La hopcalita ( del inglés hopcalite ) es un catalizador sobre el cual el monóxido de carbono (CO) es oxidado por el oxígeno atmosférico a dióxido de carbono . Por lo general, consiste en una mezcla de óxido de manganeso (IV) y óxido de cobre (II) (hopcalita clásica), así como con la adición de óxido de plata y óxido de níquel (III) (la llamada hopcalita I). [una]
Aunque los catalizadores a base de hopcalita generalmente se obtienen calcinando mezclas homogéneas de óxidos y carbonatos, [2] para la producción de hopcalitas a escala de laboratorio e industrial, se utilizan con mayor frecuencia varios métodos, como la mezcla mecánica de óxidos metálicos finamente dispersos, co -precipitación a partir de soluciones de sus sales y descomposición térmica de mezclas de nitratos y carbonatos metálicos, síntesis en un solo paso mediante pirólisis por aspersión de llama a partir de precursores orgánicos e inorgánicos. También se describen catalizadores de hopcalita a nanoescala. [3]
Aunque los catalizadores a base de hopcalita se han utilizado en la práctica durante décadas, aún quedan muchas preguntas abiertas sobre su mecanismo de acción. Esto se debe a su compleja estructura, lo que dificulta la obtención de información sobre centros activos y mecanismos de catálisis y desactivación. Se propuso un modelo en el que el mecanismo de acción se explica por la adsorción de monóxido de carbono y oxígeno en la superficie de los óxidos metálicos con la formación del complejo [CO 3 ] [4] :
CO (gas) = CO (anuncios) ,
O 2 (gas) \u003d O2 (anuncios) ,
CO (ads.) + O2 (ads.) \u003d [CO 3 ] (ads.) .
A continuación, el complejo reacciona con un exceso de CO adsorbido:
CO (ads.) + [CO 3 ] (ads.) \u003d 2CO 2 (gas) .
Gopkalit se usa ampliamente en equipos de protección respiratoria personal (EPP) y equipos de protección colectiva. Durante mucho tiempo, la hopkalita se utilizó en la producción de cartuchos DP-1 adicionales para filtrar máscaras antigás . El cartucho adicional DP-1 es ampliamente conocido con el nombre de "cartucho de hopkalita". Actualmente, se ha interrumpido el lanzamiento de cartuchos DP-1 adicionales. Sin embargo, la hopcalita todavía se usa ampliamente en la producción de RPE. En base a esto, se han desarrollado y producido en serie juegos de filtros de PZU-PC especiales, filtros combinados VK 450 y una gran cantidad de varios filtros industriales de la marca SX (CO) para filtrar máscaras antigás; auto-rescatadores filtrantes diseñados para uso en condiciones de incendio, tales como: GDZK-EN, GDZK-U, GDZK-A y otros, así como auto-rescatadores filtrantes para mineros SPP-4. La hopcalita también se utiliza en dispositivos para controlar el contenido de monóxido de carbono (CO) en los locales. El funcionamiento de los dispositivos se basa en registrar el calor liberado durante la oxidación catalítica de monóxido de carbono (CO) a dióxido de carbono (CO 2 ). El vapor de agua envenena el catalizador . Para proteger contra el vapor de agua, se introduce un filtro secador adicional [5] , por ejemplo, a base de gel de sílice .
Aunque la hopcalita se usa principalmente para catalizar la conversión de CO a CO2 , también se usa a veces para eliminar el óxido de etileno y otros compuestos orgánicos volátiles y el ozono de una mezcla de gases . Además, la hopcalita cataliza la oxidación de varios compuestos orgánicos a temperaturas elevadas (200–500°C).
También existen datos sobre el uso de hopcalita como estabilizador de la composición del medio gaseoso en láseres de CO2 . [6]
En la Federación Rusa, solo hay una empresa dedicada a la producción de hopcalita: la Planta Química y Mecánica Electrostal OJSC que lleva el nombre de N. D. Zelinsky, ubicada en la ciudad de Elektrostal, Región de Moscú.