Adsorption and degradation of chemical warfare agents on oxides

Abstract

The adsorption and degradation of chemical warfare agents and their simulants on oxides have been reviewed. As part of the work, the physics of adsorption and desorption phenomena have also been reviewed, together with some important experimental and computational methods. The major degradation pathways for sulfur mustard are elimination of HCl at basic oxide sites and intermolecular addition-elimination reactions at acid sites. Less information is available for other blister agents. Nerve agents adsorb molecularly to oxides through bonding between the P=O group and surface acid sites. The mechanism for the degradation of the adsorbed nerve agents is generally the same for the different oxides with Fe2O3 and SiO2 as exceptions. On SiO2 little if any degradation of the nerve agent occurs.

Denne rapporten er en litteraturstudie av adsorpsjonen og nedbrytningen av kjemiske stridsmidler og deres simulanter på oksider. Som en del av studien, har fysikken bak adsorpsjons- og de-sorpsjonsprosesser blitt gjennomgått sammen med noen viktige eksperimentelle og teoretiske metoder. Nedbrytning av sennepsgass på oksider skjer hovedsakelig ved eliminasjon av HCl på basiske seter på oksidet, og ved intermolekylære addisjons-eliminasjonsreaksjoner på sure seter. Nervestridsmidler adsorberer molekylært til oksider ved binding mellom P=O-gruppen og sure seter på overflaten til oksidet. Mekanismen for nedbrytningen av nervestridsmiddelet er generelt lik for ulike oksider, med unntak for Fe2O3 og SiO2. På SiO2 skjer det liten eller ingen nedbryt-ning av nervestridsmiddelet.