CO型防毒面具为什么能使CO变得无毒

抗日战争时期，侵华日军曾对中国发动了惨无人道的毒气战，在东北的土地上，仍然遗留着当年的罪证。这些埋藏在地下的毒气弹，如同一个个随时会被打开的潘多拉魔盒，时刻威胁着人们的生命安全。消防官兵在处置这些几十年前的毒气弹时，需要穿戴全套防化服和防毒面具来隔离毒物。传统的防毒面具使用的是活性炭滤毒盒，主要通过物理吸附来过滤毒性物质。有一些特殊用途的滤毒盒，其中的活性炭浸渍了化学试剂，能与特定毒物发生化学吸附固定毒物。但吸附式滤毒盒不能吸附一氧化碳（CO），无法抵御CO对人体的毒害。

CO型防毒面具的防护对象是CO。虽然CO属于低毒毒物，但无色无气味，不容易引起人们的警觉。人暴露在0.2%浓度的CO中30分钟左右就会中毒身亡。CO使人中毒的原因在于它可以使血红蛋白失去携带氧气（$O_2$）的能力，这是因为氧气必须与血红蛋白结合才能被运输，而CO与血红蛋白中的铁离子的亲和能力，是氧气的250倍。因此，少量CO就能夺取与氧气结合的血红蛋白，人一旦缺氧就会产生各种中毒症状。

CO往往来源于含碳物质的不完全燃烧。冬季在室内使用煤炭取暖时，尤其要注意通风，防止发生CO中毒。当发生火灾时，会产生浓烟、高浓度CO气体及其他有害气体，对人员造成极大的伤害。

目前世界各国消防部门都把消除CO作为防毒面具的主要性能指标。CO型防毒面具使用的是催化式滤毒盒。滤毒盒内装填合适的催化剂，当含有高浓度CO的烟气通过时，催化剂滤层通过催化CO和空气中的氧气反应生成二氧化碳（$CO_2$）而达到消除CO的效果，使人员免于CO 中毒。传统的催化剂为霍加拉特剂，已有近百年的使用史。它是以活性炭为载体，用铜、锰、镁等氧化物的混合物作活性组分。霍加拉特剂的缺点是抗湿性能差，一旦有水汽进入，就会失效，故在滤毒盒内装有高效的干燥剂，并在开启后只能使用一次。为了提高催化剂的抗湿性，现在正在研究和开发以金属氧化物或活性炭等作为载体浸渍贵金属（Pt、Pd）的催化剂。