催化介質，其特徵在於，所述的燒結材料形狀是粉末狀、顆粒狀、環形、圓筒形、鞍形或板形。10.—種毒氣過濾催化介質，其特徵在於，所述介質包括以l:81:12的配比攪拌混合，碾磨莫來石(3A1203*2Si02)和二氧化矽(Si02)的混合物，在13001450r高溫下生成的燒結材料。11.根據權利要求10所述的毒氣過濾催化介質，其特徵在於，所述的燒結材料形狀是粉末狀、顆粒狀、環形、圓筒形、鞍形或板形。12.根據權利要求111任一項所述的毒氣過濾催化介質，其特徵在於，所述介質還包括生成的陰離子粉末。13.—種防毒面具過濾裝置，其特徵在於，具有如權利要求111所述毒氣過濾催化介質製得的擋板。14.一種防毒面具過濾裝置，其特徵在於，具有如權利要求12所述陰離子粉末製得的擋板。全文摘要本發明提供一種對毒氣進行分解吸收從而有效保護人的生命的一種毒氣過濾催化介質及防毒面具過濾裝置。文檔編號B01D39/20GK101242883SQ200680029408公開日2008年8月13日申請日期2006年8月11日優先權日2005年8月12日發明者韓顯洙申請人:韓顯洙