Азотын исэл (үгүй) анагаах ухаанаас эхлээд үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэл, химийн судалгаа зэрэг янз бүрийн салбарт ашиглагддаг чухал хий юм. Гэсэн хэдий ч худалдаанд байгаа азотын исэл нь ихэвчлэн хольц, ялангуяа азотын давхар исэл (NO) агуулдаг.₂), энэ нь маш хортой бөгөөд хүссэн хэрэглээнд саад учруулдаг. Тиймээс азотын ислийг хэрхэн үр дүнтэй цэвэршүүлэх талаар мэдэх нь түүний ашиглалтын аюулгүй байдал, үр дүнтэй байдлыг хангахад зайлшгүй шаардлагатай.

Энэхүү иж бүрэн гарын авлага нь азотын ислийг цэвэршүүлэх янз бүрийн аргууд, тодорхой хольцыг зайлуулахын ач холбогдол, энэ реактив хийтэй харьцах шилдэг туршлагуудыг судлах болно.

Азотын исэл ба түүний хольцын тухай ойлголт

Азотын исэл нь биологийн системд дохионы чухал молекулын үүрэг гүйцэтгэдэг өнгөгүй хий бөгөөд химийн үйлдвэрт гол завсрын бодис болдог. NO-г хэрэглэхэд тулгардаг гол бэрхшээл бол түүний өндөр урвал, ялангуяа хүчилтөрөгчтэй ажиллах явдал юм.

Хүчилтөрөгчтэй холбоотой асуудал

Азотын исэл нь хүчилтөрөгчийн нөлөөнд автвал хурдан исэлдэж азотын давхар исэл (NO₂):

Азотын давхар исэл нь улаан хүрэн өнгөтэй, маш хортой хий бөгөөд амьсгалахад хүндээр тусдаг. Уушигны гипертензийн амьсгалын замын азотын ислийн (iNO) эмчилгээ гэх мэт эмнэлгийн хэрэглээнд NO байгаа нь₂ уушгины гэмтэлээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд үүнийг хатуу багасгах хэрэгтэй.

Нийтлэг хольц

ҮГҮЙ-ээс гадна₂, цэвэршүүлээгүй азотын исэлд агуулагдах бусад нийтлэг хольцууд нь:

• Динитроген триоксид (N₂O₃): NO ба NO-ийн урвалаар үүсдэг₂.
• Динитроген тетроксид (Н₂O₄): NO-ийн димер₂.
• Азотын исэл (N₂О): Үйлдвэрлэлийн аргаас хамааран байж болно.
• Чийг (H₂О): NO-тэй урвалд орж болно₂ азотын хүчил үүсгэдэг (HNO₃).

Азотын ислийг цэвэршүүлэх арга

Азотын ислийг цэвэршүүлэх нь голчлон азотын давхар исэл, чийгийг зайлуулахад чиглэгддэг. Энгийн лабораторийн тохиргооноос эхлээд үйлдвэрлэлийн хэмжээний процесс хүртэл хэд хэдэн аргыг ашиглаж болно.

1. Химийн бодисоор цэвэрлэх

Химийн гуужуулагч нь NO-ийг арилгах хамгийн түгээмэл бөгөөд үр дүнтэй аргуудын нэг юм₂ хийн урсгалаас . Энэ нь хольцтой сонгомол урвалд ордог хатуу эсвэл шингэн орчинд бохир хийн хольцыг дамжуулах явдал юм.

Хатуу сорбент

Тохиромжтой, үр дүнтэй байдаг тул хатуу сорбентыг ихэвчлэн ашигладаг. Эдгээр нь хольцыг физик эсвэл химийн аргаар холбодог.

• Сод шохой: Натрийн гидроксид (NaOH) ба кальцийн гидроксидын (Ca(OH)) холимог₂). Содын шохой нь NO-тэй урвалд ордог₂ ба аливаа хүчиллэг хий, тэдгээрийг саармагжуулах.
  
  Урвал: 2ҮГҮЙ₂ + 2NaOH → NaNO₂ + NaNO₃ + Х₂O
• Аскарит (Асбест/цахиур дээрх натрийн гидроксид): Содын шохойтой адил саармагжуулах урвалын гадаргуугийн өндөр талбайг хангадаг.
• Идэвхжүүлсэн нүүрс: NO-г шингээж чадна₂ болон бусад дэгдэмхий хольцууд, гэхдээ NO-ийн сонгомол чанарыг оновчтой болгохын тулд тусгай эмчилгээ шаардлагатай байж болно₂ NO-оос дээш.

Шингэн скруббер

Шингэн гуужуулагч нь хийн хольцыг реактив уусмалаар хөөсөрдөг.

• Шүлтлэг уусмалууд: Натрийн гидроксид (NaOH) эсвэл калийн гидроксидын (KOH) төвлөрсөн усан уусмалаар хий дамжуулах нь NO-ийг үр дүнтэй арилгадаг.₂ нитрит ба нитрат үүсгэх замаар.
• Натрийн дитионит (Na₂S₂O₄) Шийдэл: Заримдаа азотын илүү их ислийг NO эсвэл илүү уусдаг хэлбэрт оруулах зорилгоор тусгай хэрэглээнд ашигладаг.

2. Хүйтэн барих (Криоген цэвэршүүлэх)

Хүйтэн барих нь азотын исэл ба түүний хольцын өөр өөр буцалгах, хөлдөх цэгүүдийг ашигладаг.

• Азотын исэл (NO): Буцлах цэг = -152 ° C, хайлах цэг = -164 ° C
• Азотын давхар исэл (NO₂): Буцлах цэг = 21 ° C, хайлах цэг = -11.2 ° C
• Динитроген тетроксид (N₂O₄): NO-ээс бага температурт амархан үүсдэг₂.

Процесс:

1. Цэвэр бус хийн хольцыг хөргөх ваннд живсэн хүйтэн тороор (жишээлбэл, U-хоолой эсвэл тусгай зориулалтын конденсатор) дамжуулдаг.
2. Хуурай мөс/ацетон банн (-78 ° C) эсвэл шингэн азотын банн (-196 ° C) ашиглаж болно.
3. Эдгээр бага температурт NO₂ болон Н₂O₄ илүү дэгдэмхий NO хий дамжин урхинд хуримтлагдаж, хөлдөх болно.

*Тэмдэглэл: Шингэн хүчилтөрөгчийг реактив хийтэй үед конденсацлах нь тэсрэх аюултай тул системийг хүчилтөрөгчгүй байлгахын тулд криоген цэвэршүүлэхэд маш болгоомжтой хандах хэрэгтэй.*

3. Нэвчилт ба мембран тусгаарлалт

Тодорхой хэрэглээнд, ялангуяа цэвэршүүлсэн NO-ийг тасралтгүй хүргэх шаардлагатай тохиолдолд мембран технологийг ашигладаг. Эдгээр мембранууд нь NO гэх мэт илүү том эсвэл илүү туйлтай молекулуудыг хааж, NO-г нэвчүүлэх боломжийг олгодог.₂. Заримдаа энэ технологийг орчин үеийн эмнэлгийн системд нэгтгэж, өвчтөнийг амьсгалахаас өмнөхөн бодит цаг хугацаанд нь цэвэршүүлдэг.

4. Нарийвчилсан сорбент материал

Сүүлийн үеийн судалгаанууд өндөр сонгомол NO-д зориулсан дэвшилтэт материалыг боловсруулахад анхаарлаа хандуулж байна₂ зайлуулах. Металл-органик хүрээ (МОФ) болон тусгай цеолитуудыг NO-г барих өндөр хүчин чадал, өвөрмөц чанарыг нь судалж байна.₂ молекулууд NO-г чөлөөтэй нэвтрүүлэх боломжийг олгодог. Эдгээр материалууд нь ирээдүйд өндөр үр ашигтай цэвэршүүлэх системийг бий болгох боломжийг санал болгож байна.

Цэвэршүүлэхгүй байхыг зөвлөж буй лабораторийн тохиргоо

NO-ийн өндөр цэвэршилт шаардлагатай лабораторийн ерөнхий хэрэглээний хувьд дараалсан цэвэршүүлэх галт тэрэг нь ихэвчлэн хамгийн найдвартай арга юм.

Цэвэршүүлэх галт тэрэг

Ердийн лабораторийн тохиргоо нь дараах үе шатуудыг цувралаар агуулж болно.

Үйл ажиллагааны шилдэг туршлага

1. Агааргүй орчин: Цэвэршүүлэх системийг бүхэлд нь NO оруулахын өмнө инертийн хий (азот эсвэл аргон гэх мэт) -ээр сайтар цэвэрлэх шаардлагатай. Бага хэмжээний хүчилтөрөгч ч гэсэн NO-ийг шууд нөхөн төлжүүлнэ₂.
2. Мониторын нээлт: Хатуу сорбент нь хязгаарлагдмал багтаамжтай байдаг. Содын шохой эсвэл Дриерит зэрэг зарим төрлийн өнгөт үзүүлэлтүүд нь ханасан байх үед нь харуулдаг. Амжилт гарахаас өмнө багануудыг байнга хянаж, зөөвөрлөгчийг солих хэрэгтэй.
3. Урсгалын хяналт: Цэвэршүүлэх галт тэрэгний хийн урсгалын хурдыг хянах шаардлагатай. Хэрэв урсгал хэт хурдан байвал хий нь бүрэн цэвэршүүлэхийн тулд сорбент эсвэл хүйтэн тортой холбогдох хугацаа хангалтгүй байж болно.
4. Материалын нийцтэй байдал: Бүх хоолой, холбох хэрэгсэл, хавхлагууд нь NO ба NO-той нийцэж байгаа эсэхийг шалгаарай₂. Зэвэрдэггүй ган эсвэл тусгай фторполимерууд (Тефлон гэх мэт) хэрэглэхийг зөвлөж байна. Муудах эсвэл хий ялгаруулах материалаас зайлсхий.

Эмнэлгийн азотын ислийн талаар онцгой анхаарах зүйлс

Амьсгалсан азотын ислийг (iNO) уушигны судас өргөсгөгч болгон ашигладаг эмнэлгийн нөхцөлд цэвэршүүлэх үйл явц нь маш чухал бөгөөд өндөр зохицуулалттай байдаг. FDA нь NO-д хатуу хязгаарлалт тавьдаг₂ нийлүүлсэн хийн түвшин (ихэвчлэн < 3 ppm).

Эмнэлгийн iNO системүүд нь NO болон NO-ийн аль алиныг нь тасралтгүй хянадаг тусгай тохируулсан хүргэх төхөөрөмжийг ашигладаг₂ амьсгалын тойрог дахь концентраци. Эх үүсвэрийн хий нь аль хэдийн өндөр цэвэршилттэй хэдий ч дамжуулах системүүд нь ихэвчлэн NO болон агааржуулалтын хэлхээн дэх үлдэгдэл хүчилтөрөгчийн хоорондох холбоо барих хугацааг багасгахын тулд хувийн цэвэрлэгээний механизмыг агуулсан эсвэл нарийн тохируулсан урсгалын динамикийг ашигладаг бөгөөд ингэснээр NO үүсэхээс сэргийлдэг.₂ өвчтөнд хүрэхээс өмнө.

Аюулгүй байдлын явцыг

Азотын исэл ба түүний хольцтой харьцах нь аюулгүй байдлын хатуу арга хэмжээг шаарддаг.

• Хөөс: -Гүй / -битгий₂ амьсгалын замд маш хортой, идэмхий. Өндөр концентрацид богино хугацаанд өртөх нь үхэлд хүргэдэг.
• Агааржуулалт: Цэвэршүүлэх бүх процедурыг агааржуулалт сайтай утааны бүрхүүлд хийх ёстой.
• Хийн хяналт: Орчны NO-ийн байнгын хяналт₂ NO-тэй харьцаж буй газруудад түвшин маш чухал юм.
• Даралтын менежмент: Хаалттай системд даралт ихсэх, ялангуяа хөлдөөсөн бохирдлоос болж бөглөрөх хүйтэн хавхыг ашиглах үед анхаарах хэрэгтэй.

Байгуулах

Хэрхэн болохыг ойлгох азотын ислийг цэвэршүүлнэ нь судалгаа, үйлдвэрлэл, анагаах ухаанд аюулгүй, үр дүнтэй ашиглахад үндэс суурь болдог. Химийн гуужуулагч, хүйтнээр барих, тусгай сорбент материал ашиглах зэрэг аргуудыг ашигласнаар хорт болон хөндлөнгийн хольц NO.₂ үр дүнтэй арилгах боломжтой. Аюулгүй байдлын хатуу протоколуудыг дагаж мөрдөх, хүчилтөрөгчгүй орчинг хадгалах, цэвэршүүлэх үйл явцыг анхааралтай хянах нь хүссэн цэвэр байдалд хүрэх, аюултай нөлөөллөөс урьдчилан сэргийлэхэд зайлшгүй шаардлагатай.

Байнга асуудаг асуултууд (ТХГ)