Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Advanced Materials and Chemical Engineering, University of Science and Technology (UST), Тэджон, 34113, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Advanced Materials and Chemical Engineering, University of Science and Technology (UST), Тэджон, 34113, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Advanced Materials and Chemical Engineering, University of Science and Technology (UST), Тэджон, 34113, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Advanced Materials and Chemical Engineering, University of Science and Technology (UST), Тэджон, 34113, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Advanced Materials and Chemical Engineering, University of Science and Technology (UST), Тэджон, 34113, Рэспубліка Карэя
Даследчы цэнтр біяхімічнай хіміі Карэйскага інстытута хімічных тэхналогій (KRICT), Ульсан, 44429, Рэспубліка Карэя
Advanced Materials and Chemical Engineering, University of Science and Technology (UST), Тэджон, 34113, Рэспубліка Карэя
Выкарыстоўвайце спасылку ніжэй, каб падзяліцца поўнай тэкставай версіяй гэтага артыкула з сябрамі і калегамі.даведацца больш.
З-за пандэміі каранавіруса і праблем, звязаных з цвёрдымі часціцамі (PM) у паветры, попыт на маскі вырас у геаметрычнай прагрэсіі.Аднак усе традыцыйныя маскі-фільтры на аснове статычнай электрычнасці і нанасіт аднаразовыя, не падлягаюць раскладанню або перапрацоўцы, што прывядзе да сур'ёзных праблем з адходамі.Акрамя таго, першы страціць сваю функцыю ў вільготных умовах, у той час як другі будзе працаваць пры значным перападзе ціску паветра і адбудзецца адносна хуткае закаркаванне пор.Тут быў распрацаваны біяраскладальны, вільгаценепранікальны, добра прапускалы паветра, высокапрадукцыйны валакнасты маскавы фільтр.Карацей кажучы, два біяраскладальных звыштонкіх валакна і мат з нанавалакна інтэграваныя ў мембранны фільтр Janus, а затым пакрытыя катыённа зараджанымі нанавусамі хітазану.Гэты фільтр гэтак жа эфектыўны, як камерцыйны фільтр N95, і можа выдаляць 98,3% 2,5 мкм PM.Нанавалакна фізічна адсейваюць дробныя часціцы, а звыштонкія валакна забяспечваюць нізкую розніцу ціску ў 59 Па, якая падыходзіць для дыхання чалавека.У адрозненне ад рэзкага зніжэння прадукцыйнасці камерцыйных фільтраў N95 пры ўздзеянні вільгаці, страта прадукцыйнасці гэтага фільтра нязначная, таму яго можна выкарыстоўваць некалькі разоў, таму што пастаянны дыполь хітазану адсарбуе звыштонкія PM (напрыклад, азот).І аксіды серы).Важна, каб гэты фільтр цалкам расклаўся ў кампоставанай глебе на працягу 4 тыдняў.
Цяперашняя беспрэцэдэнтная пандэмія каранавіруса (COVID-19) выклікае велізарны попыт на маскі.[1] Сусветная арганізацыя аховы здароўя (СААЗ) мяркуе, што кожны месяц у гэтым годзе патрабуецца 89 мільёнаў медыцынскіх масак.[1] Медыцынскія работнікі маюць патрэбу не толькі ў высокаэфектыўных масках N95, але і ўніверсальных масках для ўсіх людзей таксама сталі незаменным штодзённым абсталяваннем для прафілактыкі гэтага рэспіраторнага інфекцыйнага захворвання.[1] Акрамя таго, адпаведныя міністэрствы настойліва рэкамендуюць выкарыстоўваць аднаразовыя маскі кожны дзень, [1] гэта прывяло да экалагічных праблем, звязаных з вялікай колькасцю адходаў маскі.
Паколькі цвёрдыя часціцы (PM) у цяперашні час з'яўляюцца найбольш праблематычнай праблемай забруджвання паветра, маскі сталі найбольш эфектыўным сродкам супрацьдзеяння, даступным для людзей.ТЧ дзеліцца на PM2,5 і PM10 у залежнасці ад памеру часціц (2,5 і 10 мкм адпаведна), што рознымі спосабамі сур'ёзна ўплывае на прыроднае асяроддзе [2] і якасць жыцця чалавека.[2] Штогод PM выклікае 4,2 мільёна смерцяў і 103,1 мільёна гадоў жыцця з папраўкай на інваліднасць.[2] PM2,5 уяўляе асабліва сур'ёзную небяспеку для здароўя і афіцыйна прызнаны канцэрагенам I групы.[2] Такім чынам, своечасова і важна даследаваць і распрацаваць эфектыўны маскавы фільтр з пункту гледжання паветрапранікальнасці і выдалення PM.[3]
Наогул кажучы, традыцыйныя валаконныя фільтры ўлоўліваюць PM двума рознымі спосабамі: шляхам фізічнага прасейвання на аснове нанавалакнаў і электрастатычнай адсорбцыі на аснове мікравалаконаў (малюнак 1а).Выкарыстанне фільтраў на аснове нанавалакна, асабліва электрапрадзеных матаў з нанавалакна, аказалася эфектыўнай стратэгіяй для выдалення PM, што з'яўляецца вынікам шырокай даступнасці матэрыялу і кантраляванай структуры прадукту.[3] Мат з нанавалакна можа выдаляць часціцы мэтавага памеру, што выклікана розніцай у памерах часціц і пор.[3] Аднак валакна нанапамернага памеру павінны быць шчыльна складзеныя, каб утварыць надзвычай малыя пары, якія шкодзяць камфортнаму дыханню чалавека з-за звязанай з гэтым высокай рознасці ціску.Акрамя таго, невялікія адтуліны непазбежна закаркоўваюцца адносна хутка.
З іншага боку, ультратонкія валакна, вырабленыя з расплаву, зараджаюцца электрычным полем высокай энергіі, і вельмі дробныя часціцы захопліваюцца шляхам электрастатычнай адсорбцыі.[4] У якасці рэпрэзентатыўнага прыкладу рэспіратар N95 з'яўляецца рэспіратарам-маскай для твару з фільтрам часціц, які адпавядае патрабаванням Нацыянальнага інстытута бяспекі і гігіены працы, таму што ён можа фільтраваць як мінімум 95% часціц у паветры.Гэты тып фільтра паглынае звыштонкія PM, якія звычайна складаюцца з аніённых рэчываў, такіх як SO42− і NO3−, праз моцнае электрастатычнае прыцягненне.Аднак статычны зарад на паверхні валаконнага мата лёгка рассейваецца ў вільготным асяроддзі, напрыклад, пры вільготным дыханні чалавека [4] , што прыводзіць да зніжэння адсарбцыйнай здольнасці.
Каб яшчэ больш палепшыць прадукцыйнасць фільтрацыі або вырашыць кампраміс паміж эфектыўнасцю выдалення і перападам ціску, фільтры на аснове нана- і мікравалаконаў спалучаюцца з матэрыяламі з высокім утрыманнем k, такімі як вугляродныя матэрыялы, металічныя арганічныя каркасы і наначасціцы PTFE.[4] Аднак нявызначаная біялагічная таксічнасць і рассейванне зарада гэтых дадаткаў па-ранейшаму з'яўляюцца непазбежнымі праблемамі.[4] У прыватнасці, гэтыя два тыпы традыцыйных фільтраў, як правіла, не паддаюцца раскладанню, так што яны ў канчатковым выніку будуць пахаваны на звалках або спалены пасля выкарыстання.Такім чынам, распрацоўка палепшаных фільтраў-масак для вырашэння гэтых праблем з адходамі і адначасовага ўлоўлівання PM здавальняючым і магутным спосабам з'яўляецца важнай сучаснай патрэбай.
Каб вырашыць вышэйзгаданыя праблемы, мы вырабілі мембранны фільтр Janus, інтэграваны з мікрафібры і нанавалакна [5] на аснове полі(бутыленсукцынату) (PBS) [5].Мембранны фільтр Janus пакрыты нанавусамі з хітазану (CsWs) [5] (малюнак 1b).Як мы ўсе ведаем, PBS з'яўляецца рэпрэзентатыўным біяраскладальным палімерам, які можа вырабляць звыштонкія валакна і нанавалаконныя нятканыя матэрыялы з дапамогай электрапрадзення.Нанавалокна фізічна затрымліваюць PM, у той час як нанавалокна мікрамаштабу памяншаюць падзенне ціску і дзейнічаюць як каркас CsW.Хітазан - гэта матэрыял на біялагічнай аснове, які, як было даказана, валодае добрымі біялагічнымі ўласцівасцямі, уключаючы біясумяшчальнасць, біяраскладальнасць і адносна нізкую таксічнасць, [5] што можа паменшыць трывогу, звязаную з выпадковым удыханнем.[5] Акрамя таго, хітазан мае катыённыя цэнтры і палярныя амідныя групы.[5] Нават у вільготных умовах ён можа прыцягваць палярныя звышдробныя часціцы (такія як SO42- і NO3-).
Тут мы паведамляем пра біяраскладальны, высокаэфектыўны, вільгаценепранікальны фільтр-маску з нізкім ціскам, заснаваны на даступных біяраскладальных матэрыялах.Дзякуючы спалучэнню фізічнага прасейвання і электрастатычнай адсорбцыі, інтэграваны фільтр з мікрафібры/нанавалакна з пакрыццём CsW мае высокую эфектыўнасць выдалення PM2,5 (да 98%), і ў той жа час максімальнае падзенне ціску на самым тоўстым фільтры складае толькі Гэта 59 Па, прыдатны для дыхання чалавека.У параўнанні са значным пагаршэннем прадукцыйнасці камерцыйнага фільтра N95, гэты фільтр дэманструе нязначную страту эфектыўнасці выдалення PM (<1%), нават калі ён цалкам вільготны, з-за пастаяннай зарадкі CsW.Акрамя таго, нашы фільтры цалкам біяраскладаюцца ў кампоставанай глебе на працягу 4 тыдняў.У параўнанні з іншымі даследаваннямі з падобнымі канцэпцыямі, у якіх частка фільтра складаецца з біяраскладальных матэрыялаў або дэманструе абмежаваную прадукцыйнасць у патэнцыйных прымяненнях біяпалімерных нятканых матэрыялаў [6], гэты фільтр непасрэдна дэманструе біяраскладальнасць пашыраных функцый (фільм S1, дапаможная інфармацыя).
У якасці кампанента мембраннага фільтра Janus упершыню былі падрыхтаваны маты з нанавалакна і звыштонкага валакна PBS.Такім чынам, 11% і 12% растворы PBS былі электрапрадзены для атрымання нанаметровых і мікраметровых валокнаў адпаведна з-за розніцы ў глейкасці.[7] Падрабязная інфармацыя аб характарыстыках раствора і аптымальных умовах электрапрадзення пералічана ў табліцах S1 і S2 у дапаможнай інфармацыі.Паколькі прамотанае валакно ўсё яшчэ ўтрымлівае рэшткі растваральніка, у тыповую прыладу для электрапрадзення дадаецца дадатковая ванна для каагуляцыі вады, як паказана на малюнку 2а.Акрамя таго, вадзяная лазня таксама можа выкарыстоўваць раму для збору каагуліраванага валакна з чыстага PBS, якое адрозніваецца ад цвёрдай матрыцы ў традыцыйных умовах (малюнак 2b).[7] Сярэдні дыяметр валокнаў мікрафібры і нанавалакна маты складае 2,25 і 0,51 мкм адпаведна, а сярэдні дыяметр пор складае 13,1 і 3,5 мкм адпаведна (малюнак 2c, d).Паколькі растваральнік хлараформ/этанол 9:1 хутка выпараецца пасля выхаду з сопла, розніца ў вязкасці паміж растворамі 11 і 12 мас.% хутка ўзрастае (малюнак S1, дапаможная інфармацыя).[7] Такім чынам, розніца ў канцэнтрацыі толькі ў 1 мас.% можа выклікаць істотнае змяненне дыяметра валакна.
Перад праверкай прадукцыйнасці фільтра (малюнак S2, дапаможная інфармацыя) для абгрунтаванага параўнання розных фільтраў былі выраблены электрапрадзеныя нятканыя матэрыялы стандартнай таўшчыні, паколькі таўшчыня з'яўляецца важным фактарам, які ўплывае на розніцу ціску і эфектыўнасць фільтрацыі прадукцыйнасці фільтра.Паколькі нятканыя матэрыялы мяккія і сітаватыя, цяжка непасрэдна вызначыць таўшчыню электрапрадзеных нятканых матэрыялаў.Таўшчыня тканіны звычайна прапарцыйная павярхоўнай шчыльнасці (вага на адзінку плошчы, базавы вага).Такім чынам, у гэтым даследаванні мы выкарыстоўваем асноўны вага (гм-2) у якасці эфектыўнай меры таўшчыні.[8] Таўшчыня кантралюецца змяненнем часу электрапрадзення, як паказана на малюнку 2e.Па меры павелічэння часу прадзення з 1 хвіліны да 10 хвілін таўшчыня кілімка з мікрафібры павялічваецца да 0,2, 2,0, 5,2 і 9,1 г/м2 адпаведна.Такім жа чынам была павялічана таўшчыня мату з нанавалакна да 0,2, 1,0, 2,5 і 4,8 г/м2 адпаведна.Мацюкі з мікрафібры і нанафібры пазначаюцца па значэннях таўшчыні (гм-2): M0.2, M2.0, M5.2 і M9.1, а таксама N0.2, N1.0, N2.5 і N4. 8.
Рознасць ціску паветра (ΔP) усяго ўзору з'яўляецца важным паказчыкам прадукцыйнасці фільтра.[9] Дыханне праз фільтр з высокім перападам ціску нязручна для карыстальніка.Натуральна, назіраецца, што падзенне ціску ўзрастае па меры павелічэння таўшчыні фільтра, як паказана на малюнку S3, якая пацвярджае інфармацыю.Кілімок з нанавалакна (N4.8) паказвае большы перапад ціску, чым мат з мікрафібры (M5.2) пры параўнальнай таўшчыні, таму што мат з нанавалакна мае меншыя пары.Калі паветра праходзіць праз фільтр з хуткасцю ад 0,5 да 13,2 мс-1, падзенне ціску двух розных тыпаў фільтраў паступова ўзрастае са 101 Па да 102 Па. Таўшчыню трэба аптымізаваць, каб збалансаваць падзенне ціску і выдаленне часціц. эфектыўнасць;хуткасць паветра 1,0 мс-1 з'яўляецца разумнай, таму што час, неабходны чалавеку для дыхання праз рот, складае каля 1,3 мс-1.[10] У сувязі з гэтым перапад ціску M5.2 і N4.8 прымальны пры хуткасці паветра 1,0 мс-1 (менш за 50 Па) (малюнак S4, дапаможная інфармацыя).Звярніце ўвагу, што падзенне ціску маскі N95 і аналагічнага карэйскага стандартнага фільтра (KF94) складае ад 50 да 70 Па адпаведна.Далейшая апрацоўка CsW і інтэграцыя мікра/нанафільтраў могуць павялічыць супраціў паветра;такім чынам, каб забяспечыць запас падзення ціску, мы прааналізавалі N2.5 і M2.0 перад аналізам M5.2 і N4.8.
Пры мэтавай хуткасці паветра 1,0 мс-1 эфектыўнасць выдалення PM1,0, PM2,5 і PM10 з мікрафібры і нанавалакна PBS вывучалася без статычнага зарада (малюнак S5, дапаможная інфармацыя).Заўважана, што эфектыўнасць выдалення PM звычайна павялічваецца з павелічэннем таўшчыні і памеру PM.Эфектыўнасць выдалення N2.5 лепш, чым M2.0 з-за яго меншых пор.Эфектыўнасць выдалення M2.0 для PM1.0, PM2.5 і PM10 склала 55,5%, 64,6% і 78,8% адпаведна, у той час як аналагічныя значэнні N2.5 складалі 71,9%, 80,1% і 89,6% (малюнак 2f).Мы заўважылі, што самая вялікая розніца ў эфектыўнасці паміж M2.0 і N2.5 - PM1.0, што паказвае на тое, што фізічнае прасейванне сеткі з мікрафібры эфектыўна для PM мікроннага ўзроўню, але неэфектыўна для PM нанаўзроўню (малюнак S6, дапаможная інфармацыя)., M2.0 і N2.5 абодва дэманструюць нізкую здольнасць захопліваць PM менш за 90%.Акрамя таго, N2.5 можа быць больш успрымальны да пылу, чым M2.0, таму што часціцы пылу могуць лёгка блакаваць меншыя пары N2.5.Пры адсутнасці статычнага зарада фізічнае прасейванне абмежавана ў сваёй здольнасці адначасова дасягнуць неабходнага падзення ціску і эфектыўнасці выдалення з-за ўзаемасувязі паміж імі.
Электрастатычная адсорбцыя з'яўляецца найбольш шырока выкарыстоўваным метадам эфектыўнага ўлоўлівання ТЧ.[11] Як правіла, статычны зарад прымусова прыкладваецца да нятканага фільтра праз электрычнае поле высокай энергіі;аднак гэты статычны зарад лёгка рассейваецца ў вільготных умовах, што прыводзіць да страты здольнасці ўлоўліваць PM.[4] У якасці біялагічнага матэрыялу для электрастатычнай фільтрацыі мы ўвялі CsW даўжынёй 200 нм і шырынёй 40 нм;з-за іх груп амонія і палярных амідных груп гэтыя нанавусы ўтрымліваюць пастаянныя катыённыя зарады.Даступны станоўчы зарад на паверхні CsW прадстаўлены яго дзета-патэнцыялам (ZP);CsW дыспергаваны ў вадзе з pH 4,8, і іх ZP складае +49,8 мВ (малюнак S7, дапаможная інфармацыя).
Мікравалакна PBS (ChMs) і нанавалокна (ChN), пакрытыя CsW, былі падрыхтаваны простым нанясеннем пакрыцця ў воднай дысперсіі CsW з утрыманнем 0,2% мас., што з'яўляецца адпаведнай канцэнтрацыяй для прымацавання максімальнай колькасці CsW да паверхні валокнаў PBS, як паказана ў малюнак Паказана на малюнку 3a і малюнку S8, дапаможная інфармацыя.Выява рэнтгенаўскай спектраскапіі азоту (EDS) паказвае, што паверхня валакна PBS раўнамерна пакрыта часціцамі CsW, што таксама бачна на выяве сканіруючага электроннага мікраскопа (SEM) (малюнак 3b; малюнак S9, дапаможная інфармацыя) .Акрамя таго, гэты метад нанясення пакрыцця дазваляе зараджаным нанаматэрыялам тонка ахінуць паверхню валакна, тым самым максімізуючы здольнасць электрастатычнага выдалення PM (малюнак S10, дапаможная інфармацыя).
Была вывучана эфектыўнасць выдалення PM ChM і ChN (малюнак 3c).M2.0 і N2.5 былі пакрытыя CsW для атрымання ChM2.0 і ChN2.5 адпаведна.Эфектыўнасць выдалення ChM2.0 для PM1.0, PM2.5 і PM10 склала 70,1%, 78,8% і 86,3% адпаведна, у той час як аналагічныя значэнні ChN2.5 былі 77,0%, 87,7% і 94,6% адпаведна.Пакрыццё CsW значна павышае эфектыўнасць выдалення M2.0 і N2.5, і эфект, які назіраецца для крыху меншага PM, больш значны.У прыватнасці, нанавусы хітазану павялічылі эфектыўнасць выдалення PM0.5 і PM1.0 M2.0 на 15% і 13% адпаведна (малюнак S11, дапаможная інфармацыя).Нягледзячы на тое, што M2.0 цяжка выключыць меншы PM1.0 з-за яго адносна шырокай адлегласці паміж фібрыламі (малюнак 2c), ChM2.0 адсарбуе PM1.0, таму што катыёны і аміды ў CsW праходзяць праз іён-іён, спалучаючы полюсна-іённае ўзаемадзеянне і дыполь-дыпольнае ўзаемадзеянне з пылам.Дзякуючы пакрыццю CsW эфектыўнасць выдалення PM для ChM2.0 і ChN2.5 такая ж высокая, як і для больш тоўстых M5.2 і N4.8 (табліца S3, дапаможная інфармацыя).
Цікава, што, хоць эфектыўнасць выдалення PM значна палепшылася, пакрыццё CsW амаль не ўплывае на падзенне ціску.Падзенне ціску ChM2.0 і ChN2.5 нязначна павялічылася да 15 і 23 Па, амаль удвая меншае, чым для M5.2 і N4.8 (малюнак 3d; табліца S3, дапаможная інфармацыя).Такім чынам, пакрыццё біялагічнымі матэрыяламі з'яўляецца прыдатным метадам для задавальнення патрабаванняў да прадукцыйнасці двух асноўных фільтраў;гэта значыць, эфектыўнасць выдалення PM і розніца ціску паветра, якія з'яўляюцца ўзаемавыключальнымі.Аднак эфектыўнасць выдалення PM1.0 і PM2.5 ChM2.0 і ChN2.5 абодва ніжэй за 90%;відавочна, гэтую прадукцыйнасць трэба палепшыць.
Інтэграваная сістэма фільтрацыі, якая складаецца з некалькіх мембран з паступова зменлівым дыяметрам валокнаў і памерам пор, можа вырашыць вышэйзгаданыя праблемы [12].Убудаваны паветраны фільтр мае перавагі двух розных нанавалакнаў і звыштонкіх валокнаў.У сувязі з гэтым, ChM і ChN проста складзены для атрымання інтэграваных фільтраў (Int-MN).Напрыклад, Int-MN4.5 рыхтуецца з выкарыстаннем ChM2.0 і ChN2.5, і яго характарыстыкі параўноўваюцца з ChN4.8 і ChM5.2, якія маюць аднолькавую плошчавую шчыльнасць (г.зн. таўшчыню).У эксперыменце эфектыўнасці выдалення PM звыштонкі бок валакна Int-MN4.5 быў адкрыты ў пыльным памяшканні, таму што звыштонкі бок валакна быў больш устойлівы да засмечвання, чым бок нанавалакна.Як паказана на малюнку 4a, Int-MN4.5 паказвае лепшую эфектыўнасць выдалення PM і розніцу ціску, чым два аднакампанентныя фільтры, з перападам ціску 37 Па, што падобна на ChM5.2 і значна ніжэй, чым ChM5.2 ChN4.8. Акрамя таго, эфектыўнасць выдалення PM1.0 Int-MN4.5 складае 91% (малюнак 4b).З іншага боку, ChM5.2 не паказаў такой высокай эфектыўнасці выдалення PM1.0, таму што яго пары большыя, чым у Int-MN4.5.
Час публікацыі: 3 лістапада 2021 г
