Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Qabaqcıl Materiallar və Kimya Mühəndisliyi, Elm və Texnologiya Universiteti (UST), Daejeon, 34113 Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Qabaqcıl Materiallar və Kimya Mühəndisliyi, Elm və Texnologiya Universiteti (UST), Daejeon, 34113 Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Qabaqcıl Materiallar və Kimya Mühəndisliyi, Elm və Texnologiya Universiteti (UST), Daejeon, 34113 Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Qabaqcıl Materiallar və Kimya Mühəndisliyi, Elm və Texnologiya Universiteti (UST), Daejeon, 34113 Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Qabaqcıl Materiallar və Kimya Mühəndisliyi, Elm və Texnologiya Universiteti (UST), Daejeon, 34113 Koreya Respublikası
Koreya Kimya Texnologiyaları İnstitutu (KRICT) Bio-əsaslı Kimya Tədqiqat Mərkəzi, Ulsan, 44429, Koreya Respublikası
Qabaqcıl Materiallar və Kimya Mühəndisliyi, Elm və Texnologiya Universiteti (UST), Daejeon, 34113 Koreya Respublikası
Bu məqalənin tam mətnini dostlarınız və həmkarlarınızla bölüşmək üçün aşağıdakı linkdən istifadə edin.daha ətraflı.
Koronavirus pandemiyası və havadakı hissəciklərlə (PM) bağlı problemlər səbəbindən maskalara tələbat eksponent olaraq artıb.Bununla belə, statik elektrikə və nano ələkə əsaslanan ənənəvi maska filtrlərinin hamısı birdəfəlik, parçalanmayan və ya təkrar emal edilə biləndir, bu da ciddi tullantı problemlərinə səbəb olacaq.Bundan əlavə, birincisi rütubətli şəraitdə öz funksiyasını itirəcək, ikincisi isə əhəmiyyətli bir hava təzyiqi düşməsi ilə işləyəcək və məsamələrin nisbətən tez tıxanması baş verəcəkdir.Burada bioloji parçalana bilən, nəmə davamlı, yüksək nəfəs ala bilən, yüksək performanslı lifli maska filtri hazırlanmışdır.Bir sözlə, iki bioloji parçalana bilən ultra incə liflər və nanofiber paspaslar Janus membran filtrinə inteqrasiya olunur və sonra kation yüklü xitozan nanohiskerləri ilə örtülür.Bu filtr kommersiya N95 filtri qədər səmərəlidir və 2,5 µm PM-nin 98,3%-ni silə bilər.Nanoliflər fiziki olaraq incə hissəcikləri ekranlaşdırır və ultra incə liflər insanın nəfəs alması üçün uyğun olan 59 Pa aşağı təzyiq fərqini təmin edir.Rütubətə məruz qaldıqda kommersiya N95 filtrlərinin performansının kəskin azalmasının əksinə olaraq, bu filtrin performans itkisi cüzidir, ona görə də onu dəfələrlə istifadə etmək olar, çünki xitosanın daimi dipolu ultra incə PM-ni (məsələn, azot) adsorbsiya edir.Və kükürd oksidləri).Bu filtrin 4 həftə ərzində kompostlanmış torpaqda tamamilə parçalanması vacibdir.
Hazırkı görünməmiş koronavirus pandemiyası (COVID-19) maskalara böyük tələbat yaradır.[1] Ümumdünya Səhiyyə Təşkilatı (ÜST) hesab edir ki, bu il hər ay 89 milyon tibbi maskaya ehtiyac var.[1] Nəinki tibb işçilərinin yüksək effektivliyə malik N95 maskalarına ehtiyacı var, eyni zamanda bütün insanlar üçün ümumi təyinatlı maskalar da bu tənəffüs yoluxucu xəstəliyin qarşısının alınması üçün əvəzedilməz gündəlik avadanlıq halına gəldi.[1] Bundan əlavə, müvafiq nazirliklər hər gün birdəfəlik maskalardan istifadə etməyi şiddətlə tövsiyə edir, [1] bu, böyük miqdarda maska tullantıları ilə bağlı ekoloji problemlərə səbəb olub.
Hissəciklər (PM) hazırda ən problemli hava çirkliliyi problemi olduğundan, maskalar fərdlər üçün mövcud olan ən təsirli əks tədbirə çevrilib.Təbii mühitə [2] və insan həyatının keyfiyyətinə müxtəlif yollarla ciddi təsir göstərən hissəciklərin ölçüsünə (müvafiq olaraq 2,5 və 10μm) görə PM PM2.5 və PM10-a bölünür.[2] Hər il PM 4,2 milyon ölümə və 103,1 milyon əlilliyə uyğunlaşdırılmış həyat ilinə səbəb olur.[2] PM2.5 sağlamlıq üçün xüsusilə ciddi təhlükə yaradır və rəsmi olaraq I qrup kanserogen kimi təyin edilmişdir.[2] Buna görə də, hava keçiriciliyi və PM-nin çıxarılması baxımından effektiv maska filtrini araşdırmaq və inkişaf etdirmək vaxtında və vacibdir.[3]
Ümumiyyətlə, ənənəvi lif filtrləri PM-ni iki fərqli yolla tutur: nanoliflərə əsaslanan fiziki ələk və mikroliflərə əsaslanan elektrostatik adsorbsiya (Şəkil 1a).Nanofiber əsaslı filtrlərin, xüsusilə də elektrolifli nanofiber paspasların istifadəsi geniş material mövcudluğu və idarə olunan məhsul strukturunun nəticəsi olan PM-nin aradan qaldırılması üçün effektiv strategiya olduğunu sübut etdi.[3] Nanofiber mat, hissəciklər və məsamələr arasındakı ölçü fərqindən yaranan hədəf ölçülü hissəcikləri çıxara bilər.[3] Bununla belə, nano-miqyaslı liflər çox kiçik məsamələr yaratmaq üçün sıx şəkildə yığılmalıdır ki, bu da yüksək təzyiq fərqinə görə insanın rahat nəfəs almasına zərər verir.Bundan əlavə, kiçik deşiklər qaçılmaz olaraq nisbətən tez bağlanacaq.
Digər tərəfdən, ərinmiş ultra incə lifli mat yüksək enerjili elektrik sahəsi ilə elektrostatik olaraq yüklənir və çox kiçik hissəciklər elektrostatik adsorbsiya ilə tutulur.[4] Nümunəvi misal olaraq N95 respiratoru Milli Əməyin Təhlükəsizliyi və Sağlamlığı İnstitutunun tələblərinə cavab verən hissəcik filtrli üz maskası respiratorudur, çünki o, havadakı hissəciklərin ən azı 95%-ni süzə bilir.Bu tip filtr güclü elektrostatik cazibə vasitəsilə adətən SO42− və NO3− kimi anion maddələrdən ibarət olan ultra incə PM-ni udur.Bununla belə, lif örtüyünün səthindəki statik yük nəmli mühitdə, məsələn, rütubətli insan tənəffüsündə [4] asanlıqla dağılır, bu da adsorbsiya qabiliyyətinin azalması ilə nəticələnir.
Filtrləmə performansını daha da yaxşılaşdırmaq və ya xaricetmə səmərəliliyi və təzyiq düşməsi arasında mübadiləni həll etmək üçün nanoliflərə və mikroliflərə əsaslanan filtrlər karbon materialları, metal üzvi çərçivələr və PTFE nanohissəcikləri kimi yüksək keyfiyyətli materiallarla birləşdirilir.[4] Bununla belə, bu əlavələrin qeyri-müəyyən bioloji toksikliyi və yükün dağılması hələ də qaçılmaz problemlərdir.[4] Xüsusilə, bu iki növ ənənəvi filtrlər adətən parçalanmır, buna görə də onlar sonda zibilxanalarda basdırılacaq və ya istifadə edildikdən sonra yandırılacaq.Buna görə də, bu tullantı problemlərini həll etmək və eyni zamanda PM-ni qənaətbəxş və güclü şəkildə tutmaq üçün təkmilləşdirilmiş maska filtrlərinin inkişafı vacib bir cari ehtiyacdır.
Yuxarıdakı problemləri həll etmək üçün biz poli(butilen süksinat) əsaslı (PBS əsaslı)[5] mikrofiber və nanofiber həsirlərlə inteqrasiya olunmuş Janus membran filtri istehsal etdik.Janus membran filtri xitosan nano bığları (CsWs) ilə örtülmüşdür [5] (Şəkil 1b).Hamımızın bildiyi kimi, PBS, elektrospinning yolu ilə ultra incə lif və nanofiber toxunmamış materialları istehsal edə bilən, bioloji parçalana bilən nümayəndəsi polimerdir.Nano-miqyaslı liflər PM-ni fiziki olaraq tutur, mikro-miqyaslı nano-liflər isə təzyiq düşməsini azaldır və CsW çərçivəsi kimi çıxış edir.Chitosan, istifadəçilərin təsadüfən inhalyasiyası ilə bağlı narahatlığı azalda bilən biouyğunluq, bioloji parçalanma və nisbətən aşağı toksiklik daxil olmaqla, yaxşı bioloji xüsusiyyətlərə malik olduğu sübut edilmiş bio-əsaslı materialdır.[5] Bundan əlavə, xitosanın kationik yerləri və qütb amid qrupları vardır.[5] Rütubətli şəraitdə belə, o, qütblü ultra incə hissəcikləri (məsələn, SO42- və NO3- kimi) cəlb edə bilər.
Burada asanlıqla əldə edilə bilən bioloji parçalana bilən materiallara əsaslanan bioloji parçalana bilən, yüksək effektivliyə malik, nəmə davamlı və aşağı təzyiqə məruz qalan maska filtri haqqında məlumat veririk.Fiziki süzmə və elektrostatik adsorbsiya birləşməsinə görə, CsW ilə örtülmüş mikrofiber/nanofiber inteqrasiya olunmuş filtr yüksək PM2.5 çıxarma səmərəliliyinə (98%-ə qədər) malikdir və eyni zamanda, ən qalın filtrdə maksimum təzyiq düşməsi Yalnız 59 Pa, insanın nəfəs alması üçün uyğundur.N95 kommersiya filtrinin nümayiş etdirdiyi əhəmiyyətli performans azalması ilə müqayisədə, bu filtr daimi CsW yükü səbəbindən tam nəm olsa belə, PM-nin aradan qaldırılması səmərəliliyinin cüzi itkisini (<1%) nümayiş etdirir.Bundan əlavə, filtrlərimiz 4 həftə ərzində kompostlanmış torpaqda tamamilə bioloji parçalana bilir.Filtr hissəsinin bioloji parçalana bilən materiallardan ibarət olduğu və ya potensial biopolimer toxunmamış tətbiqlərində məhdud performans göstərdiyi oxşar anlayışlara malik digər tədqiqatlarla müqayisədə [6] bu filtr qabaqcıl xüsusiyyətlərin (film S1, dəstəkləyici məlumat) Bioloji parçalanmasını birbaşa göstərir.
Janus membran filtrinin tərkib hissəsi kimi ilk olaraq nanofiber və super incə lifli PBS paspasları hazırlanmışdır.Buna görə də, 11% və 12% PBS məhlulları özlülük fərqinə görə müvafiq olaraq nanometr və mikrometr lifləri istehsal etmək üçün elektrospun edilmişdir.[7] Məhlulun xarakteristikaları və optimal elektrospininq şərtləri haqqında ətraflı məlumat dəstəkləyici məlumatda Cədvəl S1 və S2-də verilmişdir.Bükülmüş lifdə hələ də qalıq həlledici olduğundan, Şəkil 2a-da göstərildiyi kimi tipik elektrospininq cihazına əlavə su laxtalanma vannası əlavə edilir.Bundan əlavə, su hamamı ənənəvi şəraitdə bərk matrisdən fərqli olan, laxtalanmış təmiz PBS lif matını toplamaq üçün çərçivədən də istifadə edə bilər (Şəkil 2b).[7] Mikrofiber və nanofiber paspasların orta lif diametrləri müvafiq olaraq 2,25 və 0,51 µm, orta məsamə diametrləri isə müvafiq olaraq 13,1 və 3,5 µm-dir (Şəkil 2c, d).9:1 xloroform/etanol həlledicisi burundan buraxıldıqdan sonra sürətlə buxarlandığı üçün 11 və 12 ağırlıq%-lik məhlullar arasında özlülük fərqi sürətlə artır (Şəkil S1, dəstəkləyici məlumat).[7] Buna görə də, yalnız 1 wt% konsentrasiya fərqi lif diametrində əhəmiyyətli bir dəyişikliyə səbəb ola bilər.
Filtr performansını yoxlamadan əvvəl (Şəkil S2, dəstəkləyici məlumat), müxtəlif filtrləri əsaslı şəkildə müqayisə etmək üçün standart qalınlıqda elektrolifli toxunmamış materiallar istehsal edilmişdir, çünki qalınlıq filtr performansının təzyiq fərqinə və filtrasiya səmərəliliyinə təsir edən mühüm amildir.Toxunmamış materiallar yumşaq və məsaməli olduğundan, elektroliflə toxunmamış materialların qalınlığını birbaşa müəyyən etmək çətindir.Parçanın qalınlığı ümumiyyətlə səthin sıxlığına mütənasibdir (vahid sahəyə düşən çəki, əsas çəki).Buna görə də, bu işdə qalınlığın effektiv ölçüsü kimi əsas çəkidən (gm-2) istifadə edirik.[8] Qalınlıq Şəkil 2e-də göstərildiyi kimi elektrospinning vaxtının dəyişdirilməsi ilə idarə olunur.Fırlanma müddəti 1 dəqiqədən 10 dəqiqəyə qədər artdıqca, mikrofiber matın qalınlığı müvafiq olaraq 0,2, 2,0, 5,2 və 9,1 qm-2-ə qədər artır.Eyni şəkildə, nanofiber matın qalınlığı müvafiq olaraq 0,2, 1,0, 2,5 və 4,8 qm-2 artırıldı.Mikrofiber və nanofiber həsirlər qalınlıq dəyərləri ilə (gm-2) təyin edilir: M0.2, M2.0, M5.2 və M9.1, və N0.2, N1.0, N2.5 və N4. 8.
Bütün nümunənin hava təzyiqi fərqi (ΔP) filtr işinin vacib göstəricisidir.[9] Yüksək təzyiq düşməsi olan filtrdən nəfəs almaq istifadəçi üçün narahatdır.Təbii ki, dəstəkləyici məlumatda Şəkil S3-də göstərildiyi kimi filtrin qalınlığı artdıqca təzyiqin düşməsinin də artdığı müşahidə edilir.Nanofiber döşək (N4.8) müqayisə edilə bilən qalınlıqda mikrofiber (M5.2) matdan daha yüksək təzyiq düşməsi göstərir, çünki nanofiber döşək daha kiçik məsamələrə malikdir.Hava filtrdən 0,5 ilə 13,2 ms-1 arasında sürətlə keçdikcə, iki müxtəlif növ filtrin təzyiq düşməsi tədricən 101 Pa-dan 102 Pa-a qədər artır. Qalınlıq təzyiqin azalması və PM-nin çıxarılmasını balanslaşdırmaq üçün optimallaşdırılmalıdır. səmərəlilik;1,0 ms-1 hava sürəti ağlabatandır, çünki insanların ağızdan nəfəs alması üçün tələb olunan vaxt təxminən 1,3 ms-1 təşkil edir.[10] Bu baxımdan, M5.2 və N4.8-in təzyiq düşməsi 1.0 ms-1 (50 Pa-dan az) hava sürətində məqbuldur (Şəkil S4, dəstəkləyici məlumat).Nəzərə alın ki, N95 və oxşar Koreya filtr standartı (KF94) maskalarının təzyiq düşməsi müvafiq olaraq 50 ilə 70 Pa arasındadır.Əlavə CsW emalı və mikro/nano filtr inteqrasiyası hava müqavimətini artıra bilər;buna görə də təzyiq düşmə marjasını təmin etmək üçün M5.2 və N4.8-i təhlil etməzdən əvvəl N2.5 və M2.0-ı təhlil etdik.
1,0 ms-1 hədəf hava sürətində PBS mikrofiber və nanofiber paspaslarının PM1.0, PM2.5 və PM10-un çıxarılması səmərəliliyi statik yük olmadan öyrənildi (Şəkil S5, dəstəkləyici məlumat).Müşahidə olunur ki, PM-nin çıxarılması səmərəliliyi ümumiyyətlə qalınlığın və PM ölçüsünün artması ilə artır.N2.5-in çıxarılması effektivliyi daha kiçik məsamələrə görə M2.0-dan yaxşıdır.PM1.0, PM2.5 və PM10 üçün M2.0-ın aradan qaldırılması effektivliyi müvafiq olaraq 55.5%, 64.6% və 78.8%, N2.5-in oxşar dəyərləri isə 71.9%, 80.1% və 89.6% təşkil etmişdir (Şəkil 1). 2f).M2.0 və N2.5 arasında səmərəliliyin ən böyük fərqinin PM1.0 olduğunu müşahidə etdik ki, bu da mikrofiber şəbəkənin fiziki süzülməsinin mikron səviyyəli PM üçün effektiv olduğunu, lakin nano səviyyəli PM üçün effektiv olmadığını göstərir (Şəkil S6, dəstəkləyici məlumat)., M2.0 və N2.5 hər ikisi 90%-dən az olan aşağı PM tutma qabiliyyətini göstərir.Bundan əlavə, N2.5 toz üçün M2.0-dan daha həssas ola bilər, çünki toz hissəcikləri N2.5-in kiçik məsamələrini asanlıqla bağlaya bilər.Statik yük olmadıqda, fiziki süzmə, aralarındakı mübadilə əlaqəsi səbəbindən eyni zamanda tələb olunan təzyiq düşməsi və aradan qaldırılması səmərəliliyinə nail olmaq qabiliyyəti ilə məhdudlaşır.
Elektrostatik adsorbsiya PM-ni səmərəli şəkildə tutmaq üçün ən çox istifadə edilən üsuldur.[11] Ümumiyyətlə, yüksək enerjili elektrik sahəsi vasitəsilə toxunmamış filtrə statik yük zorla tətbiq edilir;lakin bu statik yük rütubətli şəraitdə asanlıqla dağılır və nəticədə PM tutma qabiliyyəti itirilir.[4] Elektrostatik filtrasiya üçün bio-əsaslı material olaraq biz 200 nm uzunluğunda və 40 nm enində CsW təqdim etdik;ammonium qruplarına və qütb amid qruplarına görə bu nanohiskerlər daimi katyonik yüklərə malikdir.CsW səthində mövcud müsbət yük onun zeta potensialı (ZP) ilə təmsil olunur;CsW pH 4,8 olan suda səpələnmişdir və onların ZP +49,8 mV olduğu aşkar edilmişdir (Şəkil S7, dəstəkləyici məlumat).
CsW ilə örtülmüş PBS mikrolifləri (ChMs) və nanoliflər (ChNs) 0,2 wt% CsW su dispersiyasında sadə daldırma örtüklə hazırlanmışdır ki, bu da PBS liflərinin səthinə maksimum miqdarda CsWs əlavə etmək üçün müvafiq konsentrasiyadır. rəqəm Şəkil 3a və Şəkil S8-də göstərilmişdir, dəstəkləyici məlumat.Azot enerjisinin dispersiv rentgen spektroskopiyası (EDS) şəkli göstərir ki, PBS lifinin səthi CsW hissəcikləri ilə bərabər şəkildə örtülmüşdür, bu, skan edən elektron mikroskop (SEM) görüntüsündə də aydın görünür (Şəkil 3b; Şəkil S9, dəstəkləyici məlumat) .Bundan əlavə, bu örtük üsulu yüklənmiş nanomateriallara lif səthini incə şəkildə sarmağa imkan verir və bununla da elektrostatik PM çıxarma qabiliyyətini artırır (Şəkil S10, dəstəkləyici məlumat).
ChM və ChN-nin PM aradan qaldırılması effektivliyi tədqiq edilmişdir (Şəkil 3c).M2.0 və N2.5 müvafiq olaraq ChM2.0 və ChN2.5 istehsal etmək üçün CsW ilə örtülmüşdür.PM1.0, PM2.5 və PM10 üçün ChM2.0-ın aradan qaldırılması effektivliyi müvafiq olaraq 70.1%, 78.8% və 86.3%, ChN2.5-in oxşar dəyərləri isə müvafiq olaraq 77.0%, 87.7% və 94.6% təşkil etmişdir.CsW örtüyü M2.0 və N2.5-in çıxarılması effektivliyini xeyli yaxşılaşdırır və bir qədər kiçik PM üçün müşahidə olunan təsir daha əhəmiyyətlidir.Xüsusilə, xitosan nanohiskerləri M2.0′s PM0.5 və PM1.0-ın xaric olma effektivliyini müvafiq olaraq 15% və 13% artırdı (Şəkil S11, dəstəkləyici məlumat).M2.0 nisbətən geniş fibril aralığına görə daha kiçik PM1.0-ı istisna etmək çətin olsa da (Şəkil 2c), ChM2.0 PM1.0-ı adsorbsiya edir, çünki CsW-lərdəki kationlar və amidlər ion-iondan keçərək qütb-ion qarşılıqlı təsirindən keçir. , və tozla dipol-dipol qarşılıqlı əlaqəsi.CsW örtüyünə görə, ChM2.0 və ChN2.5-in PM aradan qaldırılması effektivliyi qalın M5.2 və N4.8-in effektivliyi qədər yüksəkdir (Cədvəl S3, dəstəkləyici məlumat).
Maraqlıdır ki, PM-nin çıxarılmasının effektivliyi xeyli yaxşılaşsa da, CsW örtüyü təzyiqin azalmasına çətin ki, təsir edir.ChM2.0 və ChN2.5-in təzyiq düşməsi bir qədər artaraq 15 və 23 Pa-a qədər artdı, M5.2 və N4.8 üçün müşahidə olunan artımın demək olar ki, yarısı (Şəkil 3d; Cədvəl S3, dəstəkləyici məlumat).Buna görə də, bio-əsaslı materiallarla örtük iki əsas filtrin performans tələblərinə cavab vermək üçün uyğun bir üsuldur;yəni bir-birini istisna edən PM aradan qaldırılması səmərəliliyi və hava təzyiqi fərqi.Bununla belə, ChM2.0 və ChN2.5-in PM1.0 və PM2.5-in çıxarılması effektivliyi hər ikisi 90%-dən aşağıdır;aydındır ki, bu performans yaxşılaşdırılmalıdır.
Tədricən dəyişən lif diametrləri və məsamə ölçüləri olan çoxsaylı membranlardan ibarət inteqrasiya olunmuş filtrasiya sistemi yuxarıda göstərilən problemləri həll edə bilər [12].İnteqrasiya edilmiş hava filtri iki fərqli nanolif və super incə lifli şəbəkələrin üstünlüklərinə malikdir.Bununla əlaqədar olaraq, ChM və ChN sadəcə olaraq inteqrasiya olunmuş filtrlər (Int-MNs) istehsal etmək üçün yığılır.Məsələn, Int-MN4.5 ChM2.0 və ChN2.5 istifadə edərək hazırlanır və onun performansı oxşar sahə sıxlığına (yəni qalınlığa) malik ChN4.8 və ChM5.2 ilə müqayisə edilir.PM aradan qaldırılması səmərəliliyi təcrübəsində, Int-MN4.5-in ultra incə lif tərəfi tozlu otaqda ifşa edildi, çünki ultra incə lif tərəfi nanofiber tərəfə nisbətən tıxanmağa daha davamlı idi.Şəkil 4a-da göstərildiyi kimi, Int-MN4.5 ChM5.2-yə bənzəyən və ChM5.2 ChN4-dən xeyli aşağı olan 37 Pa təzyiq düşməsi ilə iki birkomponentli filtrdən daha yaxşı PM xaricetmə səmərəliliyini və təzyiq fərqini göstərir.8. Bundan əlavə, Int-MN4.5-in PM1.0 xaricetmə effektivliyi 91% təşkil edir (Şəkil 4b).Digər tərəfdən, ChM5.2, məsamələri Int-MN4.5-dən daha böyük olduğundan, PM1.0-ın çıxarılmasında belə yüksək effektivlik göstərməmişdir.
Göndərmə vaxtı: 03 noyabr 2021-ci il
