Hopcalite

Définition

L'hopcalite est un mélange d'oxydes de cuivre et de manganèse utilisé comme catalyseur pour convertir le monoxyde de carbone en dioxyde de carbone lorsqu'il est exposé à l'oxygène de l'air. Une variété d'hopcalite (hopcalite II) a la composition connue suivante : 3 :01 dioxyde de manganèse : oxyde de cuivre.

L'hopcalite I est en revanche un mélange de 50 % d'oxyde de manganèse MnO, 30 % d'oxyde de cuivre (II) CuO, 15 % d'oxyde de cobalt (III) CO₂O₃ et 5 % d'oxyde d'argent Ag₂O.

Bien que principalement utilisés pour catalyser la conversion du monoxyde de carbone en dioxyde de carbone, les catalyseurs à base d'hopcalite sont également utilisés pour éliminer l'oxyde d'éthylène et d'autres composés organiques volatils, ainsi que l'ozone des flux de gaz. Des mélanges de différents types d'hopcalite sont utilisés dans les systèmes de filtration de l'air pour la purifier, par exemple ceux utilisés en plongée et dans l'extinction des incendies.

Il joue également un rôle important en tant qu'ingrédient principal de la filtration dans les appareils de protection respiratoire à auto-sauvetage utilisés par les mineurs, de sorte que le monoxyde de carbone n'est pas éliminé par les filtres à air en charbon actif.

✅ Le nom HopCalite provient de l'Université Johns Hopkins ("Hop") et de l'Université de Californie ("cal"), qui ont découvert ces catalyseurs au cours de recherches fondamentales sur l'oxydation du monoxyde de carbone pendant la Première Guerre mondiale et les années 1920.

⭐ Les hopcalites catalysent l'oxydation du monoxyde de carbone CO toxique en dioxyde de carbone CO₂ relativement inoffensif par l'oxygène de l'air (dioxygène O₂) à la température ambiante. C'est pourquoi ils sont utilisés dans les filtres de masques à gaz et autres respirateurs. Pour être sûr, cela s'applique également aux compresseurs à immersion lorsqu'ils sont entraînés par des moteurs à combustion interne, comme sur les navires. De plus, les hopcalites catalysent l'oxydation de divers composés organiques à température élevée (200–500 °C).

Pour la production des hopcalites en laboratoire et à l'échelle industrielle, différentes méthodes sont connues, illustrées ici :

• Mélange physique d'oxydes métalliques (finement divisés).
• précipitation commune d'oxydes métalliques à partir de solutions de sels métalliques (voir sels).
• décomposition thermique de mélanges de nitrates métalliques (voir nitrates) et de carbonates métalliques (voir carbonates).
• Synthèse en une étape par pyrolyse par pulvérisation de flamme à partir de systèmes précurseurs organiques et inorganiques.

Bien que les catalyseurs à base d'hopcalite soient utilisés dans la pratique depuis des décennies, de nombreuses questions subsistent quant à leur mode d'action. Cela est dû à leurs structures complexes, qui rendent difficile l'obtention d'informations sur les sites actifs et les mécanismes de catalyse et de désactivation.

Voir aussi la catalyse hétérogène.

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