RU2765077C1 - Peat-shungite sorbent catalyst for the neutralization of 1,1-dimethylhydrazine - Google Patents
Peat-shungite sorbent catalyst for the neutralization of 1,1-dimethylhydrazine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2765077C1 RU2765077C1 RU2021104780A RU2021104780A RU2765077C1 RU 2765077 C1 RU2765077 C1 RU 2765077C1 RU 2021104780 A RU2021104780 A RU 2021104780A RU 2021104780 A RU2021104780 A RU 2021104780A RU 2765077 C1 RU2765077 C1 RU 2765077C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- peat
- shungite
- dimethylhydrazine
- sorbent
- udmh
- Prior art date
Links
- RHUYHJGZWVXEHW-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dimethyhydrazine Chemical compound CN(C)N RHUYHJGZWVXEHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 90
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 title abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 27
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000003415 peat Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000008057 potassium phosphate buffer Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 32
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 14
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 23
- 239000000047 product Substances 0.000 description 18
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 16
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 10
- LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N glyoxal Chemical compound O=CC=O LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical compound C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002760 rocket fuel Substances 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 5
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229940015043 glyoxal Drugs 0.000 description 4
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 4
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 4
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 4
- DIIIISSCIXVANO-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dimethylhydrazine Chemical compound CNNC DIIIISSCIXVANO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 150000007857 hydrazones Chemical class 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical class OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 2
- UMFJAHHVKNCGLG-UHFFFAOYSA-N n-Nitrosodimethylamine Chemical compound CN(C)N=O UMFJAHHVKNCGLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 241000272194 Ciconiiformes Species 0.000 description 1
- CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N Perchloroethylene Chemical group ClC(Cl)=C(Cl)Cl CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N calcium;phosphoric acid Chemical compound [Ca+2].OP(O)(O)=O.OP(O)(O)=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 1
- 239000001177 diphosphate Substances 0.000 description 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J diphosphate(4-) Chemical compound [O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 230000009982 effect on human Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 231100000219 mutagenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- PRGCYUAJTPIADR-WAYWQWQTSA-N n-[(z)-dimethylaminodiazenyl]-n-methylmethanamine Chemical compound CN(C)\N=N/N(C)C PRGCYUAJTPIADR-WAYWQWQTSA-N 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 description 1
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000013404 process transfer Methods 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000005464 sample preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000003802 soil pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000002426 superphosphate Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229950011008 tetrachloroethylene Drugs 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности нейтрализации проливов 1,1-диметилгидразина и его водных растворов на почву и грунт, а также предотвращения испарения и дальнейшего распространения.The invention relates to the field of environmental protection, in particular the neutralization of spills of 1,1-dimethylhydrazine and its aqueous solutions on soil and ground, as well as preventing evaporation and further spread.
1,1-Диметилгидразин (НДМГ) входит в состав ракетного топлива как горючее. Из-за больших масштабов его применения производство НДМГ является многотоннажным. Как известно, при эксплуатации ракетного топлива возможны технические проливы, связанные с перекачкой, транспортировкой, сливо-наливными операциями. Кроме того, НДМГ попадает в почву и грунт при падении отделяемых частей ракетоносителей. НДМГ - это токсичное вещество 1 класса опасности, проявляющее мутагенные и канцерогенные свойства [Новые аспекты исследования последствий использования гептила в ракетной технике / под ред. Я. Т. Шатрова. - Москва: Пеликан, 2008 - 120 с]. Предельно допустимая концентрация содержания НДМГ в почве (грунте) составляет 0.1 мг/кг [ГН 2.1.7.2735-10 «Предельно допустимая концентрация (ПДК) 1,1-диметилгидразина (гептила) в почве»]. Для продуктов трансформации диметилгидразина установлены нормы для почв только в Казахстане [Приказ №83 от 30.04.09 Председателя - Главного государственного санитарного врача республики Казахстан]: для нитрозодиметиламина - 0.01 мг/кг, для тетраметилтетразена - 0.1 мг/кг.1,1-dimethylhydrazine (UDMH) is used as a propellant in rocket fuel. Due to the large scale of its use, the production of UDMH is large-scale. As you know, during the operation of rocket fuel, technical spills associated with pumping, transportation, loading and unloading operations are possible. In addition, UDMH enters the soil and soil when the detachable parts of launch vehicles fall. UDMH is a toxic substance of the 1st hazard class, exhibiting mutagenic and carcinogenic properties [New aspects of the study of the consequences of the use of heptyl in rocket technology / ed. Ya. T. Shatrova. - Moscow: Pelican, 2008 - 120 s]. The maximum allowable concentration of UDMH in soil (soil) is 0.1 mg/kg [GN 2.1.7.2735-10 "Maximum Allowable Concentration (MPC) of 1,1-dimethylhydrazine (heptyl) in soil"]. For dimethylhydrazine transformation products, soil standards are established only in Kazakhstan [Order No. 83 of April 30, 2009 of the Chairman - Chief State Sanitary Doctor of the Republic of Kazakhstan]: for nitrosodimethylamine - 0.01 mg/kg, for tetramethyltetrazene - 0.1 mg/kg.
В последнее время особо остро стоят вопросы об охране окружающей среды, в частности, обезвреживание поверхностей от компонентов жидкого ракетного топлива. Решение этих вопросов осложняется тем, что высокотоксичные, химически активные вещества при относительно низкой концентрации загрязняют большие площади поверхностей.Recently, issues of environmental protection have been particularly acute, in particular, the neutralization of surfaces from liquid rocket fuel components. The solution of these issues is complicated by the fact that highly toxic, reactive substances at relatively low concentrations contaminate large surface areas.
Из-за своей высокой растворимости в воде НДМГ и продукты его трансформации легко проникают и распространяются в почве, сохраняясь в местах проливов длительное время (несколько десятков лет). Таким образом, возникают области, опасные для нахождения человека и любого другого живого существа, поскольку растения, включая НДМГ в свой жизненный цикл, распространяют токсичные вещества.Due to its high solubility in water, UDMH and its transformation products easily penetrate and spread in the soil, remaining in the places of straits for a long time (several decades). Thus, there are areas dangerous for finding a person and any other living being, since plants, including UDMH in their life cycle, spread toxic substances.
Существующие методы обеззараживания НДМГ и продуктов его трансформации на промышленных стоках не могут быть применены для нейтрализации экотоксиканта на местах пролива. Наиболее часто для детоксикации промстоком НДМГ применяют окислители, в состав которых входит активный хлор или пероксиды [патент RU 2282486С2, «Способ детоксикации несимметричного диметилгидразина и продуктов его трансформации в воздушной, водных и грунтовых средах», Федеральное унитарное государственное предприятие «Научно-производственное объединение машиностроения». 2006, патент RU 2290977С2, «Способ очистки водных стоков, почвы и сыпучих материалов от токсичных веществ и микроорганизмов», Василенко В.В., Кручинин Н.А., Сальников А.А., Смирнов П.Л.. 2007]. Такие методы имеют ряд существенных недостатков: строгого соблюдения техники безопасности при работе с пероксидами и хлорсодержащими веществами, использование дорогостоящих реакционноспособных соединений, необходимость утилизации избытка применяемого реагента.The existing methods of disinfection of UDMH and its transformation products in industrial wastewater cannot be used to neutralize the ecotoxicant at the spill sites. Most often, for detoxification with UDMH industrial stock, oxidizing agents are used, which include active chlorine or peroxides [patent RU 2282486C2, "Method for detoxifying unsymmetrical dimethylhydrazine and its transformation products in air, water and soil media", Federal Unitary State Enterprise "Scientific and Production Association of Mechanical Engineering ". 2006, patent RU 2290977C2, "Method of cleaning water runoff, soil and bulk materials from toxic substances and microorganisms", Vasilenko V.V., Kruchinin N.A., Salnikov A.A., Smirnov P.L.. 2007]. Such methods have a number of significant drawbacks: strict observance of safety precautions when working with peroxides and chlorine-containing substances, the use of expensive reactive compounds, and the need to dispose of excess reagent used.
Относительно недавно был предложен способ обезвреживания грунта от НДМГ, посредством одновременного воздействия на грунт электронным пучком дозой 20 кГр и механическими акустическими колебаниями 10 Вт [патент RU 2601568С2, «Способ обезвреживания грунта от гептила», Ермаков В.В, Колосков С.А., Егоркин А.В., Часовских А.В. 2013]. Недостатками этого способа являются дороговизна, использование специального оборудования, невозможность применения метода в трудно доступных районах.Relatively recently, a method was proposed for neutralizing soil from UDMH by simultaneously exposing the soil to an electron beam with a dose of 20 kGy and mechanical acoustic vibrations of 10 W [patent RU 2601568C2, "Method of neutralizing soil from heptyl", Ermakov V.V., Koloskov S.A., Egorkin A.V., Chasovskikh A.V. 2013]. The disadvantages of this method are the high cost, the use of special equipment, the impossibility of applying the method in hard-to-reach areas.
Большинство химических методов обезвреживания НДМГ основано на его окислении либо превращении в другие соединения. Известна реакция взаимодействия НДМГ с глиоксалем. Способ детоксикации несимметричного диметилгидразина в почве и грунте осуществляют путем обработки химическим реагентом в виде водного раствора глиоксаля концентрацией от 10 до 40 об.%, при стехиометрическом соотношении НДМГ и глиоксаля не менее 1:3 [патент RU 2424020С1, «Способ детоксикации несимметричного диметилгидразина в почве и грунте», Родин И.А., Смоленков А.Д., Шпигун О.А., Попик М.В. 2011]. В данном случаем продуктом связывания НДМГ является его монопроизводное - моно-диметилгидразон глиоксаль. Наличие еще одного производного гептила, чье влияние на человека недостаточно изучено, как и возможный гидролиз гидразона с образованием НДМГ, являются основными недостатками этого метода.Most of the chemical methods for the neutralization of UDMH are based on its oxidation or transformation into other compounds. The reaction of interaction of UDMH with glyoxal is known. A method for detoxifying unsymmetrical dimethylhydrazine in soil and ground is carried out by treating a chemical reagent in the form of an aqueous solution of glyoxal with a concentration of 10 to 40 vol.%, with a stoichiometric ratio of UDMH and glyoxal of at least 1:3 [patent RU 2424020C1, "Method of detoxifying unsymmetrical dimethylhydrazine in soil and ground”, Rodin I.A., Smolenkov A.D., Shpigun O.A., Popik M.V. 2011]. In this case, the binding product of UDMH is its mono derivative, mono-dimethylhydrazone glyoxal. The presence of another heptyl derivative, whose effect on humans has not been sufficiently studied, as well as the possible hydrolysis of hydrazone with the formation of UDMH, are the main disadvantages of this method.
В последнее время большое внимание удаляется происхождению используемых материалов, их экологичности. Известно, торф - это природный материал, представляющий собой сложную полидисперстную многокомпонентную систему, в состав которой входят компоненты неорганического и органического происхождения. В частности, торф является источником соединений гуминового и лигнинового ряда, которые в свою очередь за счет наличия большого числа функциональных групп способны взаимодействовать с НДМГ [Ульяновский Н. В., Покрышкин С.А., Косяков Д. С, Кожевников А.Ю., Ивахнов А.Д., Боголицын К.Г. Хромато-масс-спектрометрическая идентификация продуктов трансформации 1,1-диметилгидразина в торфяной почве. // Химия растительного сырья. - 2012. -N3. - С. 181-187.].Recently, much attention has been paid to the origin of the materials used, their environmental friendliness. It is known that peat is a natural material, which is a complex polydisperse multicomponent system, which includes components of inorganic and organic origin. In particular, peat is a source of compounds of the humic and lignin series, which in turn, due to the presence of a large number of functional groups, are able to interact with UDMH [Ulyanovsky N.V., Pokryshkin S.A., Kosyakov D.S., Kozhevnikov A.Yu. , Ivakhnov A.D., Bogolitsyn K.G. Chromato-mass-spectrometric identification of 1,1-dimethylhydrazine transformation products in peat soil. // Chemistry of plant raw materials. - 2012. -N3. - S. 181-187.].
Основываясь на этих особенностях торфа, был предложен способ обеззараживания проливов ракетного топлива сорбентом с карбоксильными группами [патент RU 2529999С1, «Сорбент для обезвреживания проливов ракетного топлива», Боголицын К.Г., Кожевников А.Ю., Косяков Д.С, Семушина М.П. 2013]. В качестве носителя карбоксильных групп применяется гидролизный лигнин со степенью влажности 0-30% с размерами частиц 1-2 мм. Источником лигнина служил верховой торф. Удаление НДМГ с мест пролива происходит путем связывания токсичного вещества с сорбентом. При этом разложения или превращения НДМГ в нейтральные соединения под действием лигнина почти не происходит, что является недостатком предлагаемого способа. Кроме того, обезвреживание грунта требует дополнительной операции по извлечению применяемого сорбента и утилизации отработанного сорбента.Based on these features of peat, a method was proposed for disinfecting rocket fuel spills with a sorbent with carboxyl groups [patent RU 2529999C1, "Sorbent for neutralizing rocket fuel spills", Bogolitsyn K.G., Kozhevnikov A.Yu., Kosyakov D.S., Semushina M. .P. 2013]. As a carrier of carboxyl groups, hydrolytic lignin with a moisture content of 0-30% and a particle size of 1-2 mm is used. High-moor peat served as a source of lignin. Removal of UDMH from the places of the strait occurs by binding the toxic substance to the sorbent. In this case, the decomposition or transformation of UDMH into neutral compounds under the action of lignin almost does not occur, which is a disadvantage of the proposed method. In addition, soil decontamination requires an additional operation to extract the used sorbent and dispose of the spent sorbent.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является метод очистки грунта от токсических органических веществ в присутствии пористого углеродсодержащего сорбента с добавками пероксида щелочных и щелочноземельных металлов [патент RU 2397791С2 «Состав и способ обезвреживания грунта от проливов токсичных органических веществ с применением этого состава», Козлов Д.В., Окунев А.Г., Пархомчук Е.В., Путырский В.П., Ямпольский В.А., 2008]. На грунт наносят обезвреживающее вещество в виде порошка или суспензии и при необходимости перемешивают с грунтом. Необходимое количество обезвреживающего состава рассчитывается по соотношению: на 1 кг загрязнителя - от 20 до 100 килограммов смеси, содержащей пероксид щелочного или щелочноземельного металла и углеродсодержащий сорбент. При этом массовая доля угольного сорбента в составе может составлять от 1 до 99 мас. %. В качестве угольного сорбента могут быть использованы любые виды пористых углей с развитой внутренней поверхностью, составляющей не менее 5 м2/г.К таким материалам относятся, например, древесный уголь, синтетические угли с развитой поверхностью более 100 м2/г, либо ископаемые углеродсодержащие материалы, например, шунгит [патент RU 2253520С1 «Способ обезвреживания технологических проливов жидкостей, содержащих 1,1-диметилгидразин, Манышев Д.А., Попов О.В., Островская В.М., Давидовский Н.В., Прокопенко О.А., Буряк А.К., Ульянов А.В., Голуб С.Л., Луговская И.Г., Ануфриева С.И., 2005]. Кроме того, шунгит обладает каталитическими свойствами в реакциях разложения НДМГ [Голуб С.Л. «Хромато-масс-спектрометрия продуктов трансформации несимметричного диметилгидразина на поверхности шунгитового материала»: дисс.... канд. хим. наук: 05.11.11, Москва, 2007].The closest to the proposed invention in technical essence is a method of cleaning soil from toxic organic substances in the presence of a porous carbon-containing sorbent with additives of peroxide of alkali and alkaline earth metals [patent RU 2397791C2 "Composition and method for neutralizing soil from spills of toxic organic substances using this composition", Kozlov D.V., Okunev A.G., Parkhomchuk E.V., Putyrsky V.P., Yampolsky V.A., 2008]. A neutralizing agent is applied to the soil in the form of a powder or suspension and, if necessary, mixed with the soil. The required amount of the neutralizing composition is calculated according to the ratio: for 1 kg of pollutant - from 20 to 100 kg of a mixture containing peroxide of an alkali or alkaline earth metal and a carbon-containing sorbent. In this case, the mass fraction of the coal sorbent in the composition can be from 1 to 99 wt. %. As the carbon sorbent may be used in any type of porous coal with a developed inner surface of at least 5 m 2 /g.K Such materials include, for example, charcoal, synthetic carbons with surface area greater than 100 m 2 / g, a fossil carbon materials, for example, shungite [patent RU 2253520C1 "Method for neutralizing process spills of liquids containing 1,1-dimethylhydrazine", Manyshev D.A., Popov O.V., Ostrovskaya V.M., Davidovsky N.V., Prokopenko O. A., Buryak A.K., Ulyanov A.V., Golub S.L., Lugovskaya I.G., Anufrieva S.I., 2005]. In addition, shungite has catalytic properties in the decomposition reactions of UDMH [Golub S.L. "Chromato-mass spectrometry of the products of transformation of unsymmetrical dimethylhydrazine on the surface of shungite material": diss.... cand. chem. Sciences: 05.11.11, Moscow, 2007].
Предлагаемый состав для обезвреживания мест пролива высокотоксичного 1,1-диметилгидразина направлен на снижение таких недостатков как трудоемкость, высокая стоимость реагентов, а также необходимость дальнейшего извлечения и нейтрализации применяемого сорбента. Растворы солей фосфорной кислоты применяются для отмывки емкостей и заправочного оборудования от остатков НДМГ [патент RU 2260073 С2 «Способ удаления компонентов ракетного топлива с металлических поверхностей и оборудования», Федеральное унитарное государственное предприятие «Научно-производственное объединение машиностроения», 2005] и способствуют ускорению процесса переноса загрязнителей с поверхности на сорбент-катализатор.The proposed composition for neutralizing the places of the strait of highly toxic 1,1-dimethylhydrazine is aimed at reducing such disadvantages as labor intensity, high cost of reagents, as well as the need for further extraction and neutralization of the used sorbent. Solutions of salts of phosphoric acid are used to wash containers and filling equipment from UDMH residues [patent RU 2260073 C2 "Method of removing rocket fuel components from metal surfaces and equipment", Federal Unitary State Enterprise "Scientific and Production Association of Mechanical Engineering", 2005] and help speed up the process transfer of contaminants from the surface to the sorbent-catalyst.
Технический результат изобретения заключается в разработке сорбента-катализатора, отличающегося простотой изготовления и применения, дешевизной, экологической безопасностью и высокой эффективностью.The technical result of the invention consists in the development of a sorbent-catalyst, characterized by ease of manufacture and use, low cost, environmental safety and high efficiency.
Технический результат заявленного изобретения достигается тем, что торфо-шунгитный сорбент-катализатор для нейтрализации 1,1-диметилгидразина, полученный в результате смешивания калий-фосфатного буферного раствора с концентрацией 0.01-0.015 моль/л с сухой торфо-шунгитной смесью, в состав которой входит низовой торф (содержание 25-75% от общего объема) и шунгит разновидности III (содержание 25-75% от общего объема), и затем полного осушения полученной смеси.The technical result of the claimed invention is achieved in that the peat-schungite sorbent-catalyst for neutralizing 1,1-dimethylhydrazine, obtained by mixing a potassium phosphate buffer solution with a concentration of 0.01-0.015 mol/l with a dry peat-schungite mixture, which includes grassroots peat (content 25-75% of the total volume) and shungite variety III (content 25-75% of the total volume), and then complete drying of the resulting mixture.
Сущность и признаки заявленного изобретения в дальнейшем поясняются чертежами, где показано следующее:The essence and features of the claimed invention are further illustrated by drawings, which show the following:
на фиг. 1 - Хроматограмма исходного водного раствора 1,1-диметилгидразина;in fig. 1 - Chromatogram of the initial aqueous solution of 1,1-dimethylhydrazine;
на фиг. 2 - Хроматограммы проб растворов через один день после взаимодействия НДМГ с торфо-шунгитным сорбентом-катализатором;in fig. 2 - Chromatograms of sample solutions one day after the interaction of UDMH with peat-shungite sorbent-catalyst;
на фиг. 3 - График зависимости изменения содержания диметилгидразина от времени взаимодействия с торфо-шунгитным сорбентом-катализатором и фосфатным буфером с разным соотношением основных компонентов.in fig. 3 - Graph of the dependence of the change in the content of dimethylhydrazine on the time of interaction with peat-shungite sorbent-catalyst and phosphate buffer with different ratios of the main components.
Технической сущностью заявляемого состава является совместное использование торфа, шунгита и калий-фосфатного буфера для разложения НДМГ до нетоксичных веществ. В работе использовался шунгитовый материал, полученный из шунгитовых пород Зажогинского месторождения разновидности III. Основные параметры материала: удельная поверхность -6-20 м2/г и выше, суммарный объем пор - до 0.05-0.15 см3/см3 при эффективном радиусе 3-10 нм [Шунгиты - новое углеродистое сырье // Под ред. Соколова В.А., Калинина Ю.К., Дюккиева Е.Ф. - Петрозаводск: "Карелия", 1984. С. 98-99]. Методом электронной микроскопии был определен компонентный состав использованного шунгита (табл. 1).The technical essence of the proposed composition is the joint use of peat, shungite and potassium phosphate buffer for the decomposition of UDMH to non-toxic substances. Shungite material obtained from shungite rocks of the Zazhoginsky deposit, variety III, was used in the work. The main parameters of the material: specific surface -6-20 m 2 /g and above, the total pore volume - up to 0.05-0.15 cm 3 /cm 3 with an effective radius of 3-10 nm [Shungite - a new carbon raw material // Ed. Sokolova V.A., Kalinina Yu.K., Dyukkieva E.F. - Petrozavodsk: "Karelia", 1984. S. 98-99]. The component composition of used shungite was determined by electron microscopy (Table 1).
Калий-фосфатный буфер - это смесь солей фосфорной кислоты, которые входят в состав неорганических удобрений. Согласно [ГН 2.1.7.2041-06 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве»] ПДК содержания суперфосфата в почве в пересчете на Р2О5 составляет 200 мг/кг.Potassium phosphate buffer is a mixture of phosphoric acid salts that are part of inorganic fertilizers. According to [GN 2.1.7.2041-06 "Maximum Permissible Concentrations (MACs) of Chemical Substances in Soil"], the MPC of superphosphate content in soil in terms of P 2 O 5 is 200 mg/kg.
Для определения содержания 1,1-диметилгидразина и продуктов его окисления в образцах применяли метод хромато-масс-спектроскопии, позволяющий надежно идентифицировать компоненты сложных органических смесей, их количество и относительные содержания.To determine the content of 1,1-dimethylhydrazine and its oxidation products in the samples, we used the method of chromato-mass spectroscopy, which makes it possible to reliably identify the components of complex organic mixtures, their amount and relative content.
Приготовление торфо-шунгитного сорбента-катализатора.Preparation of peat-shungite sorbent-catalyst.
Для приготовления исходных сорбентов использовалась шунгитная мука производства ООО Карбон-Шунгит с дисперсностью частиц до 20 мкм, и сухой низовой торф компании ООО Велторф. При этом торф подвергался растиранию и просеиванию через сито с ячейками 1×1 мм2. Для получения сорбента торф и шунгит смешивались в различных пропорциях, содержание шунгита варьировалось от 25 до 75% от общего объема.For the preparation of initial sorbents, schungite flour produced by Karbon-Shungit LLC with a particle size of up to 20 µm, and dry grassroots peat from Veltorf LLC were used. When this peat was subjected to grinding and sieving through a sieve with cells 1×1 mm 2 . To obtain a sorbent, peat and shungite were mixed in various proportions, the content of shungite varied from 25 to 75% of the total volume.
Для приготовления исходного буферного раствора (рН 5.8) смешали 1М водные растворы солей моно- (KH2PO4) и дифосфата калия (K2HPO4⋅3Н2О) в соотношении 91.5 и 8.5 мл соответственно. После отбирали 12.5 мл исходного буферного раствора и доводили дистиллированной водой до 1 л. Затем в сухую торфо-шунгитную смесь массой 500 грамм постепенно добавляется примерно 1000 мл калий-фосфатного буфера концентрации 0.0125 моль/л. Полученная смесь полностью осушается в течение нескольких дней при температуре 25°С и периодическом перемешивании.To prepare the initial buffer solution (pH 5.8), we mixed 1 M aqueous solutions of potassium mono- (KH 2 PO 4 ) and diphosphate (K 2 HPO 4 ⋅3H 2 O) salts in a ratio of 91.5 and 8.5 ml, respectively. After that, 12.5 ml of the initial buffer solution was taken and brought to 1 L with distilled water. Then, approximately 1000 ml of potassium phosphate buffer with a concentration of 0.0125 mol/l is gradually added to a dry peat-schungite mixture weighing 500 grams. The resulting mixture is completely dried within a few days at a temperature of 25°C with occasional stirring.
Конечный продукт торфо-шунгитового сорбента-катализатора представляет собой порошок темно-коричневого цвета. В качестве примера представлены результаты исследований для двух видов приготовленного сорбента-катализатора, отличающихся соотношением торф/нгунгит: 50/50 и 75/25. Содержание фосфатного буфера соответствует 100 мг/кг в пересчете на P2O5.The final product of the peat-shungite sorbent-catalyst is a dark brown powder. As an example, the results of studies are presented for two types of prepared sorbent-catalyst, which differ in the ratio of peat/ngungite: 50/50 and 75/25. The content of phosphate buffer corresponds to 100 mg/kg in terms of P 2 O 5 .
Исходный водный раствор НДМГ хранился при комнатной температуре. Для исключения разложения НДМГ непосредственно в воде и растворе фосфатного буфера одновременно с подготовкой смывов для анализа, отбирали по 2 мл водного раствора диметилгидразина, проводили экстракцию дихлорметаном и анализировали в тех же условиях. Состав образца оставался стабилен на протяжении всего времени исследования: за 100 дней в пределах 5-10% никаких изменений не происходило. Появление продуктов трансформации возможно обнаружить лишь на уровне следов.The initial aqueous solution of UDMH was stored at room temperature. To exclude the decomposition of UDMH directly in water and a phosphate buffer solution, simultaneously with the preparation of washings for analysis, 2 ml of an aqueous solution of dimethylhydrazine were taken, extracted with dichloromethane, and analyzed under the same conditions. The composition of the sample remained stable throughout the study period: no changes occurred within 5-10% within 100 days. The appearance of transformation products can only be detected at the level of traces.
Приготовление образцов и пробоподготовка для анализа разложения НДМГ.Preparation of samples and sample preparation for the analysis of the decomposition of UDMH.
В герметичные стеклянные емкости засыпали торфо-шунгитный сорбент-катализатор и добавляли водный раствор НДМГ, концентрация основного компонента в исходном водном растворе составила 158 мг/мл. Загрязненность торфо-шунгитной смеси составила 494 г/кг.A peat-schungite sorbent-catalyst was poured into sealed glass containers and an aqueous solution of UDMH was added, the concentration of the main component in the initial aqueous solution was 158 mg/ml. The contamination of the peat-shungite mixture was 494 g/kg.
Анализ литературы показал, что существует несколько наиболее часто применяемых методик для извлечения НДМГ и его производных из почв [МУК 4.1.035-01. Методика выполнения измерений. 1,1-диметилгидразин. Фотоколориметрическое определение массовой доли в пробах почвы. М.:An analysis of the literature has shown that there are several most commonly used methods for the extraction of UDMH and its derivatives from soils [MUK 4.1.035-01. Measurement technique. 1,1-dimethylhydrazine. Photocolorimetric determination of the mass fraction in soil samples. M.:
ГНЦ Институт биофизики ФМБА России, 2001, Д 52.18.579-97. Методические указания. Концентрация несимметричного диметилгидразина в пробах поверхностной, грунтовой, питьевой воды и почвы. Методика выполнения измерений методом хромато-масс-спектрометрии. НПО "Тайфун", МВИ №81-05. Методика выполнения измерений массовой доли суммарных форм 1,1-диметилгидразина в почве методом ионной хроматографии с амперометрическим детектированием. М.: Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 2005.]. Однако нет универсального подхода к извлечению НДМГ и продуктов его трансформации, что обусловлено разными целями и задачами исследований, наличием и доступностью специального оборудования для научных групп, а также разнообразием продуктов трансформации НДМГ.SSC Institute of Biophysics, FMBA of Russia, 2001, D 52.18.579-97. Methodical instructions. The concentration of asymmetric dimethylhydrazine in samples of surface, ground, drinking water and soil. Technique for performing measurements by chromato-mass spectrometry. NPO "Typhoon", MVI No. 81-05. Method for measuring the mass fraction of total forms of 1,1-dimethylhydrazine in soil by ion chromatography with amperometric detection. M.: Faculty of Chemistry, Moscow State University. M.V. Lomonosov, 2005]. However, there is no universal approach to the extraction of UDMH and its transformation products, which is due to different goals and objectives of research, the availability and availability of special equipment for scientific groups, and the variety of UDMH transformation products.
Как отмечалось выше, гуминовые и лигниновые составляющие торфа содержат большое количество реакционноспособных карбоксильных и карбонильных групп, которые играют основную роль в связывание 1,1-диметилгидразина с образованием гидразонов по схеме [Ушакова В.Г., Шпигун О.Н., Старыгин О.И. Особенности химических превращений НДМГ и его поведение в объектах окружающей среды // Ползуновский вестник. -2004. -№4. - С. 177- 184.]:As noted above, the humic and lignin components of peat contain a large number of reactive carboxyl and carbonyl groups, which play a major role in the binding of 1,1-dimethylhydrazine with the formation of hydrazones according to the scheme [Ushakova V.G., Shpigun O.N., Starygin O. AND. Features of chemical transformations of UDMH and its behavior in environmental objects // Polzunovskiy vestnik. -2004. -#4. - S. 177-184.]:
(CH3)2-N-N-H2+СН2=O→H2C=N-N-(CH3)2+H2O.(CH 3 ) 2 -NNH 2 + CH 2 \u003d O → H 2 C \u003d NN-(CH 3 ) 2 + H 2 O.
Кроме того, при взаимодействии ацетона с НДМГ также происходит связывание последнего, при этом основным продуктом реакции является диметилгидразон [Парамонов С.А. «Физико-химические характеристики сорбции и хромато-масс-спектрометрия производных 1,1-диметилгидразина»: дисс.… канд. хим. наук: 02.00.04, Москва, 2010]:In addition, the interaction of acetone with UDMH also binds the latter, while the main product of the reaction is dimethylhydrazone [Paramonov S.A. "Physical and chemical characteristics of sorption and chromato-mass spectrometry of 1,1-dimethylhydrazine derivatives": diss. ... cand. chem. Sciences: 02.00.04, Moscow, 2010]:
(CH3)2-N-N-H2+СН3-СО-СН3→(СН3)2-C=N-N-(CH3)2+H2O.(CH 3 ) 2 -NNH 2 +CH 3 -CO-CH 3 →(CH 3 ) 2 -C=NN-(CH 3 ) 2 +H 2 O.
Таким образом, во-первых, при определении основных загрязняющих почву веществ корректней говорить не о 1,1-диметилгидразине, а его производных - гидразонах. Во-вторых, ацетон является не только наиболее доступным растворителем для смыва анализируемых веществ с сорбента-катализатора, но и способствует более полному связыванию НДМГ в хромато-масс-спектрометрически определяемые соединения.Thus, firstly, when determining the main soil pollutants, it is more correct to speak not of 1,1-dimethylhydrazine, but of its derivatives - hydrazones. Secondly, acetone is not only the most accessible solvent for washing off the analyzed substances from the sorbent-catalyst, but also contributes to a more complete binding of UDMH into GC-MS-determined compounds.
При разработке заявленного состава, в ходе пробоподготовки анализируемых образцов, торфо-шунгитную смесь, зараженную НДМГ, промывали избыточным количеством ацетона с целью перевода 1,1-диметилгидразина в гидразоны и для максимального извлечения продуктов трансформации из сорбента. Для оценки степени извлечения продуктов трансформации НДМГ и подтверждения адекватности применяемого метода пробоподготовки провели сравнительные анализ содержания веществ, внесенных в торфо-шунгитную смесь и вымытых из нее ацетоном (табл. 2).When developing the claimed composition, during the sample preparation of the analyzed samples, the peat-schungite mixture contaminated with UDMH was washed with an excess amount of acetone in order to transfer 1,1-dimethylhydrazine to hydrazones and to maximize the extraction of transformation products from the sorbent. To assess the degree of extraction of UDMH transformation products and confirm the adequacy of the applied sample preparation method, a comparative analysis of the content of substances added to the peat-schungite mixture and washed out with acetone was carried out (Table 2).
Данные хромато-масс-спектрометрического анализа исходного водного раствора НДМГ (после добавления ацетона) представлены на фиг. 1 и сведены в табл. 3. Следует отметит, что проявившийся на хроматограмме на 7-ой минуте пик соответствует тетрахлорэтилену, который является примесью растворителя (дихлорметана). Сравнительно большое количество примеси обусловлено упариванием пробы перед анализом.The data of chromato-mass-spectrometric analysis of the initial aqueous solution of UDMH (after addition of acetone) are shown in Fig. 1 and summarized in table. 3. It should be noted that the peak that appeared on the chromatogram at the 7th minute corresponds to tetrachlorethylene, which is an impurity of the solvent (dichloromethane). The relatively large amount of impurity is due to the evaporation of the sample before analysis.
Через сутки в приготовленную смесь сорбента-катализатора и НДМГ добавили 5 мл ацетона. Через 1 час все содержимое емкости поместили на фильтр «белая лента» и промыли 50 мл ацетона. Для осушки полученного раствора добавили 60 мл дихлорметана, а затем осушитель - сульфат натрия, до того момента как раствор стал прозрачным, а осушитель перестал комковаться. Полученный раствор отфильтровали. При фильтрации остаток на фильтре промыли небольшим количеством дихлорметана. Изменения состава водного раствора НДМГ отражены на фиг. 2.A day later, 5 ml of acetone was added to the prepared mixture of the sorbent-catalyst and UDMH. After 1 hour, the entire contents of the container were placed on a "white tape" filter and washed with 50 ml of acetone. To dry the resulting solution, 60 ml of dichloromethane was added, and then the drying agent, sodium sulfate, until the solution became clear and the drying agent stopped clumping. The resulting solution was filtered. During filtration, the filter residue was washed with a small amount of dichloromethane. Changes in the composition of an aqueous solution of UDMH are shown in Fig. 2.
Подготовка анализируемых проб в разные периоды взаимодействия торфо-шунгитного сорбента-катализатора и водного раствора НДМГ осуществлялась аналогично пробоподготовке после первого дня взаимодействия.The preparation of the analyzed samples in different periods of the interaction of the peat-shungite sorbent-catalyst and the aqueous solution of UDMH was carried out similarly to the sample preparation after the first day of interaction.
Изменения содержания НДМГ и продуктов его разложения после взаимодействия с торфо-шунгитным сорбентом-катализатором для соотношения торф/шунгит = 50/50 и торф/шунгит = 75/25 представлено в табл.4 и 5 соответственно. В первый день взаимодействия торфо-шунгитного сорбента-катализатора с водным раствором НДМГ в смеси наблюдаются только его исходные примеси. Содержание продуктов трансформации НДМГ и исходных примесей резко уменьшается с течением времени.Changes in the content of UDMH and its decomposition products after interaction with peat-shungite sorbent-catalyst for the ratio of peat/schungite = 50/50 and peat/schungite = 75/25 are presented in Tables 4 and 5, respectively. On the first day of interaction of the peat-schungite sorbent-catalyst with an aqueous solution of UDMH, only its initial impurities are observed in the mixture. The content of UDMH transformation products and initial impurities sharply decreases with time.
На фиг. 3 представлена общая динамика изменения концентрации НДМГ в течение 100 дней взаимодействия с предлагаемым сорбентом-катализатором.In FIG. 3 shows the general dynamics of changes in the concentration of UDMH during 100 days of interaction with the proposed sorbent-catalyst.
Согласно полученным данным, содержание НДМГ резко падает в первые 20 суток, а полное его разложение наблюдается примерно на шестидесятый день взаимодействия. При этом следует отметить, что содержание НДМГ и продуктов его трансформации продолжает снижаться и к сотому дню значительно меньше величины ПДК, примерно в сто раз.According to the data obtained, the content of UDMH drops sharply in the first 20 days, and its complete decomposition is observed approximately on the sixtieth day of interaction. At the same time, it should be noted that the content of UDMH and its transformation products continues to decrease and by the hundredth day is significantly less than the MPC value, about a hundred times.
Таким образом, применение заявленного сорбента-катализатора совместно с калий-фосфатным буфером позволит в короткие сроки полностью обезвредить места пролива 1,1-диметилгидразина и его водных растворов на поверхности почв и грунта, а также предотвратить его дальнейшее испарение. Кроме того, наличие в применяемом торфо-шунгитном сорбенте-катализаторе калий-фосфатного буфера и компонентов природного происхождения позволит сбалансировать находящиеся в почве азотистые соединения и не потребует дополнительной рекультивации грунта. Для нейтрализации НДМГ и продуктов его трансформации в зависимости от степени загрязненности места пролива рекомендуется применять от 100 до 1 кг торфо-шунгитного сорбента-катализатора на поверхность площадью 1 м2 в диапазоне концентраций от 500 г/кг до ПДК.Thus, the use of the claimed sorbent-catalyst together with a potassium phosphate buffer will allow in a short time to completely neutralize the places of the spill of 1,1-dimethylhydrazine and its aqueous solutions on the surface of soils and soil, as well as to prevent its further evaporation. In addition, the presence of a potassium phosphate buffer and components of natural origin in the used peat-schungite sorbent-catalyst will balance the nitrogen compounds in the soil and will not require additional soil reclamation. To neutralize UDMH and its transformation products, depending on the degree of pollution of the spill site, it is recommended to use from 100 to 1 kg of peat-schungite sorbent-catalyst per surface of 1 m 2 in the concentration range from 500 g/kg to MPC.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021104780A RU2765077C1 (en) | 2021-04-02 | 2021-04-02 | Peat-shungite sorbent catalyst for the neutralization of 1,1-dimethylhydrazine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021104780A RU2765077C1 (en) | 2021-04-02 | 2021-04-02 | Peat-shungite sorbent catalyst for the neutralization of 1,1-dimethylhydrazine |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020112428A Previously-Filed-Application RU2020112428A (en) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | Peat-shungite sorbent catalyst for the neutralization of 1,1-dimethylhydrazine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2765077C1 true RU2765077C1 (en) | 2022-01-25 |
Family
ID=80445304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021104780A RU2765077C1 (en) | 2021-04-02 | 2021-04-02 | Peat-shungite sorbent catalyst for the neutralization of 1,1-dimethylhydrazine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2765077C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114602468A (en) * | 2022-02-10 | 2022-06-10 | 中国人民解放军63605部队 | Catalyst, device and method for treating aerospace propellant production sewage through catalytic reduction |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2260073C2 (en) * | 2003-06-16 | 2005-09-10 | Федеральное унитарное государственное предприятие "Научно-производственное объединение машиностроения" | Method of removal of propellant components from metal surfaces and equipment |
| RU2397791C2 (en) * | 2008-10-07 | 2010-08-27 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Composition and method of decontaminating soil from spillage of toxic organic substances using said composition |
| RU2470872C2 (en) * | 2011-01-28 | 2012-12-27 | Александр Иванович Калинин | Sorbent catalyst for purifying natural and waste water and method for production thereof |
| US9144784B2 (en) * | 2005-09-30 | 2015-09-29 | Abs Materials | Sorbent material and method for using the same |
| US9937538B2 (en) * | 2012-06-07 | 2018-04-10 | Jawaharlal Nehru Centre For Advanced Scientific Research | Hydrocarbon sorbent materials |
| RU2709130C1 (en) * | 2019-07-01 | 2019-12-16 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ УУХ СО РАН) | Method for detoxification of 1,1-dimethylhydrazine and its transformation products in aqueous media |
-
2021
- 2021-04-02 RU RU2021104780A patent/RU2765077C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2260073C2 (en) * | 2003-06-16 | 2005-09-10 | Федеральное унитарное государственное предприятие "Научно-производственное объединение машиностроения" | Method of removal of propellant components from metal surfaces and equipment |
| US9144784B2 (en) * | 2005-09-30 | 2015-09-29 | Abs Materials | Sorbent material and method for using the same |
| RU2397791C2 (en) * | 2008-10-07 | 2010-08-27 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Composition and method of decontaminating soil from spillage of toxic organic substances using said composition |
| RU2470872C2 (en) * | 2011-01-28 | 2012-12-27 | Александр Иванович Калинин | Sorbent catalyst for purifying natural and waste water and method for production thereof |
| US9937538B2 (en) * | 2012-06-07 | 2018-04-10 | Jawaharlal Nehru Centre For Advanced Scientific Research | Hydrocarbon sorbent materials |
| RU2709130C1 (en) * | 2019-07-01 | 2019-12-16 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ УУХ СО РАН) | Method for detoxification of 1,1-dimethylhydrazine and its transformation products in aqueous media |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114602468A (en) * | 2022-02-10 | 2022-06-10 | 中国人民解放军63605部队 | Catalyst, device and method for treating aerospace propellant production sewage through catalytic reduction |
| CN114602468B (en) * | 2022-02-10 | 2024-05-28 | 中国人民解放军63605部队 | Catalyst, device and method for treating space propellant production sewage by catalytic reduction |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yu et al. | The removal of heavy metal from aqueous solutions by sawdust adsorption—removal of copper | |
| Zhang et al. | Stabilization/solidification (S/S) of mercury-contaminated hazardous wastes using thiol-functionalized zeolite and Portland cement | |
| Zhang et al. | In vitro soil Pb solubility in the presence of hydroxyapatite | |
| Maity et al. | Removal of Cu, Pb and Zn by foam fractionation and a soil washing process from contaminated industrial soils using soapberry-derived saponin: a comparative effectiveness assessment | |
| Nalewajko et al. | Effects of manipulations of aluminum concentrations and pH on phosphate uptake and photosynthesis of planktonic communities in two Precambrian Shield lakes | |
| Menezes et al. | Equilibrium, kinetics and thermodynamics of lead (II) adsorption in bioadsorvent composed by Caryocar coriaceum Wittm barks | |
| Lee et al. | Sorption of perfluoroalkyl phosphonates and perfluoroalkyl phosphinates in soils | |
| Tao et al. | Immobilization of metals in contaminated soils using natural polymer-based stabilizers | |
| da Silva et al. | Metal ion complexation properties of fulvic acids extracted from composted sewage sludge as compared to a soil fulvic acid | |
| Madrid et al. | Natural attenuation of fluorene and pyrene in contaminated soils and assisted with hydroxypropyl-β-cyclodextrin. Effect of co-contamination | |
| RU2765077C1 (en) | Peat-shungite sorbent catalyst for the neutralization of 1,1-dimethylhydrazine | |
| Rosen et al. | Effects of compost application on soil vulnerability to heavy metal pollution | |
| Dutta et al. | Removal of mercury from its aqueous solution using charcoal-immobilized papain (CIP) | |
| Wen et al. | Chemical and microbiological responses of heavy metal contaminated sediment subject to washing using humic substances | |
| Aziz et al. | Treatment of fluoride contaminated water using mango (Mangifera indica) leaves powder as an adsorbent | |
| Song et al. | The immobilization of heavy metals in biosolids using phosphate amendments—comparison of EPA (6010 and 3051) and selective sequential extraction methods | |
| Akinwole et al. | Ecotoxicity evaluation using the avoidance response of the oribatid mite Oppia nitens (Acari: Oribatida) in bioplastics, microplastics, and contaminated Superfund field sites | |
| Melamed et al. | Mechanisms of physico-chemical interaction of mercury with river sediments from a gold mining region in Brazil: Relative mobility of mercury species | |
| Aji et al. | Application of activated carbon in removal of iron and manganese from Alau Dam water in Maiduguri | |
| RU2709130C1 (en) | Method for detoxification of 1,1-dimethylhydrazine and its transformation products in aqueous media | |
| JP7117809B1 (en) | Method for producing treated concrete sludge | |
| Saran et al. | Performance assessment of sawdust as adsorbent for Cr (VI) removal from aqueous solutions: A kinetic modeling | |
| Zaghoud et al. | Kinetic and thermodynamic of gentian violet removal by 2, 3-dialdehyde nanocellulose | |
| Lafrance et al. | Organic compounds adsorption onto activated carbon: the effect of association between dissolved humic substances and pesticides | |
| Begum et al. | Biodegradation of phthalic acid esters by bakery yeast Saccharomyces cerevisiae. |