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活性炭防毒面具的由来

2009-08-04平占斌

发明与创新·中学生 2009年5期
关键词:毒气木炭助手

平占斌

防毒面具不仅广泛应用于军事,而且也是从事某险恶工作时的一个不可缺少的工具。说起它的诞生,还有一段悲壮的历史呢!

1915年第一次世界大战时,欧洲各参战国军事力量相差无几,这就使得战争表面上处于相持状态。德帝国主义为了在军事上取得进展,首先在战场上施放了一种有毒气体——氯气,使英法两国军队吃亏不小。为了惩罚德军的这种行径,英法两国就以同样的方法“回敬”德军,一时间整个欧洲战场毒气滚滚,一场化学战就这样开始了。

怎样使自己的士兵不被毒气伤害,却又能更有效地消灭敌人呢?这一问题摆在各国军队的指挥者面前。与此同时,各国化学家都在寻找一种用以应付多种毒气的物质。

俄国化学家谢宁斯基首先想到了制糖工业中用来吸附杂质和色素的木炭。他冒着生命危险进行了实验。他用装有木炭的布包堵住自己的呼吸道,钻进充满氯气和光气实验室,他的两个助手屏住呼吸守候在门边,只要听见门铃响,说明他们的导师已坚持不住了,应赶快抢救出来,然而铃却迟迟未响。

“该不是他已经出事了吧?”一个助。手已沉不住气了。

“不会的,若是那样,他早该拉铃了。”另一个与教授共事多年的助手不相信有那回事。

可是,铃声还是没有响起!

正在两位助手都感到害怕而欲打开房门时,门开了,谢宁斯基举着两只被木炭染黑的手高兴地跑出来,“成功了,成功了……”他兴奋地与两位助手拥抱成一团。

用活性炭作吸附剂的轻型防毒面具就这样诞生了,它的样子虽说不中看,可是每当敌人放毒气时,俄国士兵就是靠它在毒气中打退了敌人的一次次冲锋。

为什么活性炭可用作防毒面具?

木炭、骨炭等的许多用途都是利用了它们对气体或溶解物质的吸附能力。吸附性是指各种气体、蒸汽以及溶液里的溶质被吸在固体或液体物质表面上的现象。具有吸附性质的物质叫吸附剂,被吸附的物质叫吸附质。吸附作用实际是吸附剂对吸附质质点的吸引作用。吸附性能的大小是由吸附剂的性质、吸附剂表面的大小、吸附质的性质和浓度的大小、温度高低而决定的。因为吸附作用是表面作用,所以吸附剂的表面积愈大,吸附量也愈高。_定重量物体表面积的大小决定于其粒子的粗细或其孔隙的多少。一个棱长1cm的立方体若分裂为棱长Imm的立方粒子,面积就由6cm2增大为6000m2。活性炭由于孔性充分发展,1g的总面积可达7000m2,故粉末状和多孔性活性炭常有很高的吸附能力。

最初的防毒面具主要由面罩、呼吸管和滤毒罐三部分组成。滤毒罐里起主要作用的有活性炭层、化学吸附层和防烟滤层。在不同滤毒罐里各层排列顺序不尽相同。活性炭层主要用于吸附毒气。

现在的防毒面具与它问世时的面目不大一样,主要由橡皮面罩、呼吸管、滤毒罐三部分组成。面罩上有眼镜,橡皮管内有两个通道,一根吸气管受入气活瓣的控制,只能吸气不能呼气,另一根呼气管刚好相反,受出气活控制,只供出气而不能吸气。滤毒罐内有活性炭层、化学吸收层及过滤层。活性炭主要用于吸附毒气,化学层用来中和毒气,过滤层用多层纱布做成,用于清除空气中的尘埃。活性炭是碳的另一种形式,它具有多孔性,有很大的内表面,其表面积可以高达2000mV克。这个很大的表面积使活性炭可用来吸附液体或气体的实物。活性炭可由各种各样含碳物质干馏制得。

用来吸附气体的活性炭必须有微孔结构,椰子和其他坚果是制取这类活性炭的最好原料。活性炭气体吸附剂不仅用于防毒面具中,在工业生产过程中也用以回收挥发性溶剂的蒸汽和除去气体中的杂质;另外,它还可用来除去办公室、餐馆、剧场等大型空气调节系统中环流空气中的气味。

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