Научный руководитель: Обвинцева Л. А. кандидат физико-математических наук, ст. научный сотрудник лаборатории химической кинетики НИФХИ им. Л. Я. Карпова
Актуальность исследования взаимодействия озона с материалами различного химического состава и структуры связана с повышением содержания озона в приземном воздухе и, напротив, понижением его концентрации в нижней стратосфере (озоновые дыры), а также с широким применением озона в различных технологиях.
Озон – токсичное вещество и относится к первому классу опасности. Предельно допустимая концентрация озона (ПДКр.з.) составляет 100 мкг/м3, и нормативно утверждена необходимость контроля этой величины.
Широкое применение озона требует разработки методов измерения, способов защиты и способовразложения избыточного озона. Именно этим занимаются в лаборатории химической кинетики Научно-исследовательского физико-химического института им. Л. Я. Карпова, где выполняется работа.
В НИФХИ им. Карпова разработан автоматизированный сенсорный газоанализатор малых газовых примесей атмосферы с полупроводниковым сенсором. Программа, подключенная к сенсору, обеспечивает измерения характеристик чувствительного слоя сенсора и нагревательного элемента, вывод их значений на монитор и запись в файл данных.
Следующей задачей (после измерения озона) является разработка средств защиты от озона.В НИФХИ еще в 30-е годы были созданы тонковолокнистые материалы, названные впоследствии фильтрами Петрянова. Материал, из которого изготавливаются ФП, нужно исследовать на то, не образуется ли при разложении озона токсичных веществ.
Возникла идея, можно ли использовать реакции озона с материалом тонковолокнистого полимерного фильтра для улавливания озона в газовой фазе. С этой целью были проведены исследования взаимодействия озона с рядом наиболее широко используемых ФП.
Исследование взаимодействия озона с ФП проводилось по следующей методике: об активности фильтрующего материала судили по изменению концентрации прошедшего через него озона. Слои фильтрующего материала закрепляли в специальном фторопластовом фильтродержателе.
Наиболее активны в отношении разложения озона и сохраняющие активность в течение длительного времени фильтры, имеющие в составе полистирол. Для использования в средствах индивидуальной и коллективной защиты от озона наиболее перспективен промышленный фильтр на основе сополимера стирола с акрилонитрилом.
Следующим направлением исследования было исследование взаимодействия озона с малоактивными материалами (ФП полипропилена), которые могут использоваться в агрессивных средах.
Масса фильтров из полипропилена после обработки озоном концентрацией 60, 100 и 250 мкг/м3 не изменилась. В структуре волокон каких-либо изменений также не было обнаружено.
Проведенное исследование показывает, что окисление полипропилена при комнатной температуре происходит преимущественно на поверхности волокон. При низких концентрациях озона материал можно использовать на практике почти неограниченное время.
По материалам работы сделаны выступления на конференциях:
II конференция «Колмогоровские чтения» на кафедре гуманитарных дисциплин СУНЦ (11-12 апреля 2016 г., Москва)
XI Всероссийская конференция учащихся и студенческой молодежи «Научный потенциал – XXI» (апрель 2016, парк-отель «Яхонты-Таруса») — диплом I степени: «Взаимодействие озона с тонковолокнистыми фильтрующими материалами на основе полипропилена»
«XVI Колмогоровские чтения» (май 2016, Москва) — диплом II степени
Экспо-выставка MILSET AMLAT (июнь 2016, г. Масатлан, Мексика)