GАZ АRАLАSHMАLАRINI NАZORАT QILIShNING TERMOKАTАLITIK USULI

USULI

Shaxriev Sultonmurod Baxodirovich

Samarqand davlat tibbiyot universiteti Farmatsiya fakulteti talabasi

Toshboev Feruz Nizomiddinovich

Samarqand davlat tibbiyot universiteti Farmatsiya fakulteti assisenti

Eshkobilova Mavjuda Ergashboevna

Samarqand davlat tibbiyot universiteti Farmatsiya fakulteti dotsenti

Аnnotаtsiya. Dunyoning barcha rivojlangan mamlakatlarida zaharli, yengil alangalanuvchan va portlovchan gazlarning monitoringi uchun usullar va sensorlar ishlab chiqishga qaratilgan tizimli tadqiqotlar olib borilmoqda. Bunda asosiy eʼtibor yopiq ekologik tizimlardagi gaz aralashmalarining portlash xavfini ishonchli nazorat qilishni taʼminlaydigan ekspress va sezgir sensorlarni yaratishga qaratilgan.

Kalit soʼzlar: Tabiiy gaz, metan, yarimoʼtkazgichli sensorlar, metall oksidlari, gaz sezgir nanokompozit, plyonka, sintez, rux, temir, nikel, kobalt, indiy, kumush va boshqa metall oksidlaridan

Yangi texnologiyalarni joriy etish va analitik nazoratni rivojlantirish bilan birgalikda moddalarni aniqlash uslublarining sezuvchanligi va selektivligiga nisbatan qoʼyilayotgan talablar ham ortib bormoqda. Bugungi kunda metanni gaz aralashmalari tarkibidan aniqlashning yangi, ilgʼor va zamonaviy termokatalitik va yarimoʼtkazgichli usullari va sensorlarini ishlab chiqish sanoat korxonalari, transport va turar joy kommunal xoʼjaligi obʼektlarining yongʼin xavfsizligini taʼminlash imkonini beradi.

Tadqiqodning maqsadi metan gazini sezgir va selektiv kimyoviy sensorlarini yaratish va ular asosida tabiiy gazni yuqori samarali signalizatorlari va gaz analizatorlarini ishlab chiqishdan iborat.

Tadqiqotning vazifalari: sanoat va maishiy obʼektlarning atmosfera havosi tarkibidan metanning sizib chiqishi va toʼplanishini aniqlashga moʼljallangan sezgir va ekspress usullar hamda ishonchli signalizatorlarni yaratish;

yarimoʼtkazgichli va termokatalitik sensor yordamida havo va gaz aralashmalari tarkibidan tabiiy gazni aniqlash uchun ikki kanalli gaz analizator yaratish;

metan analizatorining metrologik va analitik tavsiflarini aniqlash;

Metanni aniqlovchi termokatalitik sensorning (TKSning) ishlash printsipi platina simidan tayyorlangan prujinadan iborat termosezgir element yuzasiga qoplangan katalizator ishtirokida, yonuvchi gazlarning alangasiz oksidlanish jarayonida ajralib chiquvchi issiqlik miqdorini nazorat qilishga asoslanadi. Metanning oksidlanishi jarayonida chiqadigan issiqlik platina simini qizdiradi va bu sensorning qarshiligidani oʼzgarishiga olib keladi. Katalitik sensorlarning afzalliklari ularni ishlab chiqarishning soddaligi, kichik oʼlchamli va kam quvvat isteʼmoli, hamda kontsentratsiyani keng oraligʼida chiqish signalining toʼgʼri chiziqli koʼrinishga egaligi bilan belgilanadi. Metanning kontsentratsiyasini aniqlashda odatda ikkita: sezgir elementlari boʼlgan sensorlar ishlatiladi:

Uitston koʼprigining bir yelkasiga ikkita sezgir element va koʼprikning ikkinchi qismiga ikkita doimiy qarshilik oʼrnatiladi.

Metanni aniqlovchi katalitik sensorlar yonuvchan gazlarga nisbatan yaxshi selektivlikka ega, ammo ular dastlab faqat metan uchun darajalanganligi sababli boshqa yonuvchan gazlar uchun natijalarni qayta hisoblash talab etiladi. Bunday turdagi sensorlar yonuvchan gazlar va bugʼlarning portlovchan kontsentratsiyasini aniqlash uchun yaxshi ishlaydi. Ularni yonuvchan gazlarga nisbatan selektivligi (ular CO2, H2 sezgir yonmaydigan birikmalarga signal bermaydi) ularning asosiy afzalligi hisoblanadi. Narxlarining pastligi va ishlatish uchun qulayligi ulardan atrof-muhit atmosfera havosi tarkibidan portlovchan gazlarni nazorat qilishda foydalanishga imkon beradi. Birinchi termokatalitik sensorlardagi reaktsiya kamerasi ichki diametri taxminan 15 mm va balandligi 15-20 mm boʼlgan ikki qavatli metall setkadan iborat . Hozirgi paytda ishlab chiqarilayotgan termokatalitik sensorlarning oʼlchamlari sezilarli darajada kichik. Reaktsiya kamerasining ichki diametri 5- 6 mm boʼlgan keramika yoki metalkeramikadan tayyorlanadi. Ishlash va kompensatsion elementlari, odatda, Uitson koʼprigining bir tomoniga joylashtiriladi. Oksidlanuvchi gazlarning katalizatorlar ishtirokida geterogen oksidlanish reaktsiyasi kinetik va diffuzion sohalarda oʼtishi mumkin. Kinetik sohadagi oksidlanish reaktsiyasining tezligi odatda metan va kislorodning hajmiy molyar kontsentratsiyalarining koʼpaytmasi sifatida ifodalanadi. Metan kontsentratsiyasi 9% dan ortiq boʼlgan qiymatlarida, havo kislorodi reaktsiya tezligini aniqlaydigan limitlovchi komponentga aylanadi. Shuning uchun bu usulni qoʼllashning asosiy sohasi metanning portlashgacha boʼlgan (0 - 5%) dagi kontsentratsiyasi hisoblanadi. Benzinni aniqlovchi TKS uchun katalizator tanlash Н2 va СO ishtirokida olib borilgan.

Bugungi kunda koʼplab tadqiqotchilarning harakatlari yangi konstruktiv yechimlarni ishlab chiqish, yangi materiallar va texnologiyalarni qoʼllash hisobiga metanni aniqlashda ishlatilgan termokatalitik sensorlarning xususiyatlarini yaxshilashga qaratilgan, bu ularning qoʼllanilish chegaralarini kengaytirishga yordam beradi. TKS uchun qoʼyiladigan asosiy talablarga uning metanni aniqlashda yuqori sezuvchanlik, selektivlik, tezlik va barqarorlikka ega boʼlishi kiradi. TKS sezgir elementini shakllantirishning eng universal usullaridan biri zolь-gelь texnologiya usulidir.

Н2, СО va metanni havo kislorodi bilan oksidlanish jarayonida metall oksidlarini katalitik xossalarini tekshirish natijalari (GА dagi miqdori: СН2-2.5% haj., ССО-2,4 % haj.,

ССН4- 2,5% haj.) Т.р. Катализатор

таркиби

Тажриба температураси, 0С

100 150 200 250 300 350

Водороднинг оксидланиши ), %

1 Ga2O3 10,5±0,1 17,9±0,2 35,7±0,3 60,9±0,3 84±1,5 100,0±1,0

2 In2O3 36,8±0,4 76,7±0,6 96,1±0,5 100,3±1,5 100,0±1,5 100,0±1,5

3 Ag2O 40,5±0,3 82,6±0,3 100,0±0,6 100,0±1,0 100,0±2,0 100,0±1,0

4 Cr2O3 13,7±0,2 17,9±0,6 28,4±0,2 42±1,0 55,7±1,0 73,5±1,5

5 MnO2 46,2±0,1 62,5±0,2 83±0,4 98,7±0,5 100,0±1,0 100,0±1,0

6 Fe3O4 25,2±0,2 73,5±0,5 93,5±0,4 100,0±1,0 100,0±1,5 100,0±2,0

7 Co2O3 21,5±0,3 62,5±1,0 90,3±1,5 100,0±1,5 100,0±1,0 100,0±1,0

8 Ni2O3 33,6±0,1 73±0,1 90,8±0,8 98,7±0,3 100,0±1,5 100,0±2,0

9 CuO 16,8±0,1 32,6±0,2 47,8±0,8 64,1±0,5 78,8±0,2 91,4±1,5 10 ZnO 26,3±0,3 33,1±0,3 44,1±0,5 62,5±0,5 89,3±2,0 100,0±2,0

Ис газининг оксидланиши ), % 11 Ga2O3 7,8±0,2 14,7±0,1 31,5±0,5 41±0,3 73±1,5 100,0±1,0 12 In2O3 45,2±0,1 70,5±0,1 97,2±0,3 100,0±0,3 98,7±0,5 100,0±1,0 13 Ag2O 33,6±1,0 78,4±0,4 100,0±0,5 100,0±2,0 100,0±1,0 100,0±1,5 14 Cr2O3 38,9±0,3 72,5±0,1 93,5±0,3 100,0±1,0 100,0±1,0 100,0±1,5 15 MnO2 43,6±0,1 68,3±0,3 96,1±0,5 100,0±1,0 100,0±2,0 100,0±1,0 16 Fe3O4 98,9±0,5 67,8±0,4 90,3±0,3 100,0±1,0 100,0±1,0 100,0±1,0 17 Co2O3 13,7±0,3 31,5±0,1 50,4±0,5 69,3±0,3 97,1±0,8 100,0±1,0 18 Ni2O3 40,5±0,4 79,5±0,2 95,1±0,3 100,0±0,5 100,0±0,5 100,0±1,0 19 CuO 23,6±0,3 40,3±1,5 68,2±0,3 86,6±0,3 100,0±1,0 100,0±1,5 20 ZnO 4,2±0,4 26,8±0,1 41,0±0,4 67,2±0,5 90,3±1,5 91,5±1,0

Marganets oksidi, mis va rux asosida olingan katalizatorlar vodorodni oksidlanishida oʼrtacha faollikni namoyon qiladi. Ushbu oksidlar ishtirokida 200 0C da vodorodning oksidlanishi 44-83 % ga yetadi. Oʼrganilayotgan jarayonda xrom va galliy oksidlari mos ravishda 200 0S da vodorodning 26 va 36 % gacha oksidlanish darajasini taʼminlaydi. 100- 350 0S harorat oraligʼida olib borilgan tajribalar vodorodning oksidlanish jarayonida oksidlarni quyidagi faollik (kislorod bilan vodorodni oksidlanish jarayonida katalitik faollikni kamayib borish ketma-ketligida) qatorini tuzishga imkon berdi: Ag2O>In2O3>Fe3O4>Ni2O3> Co2O3>MnO2>CuO>ZnO>Ga2O3>Cr2O3.

Xulosa. Metan kontsentratsiyasini ishonchli nazorat qilish imkonini beruvchi hozirgi kunda ishlab chiqarishda mavjud termokatalitik gaz analizatorlar portlashgacha boʼlgan past kontsentratsiyadagi metan boʼlgan gazli muhitda uzoq muddat ishlatilganidan soʼng yoki yuqori kontsentratsiyali metanning gaz aralashmasining nazoratidan soʼng oʼzining xususiyatlarini sezilarli darajada oʼzgartiradi;

-bu oʼz navbatida parametrlari yaxshilangan yuqori effektiv gaz analizatorllarini ishlab chiqarish sohasidagi taqiqotlarni olib borishni talab qiladi.

Foydalanilgan adabiyotlar

1.Abdurakhmanov Ergashboy. Eshkobilova Mavjuda. Zol-gel synthesis of nanocomposites and gaseous materials. The International Conference on “Energy-EarthEnvironment-Engineering”.str 84-85. 2023 Tashkent, Uzbekistan

2.Metanning aniklovchi TYaG-SN4 gaz analizatorning metrologik tavsiflariga turli omillarning taʼsiri. Tolibov А. А Shukurova D. B Аbduraxmonov E. Eshkobilova M. E

Egamov U. RESEARCH FOCUS | VOLUME 2 | ISSUE 11 | 2023 ISSN: 2181-3833.

3.IS GАZI VА METАNNING NАZORАTI UChUN SELEKTIV SENSOR VА

SIGNАLIZАTORLАR YaRАTISh. Eshkobilova M.E. Аbduraxmanov E EFT VA GAZ

SOHASIDA KADRLAR TAYYORLASH SIFATINI OSHIRISHDA TALIM VA ISHLAB

CHIQARISH KLASTERINING AHAMIYATI str 495-499 Qarshi-2023

4. KREMNIYLI GʼOVАK MАTERIАLАRNING SINTEZI VА ULАRNING

XUSUSIYaTLАRINI OʼRGАNISh. Sidikova X.G. . Аbduraxmanov E., Sultanov M.M.,

Eshqobilova M.E. O‘ZBEKISTON MILLIY UNIVERSITETINING ILM-FAN RIVOJI VA

JAMIYAT TARAQQIYOTIDA TUTGAN O‘RNI 450-451.TOShKENT

4.Gulomovna, S. X., Ergashboyevna, E. M., & Ergashboy, A. (2020). Range of measuring of base error of selective thermocatalytical sensor on methane. European science review, (1-2), 140-143.

5.Eshkobilova, M. E., Хodieva, N., & Abdurakhmanova, Z. E. (2023). Thermocatalytic and Semiconductor Sensors for Monitoring Gas Mixtures. World Journal of Agriculture and Urbanization, 2(6), 9-13.

6.Kholmirzayev, F. F., Eshkobilova, M. E., Urokov, D. M., & Abdurakhmanov, E. (2018). The influence of temperature on the sensitivity of a semiconductor methane sensor. In Materials of the Republican conference" Development of analytical chemistry in Uzbekistan”. Tashkent (pp. 78-81).

7.Эшкобилова, М. Э., Эгамов, У. Б. Ў., Толибов, А. А. Ў., Шукурова, Д. Б., &

Абдурахмонов, Э. (2023). МЕТАННИ АНИҚЛОВЧИ ТЯГ-CН4 ГАЗ

АНАЛИЗАТОРИНИНГ МЕТРОЛОГИК ТАВСИФЛАРИГА ТУРЛИ ОМИЛЛАРНИНГ

ТАЪСИРИ. Research Focus, 2(11), 17-22.

8.Eshkabilova, M., Abdurakhmanov, I. E., Muradova, Z., Abdurakhmanov, E., & Abdurakhmanova, Z. (2022, December). Development of selective gas sensors using nanomaterials obtained by sol-gel process. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 2388, No. 1, p. 012155). IOP Publishing.

9.Er, A. I. (2022). STUDY OF REGULARITIES OF FORMATION

SEMICONDUCTOR GAS-SENSITIVE FILMS BASED ON OXIDES OF METALLS TI,

ZN AND W. Universum: химия и биология, (2-2 (92)), 43-46.

10.Abdurakhmanov, E., Eshkabilova, M. E., Muminova, N. I., Sidikova, K. G., & Pardaeva, S. M. (2022). Template Synthesis of Nanomaterials based on Titanium and Cadmium Oxides by the Sol-Gel Method, Study of their Possibility of Application As A Carbon Monoxide Sensor (II). Journal of Pharmaceutical Negative Results, 1343-1350.

11.Эшкобилова, М. Э., & Насимов, А. М. (2019). Газоанализатор (тпг-сн4) для мониторинга метана на основе термокаталитических и полупроводниковых сенсоров. Universum: химия и биология, (6 (60)), 17-20.

12.Ergashboyevna, E. M., Gulomovna, S. X., & Ergashboy, A. (2019). Selective thermocatalytic sensor for natural gas monitoring. Austrian Journal of Technical and Natural Sciences, (9-10), 49-51.

13.Creation of Selective Sensors and Alarms for Monitoring Carbon Dioxide and Methane Z Abdurakhmanova. M Eshkabilova World Journal of Agriculture and Urbanization 9-13 Amerika

14.Gazlar tarkibidan uglerod (II) oksidini nazorati uchun yarimo‘tkazgichli sensor yaratish Аbduraxmanov E. Eshkobilova M.E., Sidiqova X.G‘., Smanova Z.А “Fan va taʼlim integratsiyasi” jurnali 43-57 SAMARQAND