Ứng dụng vật liệu xúc tác quang hoá Cu2O cho xử lý môi trường nước thải sản xuất thuốc phóng, thuốc nổ
Vật liệu xúc tác được ứng dụng rất rộng rãi trong xử lý môi trường nước thải do hiệu quả cao, không độc hại như: Vật liệu xúc tác Cu2O được ứng dụng để xử lý 2,4,6-trinitrotoluen trong các nhà máy sản xuất thuốc nổ TNT [27] với hiệu suất xử lý nước đỏ lên đến 72,8% sau 5h chiếu đèn thủy ngân.
Cu2O được tác giả [9] ứng dụng sử dụng để xử lý metyl da cam đạt 77% hiệu xuất xử lý khi sử dụng đèn chiếu thuỷ ngân 500W, đạt 40% khi sử dụng năng lượng mặt trời.
Ngoài ra TiO2 được sử dụng xúc tác quang hoá xử lý NG có chứa trong nước thải hiệu suất xử lý cao, giảm nồng độ NG từ 500 ppm xuống 1 ppm.
Thuốc phóng là chất khi chịu tác động bởi xung nhiệt hay tia lửa từ bên ngoài thì cháy tạo lên một lượng khí lớn đẩy một vật thể đi. Các vật thể được đẩy đi có thể là đầu đạn, tên lửa.
Phân loại
Thuốc phóng được phân loại theo các dạng sau:
– Theo dạng: Thuốc phóng rắn, thuốc phóng lỏng, thuốc phóng khí.
– Theo khí sinh ra: Thuốc phóng đen, thuốc phóng keo.
– Theo thành phần: Thuốc phóng đơn, thuốc phóng hỗn hợp.
Thành phần
Thành phần chủ yếu để sản xuất thuốc phóng keo là nitroxenlulo được hoá keo bằng các dung môi khác nhau. Căn cứ vào thành phần cung cấp năng lượng trong thuốc, thuốc phóng keo được phân loại thành thuốc 1 gốc, 2 gốc, 3 gốc hay thuốc nhiều gốc.
Thuốc phóng 1 gốc dựa trên cơ sở nitroxenlulo (NC) nên còn được gọi là thuốc NC, chủ yếu được sử dụng cho các vũ khí nhẹ. Thuốc phóng 2 gốc ngoài NC còn có thành phần thứ 2 cũng cấp năng lượng là nitroglyxerin (NG) hay thuốc phóng NG. Thuốc phóng 3 gốc là ngoài 2 thành phần NC, NG còn có thêm nitroguanidin là thành phần cung cấp năng lượng thứ 3. Thuốc phóng 3 gốc chỉ sử dụng trong các trường hợp đặc biệt cho đạn súng pháo cỡ lớn. Thuốc phóng NG có năng lượng khoảng 1700 kcal/kg cao hơn thuốc phóng NC. Hàm lượng NG trong thuốc phóng 2 gốc chiếm khoảng 25% – 50% [5], hàm lượng càng cao thì năng lượng của thuốc phóng càng lớn, nhưng độ bền của thuốc lại giảm và gây xói mòn lòng nòng súng pháo nhiều hơn. Thuốc phóng keo là thuốc phóng quan trọng hiện nay dùng trong súng pháo. Thuốc phóng keo 2 gốc còn được sử dụng rộng rãi trong các tên lửa cỡ nhỏ và làm các bộ gia tốc, các thiết bị sinh khí.
Đặc điểm của từng thành phần thuốc phóng được trình bày ở phần dưới đây
Nitroxenlulo
Nitroxenlulo có 3 loại phụ thuộc vào số nguyên tử N có trong phân tử đơn vị bao gồm: ^ ^ O n N s ) ,; (C6H8OnN2)n; (C6H9O 11N V
Nitroxenlulo là thành phần quan trọng nhất trong thuốc phóng 1 gốc, 2 gốc và thuốc phóng nhiều gốc cho đạn phản lực tên lửa. Nó còn được dùng để hoá keo
NG. Là sản phẩm nitro hoá của xenlulo với hỗn hợp nitro hoá. Nhóm -O H trong phân tử xenlulo được thay thế nhóm -ONO2, tuỳ theo điều kiện phản ứng số lượng nhóm bị thay thế có thể từ 1 đến 3. Hàm lượng nitơ trong NC lớn nhất là 14,14% ứng với trường hợp thay thế cả 3 nhóm.
NC là hợp chất chứa các nhóm có độ phân cực khác nhau như nhóm phân cực mạnh là nhóm -OH, nhóm phân cực yếu hơn là -ONO2. Sự thay đổi mức độ nitro hoá sẽ thay đổi tương quan giữa những nhóm phân cực và không phân cực, độ phân cực sẽ giảm với sự tăng hàm lượng nitơ.
NC tan trong dung môi có tỷ lệ nhóm phân cực và không phân cực tương ứng với tỷ lệ giữa cá nhóm phân cực và nhóm không phân cực của NC. NC tan mạnh trong metanol và ít tan trong isopentanol.
NC có tính chất axit trong đó độ axit của chúng thay đổi theo hướng tỉ lệ nghịch với hàm lượng nitơ và song song với độ hoà tan của chúng trong hỗn hợp ete-rượu. Do có tính chất axit nên chúng có thể tác dụng với các bazơ chứa oxi và nitơ tạo thành các hợp chất oxon.