Розробка підходу до підвищення захищеності населення у захисних спорудах цивільного захисту в умовах забруднення повітря токсичними хімічними речовинами

Автор(и)

  • Ганна Володимирівна Каракуркчі Національний університет оборони України імені Івана Черняховського, Україна https://orcid.org/0000-0002-1287-3859
  • Микола Дмитрович Сахненко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0002-5525-9525
  • Алла Миколаївна Корогодська Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0002-1534-2180
  • Світлана Іванівна Зюбанова Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0001-7926-433X

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.253650

Ключові слова:

система фільтровентиляції, знешкодження токсичних речовин, фотокаталітичні покриття, плазмо-електролітне оксидування, діоксид титану

Анотація

Об'єктом дослідження є процес очищення повітря від токсичних хімічних речовин в системах фільтровентиляції об’єктів цивільного захисту, предметом дослідження – використання в системах фільтровентиляції каталітичних матеріалів на основі покриттів діоксидом титану. Одним з найбільш проблемних місць є вичерпані терміни придатності фільтрів-поглиначів, що використовуються в системах фільтровентиляції споруд цивільного захисту. Це може призвести до зниження їх захисної дії щодо знезараження зовнішнього повітря в умовах техногенних аварій, воєнних дій або терористичних актів. У підсумку це несе загрозу життю та здоров’ю людей.

Для вирішення окресленої проблеми запропоновано використання у системах фільтровентиляції споруд цивільного захисту каталітичних матеріалів на основі діоксиду титану, одержаних методом плазмо-електролітного оксидування. В ході дослідження на модельних зразках титану були сформовані покриття TiO2·MO, де M – W, Мо, Zr, Zn. З використанням методів енергодисперсійної рентгенівської спектрометрії, сканівної електронної та атомно-силової мікроскопії та фотоколориметричних досліджень було вивчено властивості синтезованих функціональних матеріалів та окреслено можливості їх застосування у технології фотокаталітичного окиснення токсичних речовин. Також було проведено аналіз можливих конструкцій фотокаталітичних блоків для систем фільтровентиляції з використанням каталітичних матеріалів на основі TiO2. Визначено, що оптимальною технологічною формою каталізатору у фотокаталітичному блоці є нанесення шару діоксиду титану, допованого додатковими компонентами, на структуровану основу плазмо-електролітним оксидуванням.

Отримані результати дозволили розробити пропозиції щодо використання синтезованих каталітичних матеріалів для підвищення ступеню захищеності населення на об’єктах цивільного захисту. Зокрема, запропоновано облаштування наявних систем фільтровентиляції фотокаталітичним блоком (модулем) для підвищення ефективності знешкодження хімічно небезпечних речовин, а відтак, і ступеню захищеності людей. Напрям подальших досліджень пов’язаний із виготовленням макетного зразка фотокаталітичного блоку та проведенням стендових випробувань щодо дослідження ефективності знезараження повітря

Біографії авторів

Ганна Володимирівна Каракуркчі, Національний університет оборони України імені Івана Черняховського

Доктор технічних наук, старший дослідник, начальник науково-методичного відділу

Науково-методичний центр організації освітньої діяльності

Микола Дмитрович Сахненко, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра фізичної хімії

Алла Миколаївна Корогодська, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Доктор технічних наук, доцент, завідувач кафедри

Кафедра загальної та неорганічної хімії

Світлана Іванівна Зюбанова, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Науковий співробітник

Кафедра фізичної хімії

Посилання

  1. Mohylnychenko, V. V. (Ed.) (2010). Zakhyst naselennia i terytorii vid nadzvychainykh sytuatsii. Vol. 6. Zakhysni sporudy tsyvilnoho zakhystu (tsyvilnoi oborony). Kyiv: KIM, 560.
  2. Kodeks tsyvilnoho zakhystu Ukrainy (2012). Kodeks Ukrainy No. 5403-VI. 02.10.2012. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/5403-17#Text
  3. Chmut, O. I., Batalov, A. I., Sakharov, H. V., Martyniuk, I. M. (2004). Zasoby indyvidualnoho i kolektyvnoho zakhystu. Kharkiv: KhITV, 272.
  4. Halak, O. V., Karakurkchi, H. V., Hrybyniuk, Ya. V. (2016). Filtroventyliatsiini ustanovky (ahrehaty) statsionarni ta na broneob’iektakh. Systemy ozbroiennia ta viiskovoi tekhniky, 4 (48), 5–9.
  5. Hashimoto, K., Irie, H., Fujishima, A. (2005). TiO2 Photocatalysis: A Historical Overview and Future Prospects. Japanese Journal of Applied Physics, 44 (12), 8269–8285. doi: http://doi.org/10.1143/jjap.44.8269
  6. Oh, H. J., Lee, J. H., Chi, C. S. (2013). Photocatalytic Characteristics of Titania Thin Film Prepared by Micro Arc Oxidation. Key Engineering Materials, 543, 141–144. doi: http://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.543.141
  7. Sakhnenko, M., Karakurkchi, A., Galak, A., Menshov, S., Matykin, O. (2017). Examining the formation and properties of TiO2 oxide coatings with metals of iron triad. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (11 (86)), 4–10. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.97550
  8. Anpo, M., Kamat, P. V. (2010). Environmentally Benign Photocatalysts: Applications of Titanium Oxide-based Materials. Springer Science, 643. doi: http://doi.org/10.1007/978-0-387-48444-0
  9. Bekker, A. (2007). Sistemy ventiliatcii. Moscow: Tekhnosfera, Evroklimat, 240.
  10. Mikhailov, V. A., Trofimenko, Iu. V., Grigoreva, T. Iu., Vorontcov, A. V., Kozlov, D. V. (2005). Pat. No. 2262455 C1 RU. Ochistitel vozdukha ot gazoobraznykh primesei. MPK: B60H3/06. Published: 20.10.2005.
  11. Borisov, A. N., Ivanetc, V. K., Laptev, N. I., Morozov, A. P. (2005). Pat. No. 2259850 S1 RU. Sposob ochistki vozdukha v pomeshcheniiakh. MPK: A61L. Published: 10.09.2005.
  12. Hayman, J. (2007). Pat. Serial No. US 2007/0251812 А1 USA. Photocatalytic air treatment system and method. MPK: 204/157.15. Published: 11.01.2007.
  13. Balykhin, I. L., Kabachkov, E. N., Pershin, A. N. (2011). Pat. No. 104460 U1 RU. Ochistitel vozdukha s fotokataliticheskim filtrom. MPK: A61L 9/20. Published: 20.05.2011.
  14. Garrett, J. R. (2008). Pat. Serial No. US 2008/0112844 А1 USA. Photocatalytic air purifying device. MPK: A61L 9/20. Published: 15.05.2008.
  15. Friedemann, A. E. R., Thiel, K., Gesing, T. M., Plagemann, P. (2018). Photocatalytic activity of TiO2 layers produced with plasma electrolytic oxidation. Surface and Coatings Technology, 344, 710–721. doi: http://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2018.03.049
  16. Karakurkchi, A. V., Sakhnenko, N. D., Ved, M. V., Gorohivskiy, A. S., Galak, O. V., Menshov, S. M., Matykin, O. V. (2017). Cobalt and manganese oxide catalytic systems on valve metals in ecotechnologies. Promising Materials and Processes in Applied Electrochemistry. Kyiv, 214–223. Available at: https://drive.google.com/file/d/1K-xMSDmXtdvuXtKl--uh7uWlvS7vT0UN/view
  17. Stroiuk, A. L., Kriukov, A. I., Kuchmii, S. Ia. (2010). Poluchenie i primenenie v nanofotokatalize tverdotelnykh poluprovodnikovykh materialov s razmernymi effektami. Nanosistemy, nanomaterialy, nanotekhnologii, 8 (1), 1–78. Available at: https://www.imp.kiev.ua/nanosys/media/pdf/2010/1/nano_vol8_iss1_p0001p0078_2010.pdf

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-02-28

Як цитувати

Каракуркчі, Г. В., Сахненко, М. Д., Корогодська, А. М., & Зюбанова, С. І. (2022). Розробка підходу до підвищення захищеності населення у захисних спорудах цивільного захисту в умовах забруднення повітря токсичними хімічними речовинами. Technology Audit and Production Reserves, 1(3(63), 6–11. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.253650

Номер

Том 1 № 3(63) (2022): Хімічна інженерія

Розділ

Хіміко-технологічні системи: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Ann Karakurkchi, Mykola Sakhnenko, Alla Korogodskaya, Svitlana Zyubanova

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.