Revista si suplimente
MarketWatch
Inapoi Inainte

Materiale cu potențial aplicativ īn detecția hidrogenului sulfurat

04 Iulie 2014



Hidrogenul sulfurat (H2S) este un asfixiant chimic incolor, cu miros caracteristic de ouă stricate, perceptibil la concentraţii mici de 0,01-1,5ppm. De la concentrații de 3-5ppm mirosul devine ofensiv și apare greața, lăcrimarea ochilor, durerea de cap, tulburarea somnului. Pragul de 20ppm induce oboseala, pierderea poftei de mâncare, iritabilitatea, amețeala, slăbirea memoriei. La concentrații mai mari (100-300ppm), din cauza paraliziei nervului olfactiv, datele asupra mirosului se falsifică, nu mai există senzație și apare conjuctivita acută, șocul, convulsia, coma și apoi moartea. Sursele naturale de H2S sunt gazele vulcanice, izvoarele sulfuroase, gazele naturale, țiteiul, depozitele de sulf etc. Sursele artificiale cele mai importante sunt industria (petrolieră, petrochimică, chimică, de fontă, de oțel și alimentară), agricultura, zootehnia, apele reziduale etc.

Având în vedere multiplele surse de H2S la care suntem expuși accidental și gradul ridicat de toxicitate, Comisia Europeană (Health and safety at work - Scientific Committee on Occupational Exposure Limits) a stabilit pentru acest gaz următoarele limite: pentru expunere medie timp de 8 ore: TWA = 5ppm și pentru expunere scurtă timp de 15 minute: STEL = 10ppm.

Rolul cercetării în realizarea dispozitivelor de detecție și alarmare
În acest context, protecția constă în utilizarea de dispozitive de detecție și alarmare, la locul de muncă și în locuințe. Cele mai simple dispozitive sunt senzorii chemorezistivi de gaze, care constau în structuri relativ simple și ieftine din materialul gaz-sensibil depus între doi electrozi metalici care permit măsurarea rezistenței lor electrice. Variația rezistenței este determinată de schimbarea compoziției aerului, respectiv de apariția polutantului specific aplicației.

În ciuda simplității constructive, aplicațiile de senzori au la bază o laborioasă activitate de cercetare fundamentală și aplicativă. Aceasta presupune alegerea materialului gaz-senzitiv și testarea senzorilor în laborator.

Alegerea materialului trebuie să țină cont de proprietățile lui chimico-fizice, de reversibilitatea fenomenelor de interacție, de sensibilitatea-selectivitatea-stabilitatea lui. De cele mai multe ori, pentru îndeplinirea tuturor acestor condiții se folosesc impregnări catalitice și compuși binari sau ternari.

Trei institute românești de cercetare obțin împreună rezultate promițătoare

Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Materialelor (INCDFM) în colaborare cu Institutul de Chimie Fizică (ICF) „Ilie Murgulescu” și cu Institutul Național de Cercetare - Dezvoltare pentru Metale Neferoase și Rare (IMNR) a identificat și caracterizat recent două materiale cu potențial aplicativ în detecția H2S, respectiv SnO2In2O3CuO și BaSrTiO3 dopat cu Cu. Figura 1 prezintă dependența semnalului de senzor de concentrația de H2S în condiții controlate de umiditate și temperatură. Este de subliniat liniaritatea semnalelor, în figura 1a pentru concentrații de 0-20ppm, iar în figura 1b pentru concentrații de 30-90ppm. Întreaga plajă de concentrații de interes este astfel acoperită.



În ceea ce privește testarea senzorilor, grupul de Senzori de gaze din INCDFM dispune de o Stație de Mixare a Gazelor realizată la standard european, unică la nivel național (figura 2). Stația permite dozarea volumetrică a concentrațiilor de gaz de test în regim dinamic comandat de calculator, în condiții atmosferice de teren (presiune, umiditate, temperatură). Stația lucrează cu gaze din butelii, cu puritate 5.0 și are 11 canale de gaze, fiecare fiind prevăzut cu un debitmetru de masă și două electrovalve. Coloanele de gaz și camera de măsură a senzorilor (figura 2) sunt realizate din materiale inerte chimic și au etanșeitate ridicată, pentru protecția personalului și acuratețea măsurătorilor. Interfețele electronice permit achiziționarea datelor în timp real, cu ajutorul unui Multimetru 2000 respectiv Electrometru 6517A Keithley, astfel încât să se acopere o plajă cât mai largă de măsură.




Parerea ta conteaza:

(0/5, 0 voturi)

Lasa un comentariu



trimite