Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Маводҳои пешрафта ва муҳандисии кимиё, Донишгоҳи илм ва технология (UST), Дежон, 34113 Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Маводҳои пешрафта ва муҳандисии кимиё, Донишгоҳи илм ва технология (UST), Дежон, 34113 Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Маводҳои пешрафта ва муҳандисии кимиё, Донишгоҳи илм ва технология (UST), Дежон, 34113 Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Маводҳои пешрафта ва муҳандисии кимиё, Донишгоҳи илм ва технология (UST), Дежон, 34113 Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Маводҳои пешрафта ва муҳандисии кимиё, Донишгоҳи илм ва технология (UST), Дежон, 34113 Ҷумҳурии Корея
Институти технологияи кимиёвии Корея (KRICT) Маркази тадқиқотии кимиёи биологӣ, Улсан, 44429, Ҷумҳурии Корея
Маводҳои пешрафта ва муҳандисии кимиё, Донишгоҳи илм ва технология (UST), Дежон, 34113 Ҷумҳурии Корея
Аз истиноди зер истифода баред, то нусхаи пурраи ин мақоларо бо дӯстон ва ҳамкорони худ мубодила кунед.бисёр омӯхтан.
Бар асари пандемияи коронавирус ва масъалаҳои марбут ба моддаҳои заррача (PM) дар ҳаво, талабот ба ниқобҳо ба таври назаррас афзоиш ёфтааст.Бо вуҷуди ин, филтрҳои анъанавии ниқоб дар асоси нерӯи статикӣ ва нано ҷумбонидан ҳама якдафъаина, вайроннашаванда ё дубора истифодашаванда мебошанд, ки боиси мушкилоти ҷиддии партовҳо мешаванд.Илова бар ин, якум дар шароити намӣ вазифаи худро аз даст медиҳад, дар ҳоле ки дуюмӣ бо коҳиши назарраси фишори ҳаво кор мекунад ва маҳкамшавии нисбатан тези сӯрохиҳо ба амал меояд.Дар ин ҷо як филтри ниқоби биологӣ, ба намӣ тобовар, хеле нафаскашӣ ва баландсифати нахи ниқоб таҳия шудааст.Хулоса, ду нахҳои ултрафифии биологӣ вайроншаванда ва тахтаҳои нанофибер ба филтри мембранаи Janus ворид карда мешаванд ва сипас бо нановуҳисҳои катион зарядноки хитозан пӯшонида мешаванд.Ин филтр мисли филтри тиҷории N95 самаранок аст ва метавонад 98,3% аз 2,5 мкм PM тоза кунад.Нанофиберҳо зарраҳои ночизро ҷисман экран мекунанд ва нахҳои ултранафӣ фарқияти фишори пасти 59 Паро таъмин мекунанд, ки барои нафаскашии инсон мувофиқ аст.Бар хилофи коҳиши якбораи кори филтрҳои тиҷоратии N95 ҳангоми дучор шудан ба намӣ, талафоти кори ин филтр ночиз аст, аз ин рӯ онро чанд маротиба истифода бурдан мумкин аст, зеро диполҳои доимии хитозан PM-и ултрафинаро (масалан, нитроген) адсорб мекунанд.ва оксидҳои сулфур).Муҳим аст, ки ин филтр дар давоми 4 ҳафта дар хоки компостшуда пурра таҷзия шавад.
Пандемияи кунунии бесобиқаи коронавирус (COVID-19) талаботи зиёдро ба ниқобҳо афзоиш медиҳад.[1] Созмони Умумиҷаҳонии Тандурустӣ (ТУТ) ҳисоб мекунад, ки имсол ҳар моҳ ба 89 миллион ниқоби тиббӣ ниёз дорад.[1] На танҳо ба мутахассисони соҳаи тиб ниёз ба ниқобҳои баландсифати N95 доранд, балки ниқобҳои таъиноти умумӣ барои ҳама одамон низ ба таҷҳизоти зарурии ҳаррӯза барои пешгирии ин бемории сироятии роҳи нафас табдил ёфтаанд.[1] Илова бар ин, вазоратҳои дахлдор истифодаи ниқобҳои якдафъаинаро ҳамарӯза тавсия медиҳанд, [1] ин боиси мушкилоти экологии марбут ба партовҳои зиёди ниқоб гардид.
Азбаски моддаҳои заррачаҳо (PM) дар айни замон мушкилтарин мушкилоти ифлосшавии ҳаво мебошанд, ниқобҳо чораи муассиртарин барои шахсони алоҳида дастрас гардиданд.PM аз рӯи андозаи зарраҳо (мутаносибан 2,5 ва 10 мкм) ба PM2.5 ва PM10 тақсим мешавад, ки ба муҳити табиӣ [2] ва сифати ҳаёти инсон бо роҳҳои гуногун таъсири ҷиддӣ мерасонад.[2] Ҳар сол, PM боиси марги 4,2 миллион ва 103,1 миллион соли маъюбии ислоҳшуда мегардад.[2] PM2.5 ба саломатӣ хатари махсусан ҷиддӣ дорад ва расман ҳамчун канцерогени гурӯҳи I таъин шудааст.[2] Аз ин рӯ, таҳқиқ ва таҳияи филтри муассири ниқоб аз ҷиҳати гузариши ҳаво ва хориҷ кардани PM сари вақт ва муҳим аст.[3]
Умуман, филтрҳои нахи анъанавӣ PM-ро бо ду роҳи гуногун мегиранд: тавассути ҷуброни физикӣ дар асоси нанофилҳо ва адсорбсияи электростатикӣ дар асоси микрофиберҳо (Расми 1а).Истифодаи филтрҳои бар нанофибер асосёфта, бахусус тахтаҳои нанофибери барқӣ, як стратегияи муассир барои нест кардани PM собит шудааст, ки натиҷаи дастрасии васеъи мавод ва сохтори назоратшавандаи маҳсулот мебошад.[3] Мати нанофибр метавонад зарраҳои андозаи ҳадафро, ки аз фарқияти андозаи байни зарраҳо ва сӯрохҳо ба вуҷуд омадааст, хориҷ кунад.[3] Бо вуҷуди ин, нахҳои нано-миқёс бояд зич ҷамъ карда шаванд, то сӯрохиҳои хеле хурдро ба вуҷуд оранд, ки аз сабаби фарқияти фишори баланд ба нафаскашии бароҳати инсон зарароваранд.Илова бар ин, сӯрохиҳои хурд ногузир нисбатан зуд баста мешаванд.
Аз тарафи дигар, тахтаи нахи ултра-нахи гудохташуда тавассути майдони электрикии энергияи баланд электростатикӣ пур карда мешавад ва зарраҳои хеле хурд тавассути адсорбсияи электростатикӣ гирифта мешаванд.[4] Ҳамчун намунаи намояндагӣ, респиратори N95 як респиратори филтркунандаи ниқоби рӯй мебошад, ки ба талаботи Донишкадаи миллии бехатарии меҳнат ва ҳифзи меҳнат мувофиқат мекунад, зеро он ҳадди аққал 95% зарраҳои ҳаворо филтр карда метавонад.Ин навъи филтр PM-и ултранафиро, ки одатан аз моддаҳои анионӣ ба монанди SO42− ва NO3− иборат аст, тавассути ҷалби қавии электростатикӣ ҷаббида мекунад.Бо вуҷуди ин, заряди статикӣ дар рӯи матои нахӣ дар муҳити намӣ ба осонӣ пароканда мешавад, масалан, дар нафаскашии намии инсон [4], ки дар натиҷа қобилияти адсорбсия коҳиш меёбад.
Барои боз ҳам беҳтар кардани кори филтратсия ё ҳалли муомилоти байни самаранокии бартарафкунӣ ва пастшавии фишор, филтрҳо дар асоси нанофилҳо ва микрофиберҳо бо маводи баланд-k, ба монанди маводи карбон, чаҳорчӯбаҳои органикии металлӣ ва нанозарраҳои PTFE якҷоя карда мешаванд.[4] Бо вуҷуди ин, заҳролудшавии номуайяни биологӣ ва парокандашавии зарядҳои ин иловаҳо ҳанӯз ҳам мушкилоти ногузиранд.[4] Аз ҷумла, ин ду намуди филтрҳои анъанавӣ одатан вайроншавандаанд, аз ин рӯ онҳо дар ниҳоят дар партовгоҳҳо дафн карда мешаванд ё пас аз истифода сӯзонда мешаванд.Аз ин рӯ, таҳияи филтрҳои мукаммали ниқоб барои ҳалли ин мушкилоти партовҳо ва ҳамзамон ба таври қаноатбахш ва пурқувват гирифтани PM як ниёзи муҳими имрӯза мебошад.
Барои ҳалли мушкилоти дар боло зикршуда, мо як филтри мембранаи Janus истеҳсол кардем, ки бо поли(бутилен сукцинат) дар асоси (асоси PBS) [5] микрофибр ва тахтаҳои нанофибер муттаҳид карда шудааст.Филтри мембранаи Janus бо мӯйҳои хитозан нано (CsWs) пӯшонида шудааст [5] (Расми 1б).Тавре ки ба ҳама маълум аст, PBS як полимери намояндагии биологӣ мебошад, ки метавонад тавассути электроспиннинг нахи ултранафин ва нанофибери нобофта истеҳсол кунад.Нахҳои нано-миқёси ҷисмонӣ PM-ро ба дом меандозанд, дар ҳоле ки нано-миқёси хурд пастшавии фишорро коҳиш медиҳанд ва ҳамчун чаҳорчӯбаи CsW амал мекунанд.Хитозан як маводи биологӣ мебошад, ки дорои хосиятҳои хуби биологӣ, аз ҷумла мутобиқати биологӣ, биодеградатсия ва заҳролудшавии нисбатан паст мебошад, [5], ки метавонад изтироби марбут ба нафаскашии тасодуфии корбаронро коҳиш диҳад.[5] Илова бар ин, хитозан маконҳои катионӣ ва гурӯҳҳои амидҳои қутбӣ дорад.[5] Ҳатто дар шароити намнок, он метавонад зарраҳои ултранафи қутбӣ (ба монанди SO42- ва NO3-) -ро ҷалб кунад.
Дар ин ҷо, мо дар бораи филтри ниқоби тарки биологӣ, самаранок, намӣ ва фишори паст дар асоси маводи ба осонӣ дастраси биологӣ вайроншаванда гузориш медиҳем.Аз сабаби омезиши ҷумбонидан физикӣ ва адсорбсияи электростатикӣ, филтри ҳамгирошудаи CsW-и микрофибр/нанофибер дорои самаранокии баланди тозакунии PM2.5 (то 98%) мебошад ва дар айни замон, ҳадди ниҳоии фишор дар филтри ғафстарин аст. танҳо Он 59 Па аст, ки барои нафаскашии инсон мувофиқ аст.Дар муқоиса бо таназзули назарраси иҷроиш, ки аз ҷониби филтри тиҷории N95 нишон дода шудааст, ин филтр ҳатто ҳангоми пурра тар будан аз ҳисоби заряди доимии CsW талафоти ночизи самаранокии рафъи PM (<1%) нишон медиҳад.Илова бар ин, филтрҳои мо дар давоми 4 ҳафта дар хоки компостшуда комилан биодеградатсия мешаванд.Дар муқоиса бо таҳқиқоти дигар бо мафҳумҳои шабеҳ, ки дар он қисми филтр аз маводи биологӣ вайроншаванда иборат аст ё иҷрои маҳдудро дар барномаҳои эҳтимолии биополимерҳои бофташуда нишон медиҳад, [6] ин филтр мустақиман биодеградатсияи хусусиятҳои пешрафтаро нишон медиҳад (филми S1, маълумоти дастгирӣ).
Ҳамчун ҷузъи филтри мембранаи Janus, аввал тахтаҳои нанофибр ва нахи нахи PBS омода карда шуданд.Аз ин рӯ, маҳлулҳои 11% ва 12% PBS барои тавлиди нахҳои нанометрӣ ва микрометрӣ, аз сабаби фарқияти часпакиашон мутаносибан электроспун карда шуданд.[7] Маълумоти муфассал дар бораи хусусиятҳои маҳлул ва шароити оптималии электроспиннинг дар ҷадвалҳои S1 ва S2 дар маълумоти дастгирӣ оварда шудаанд.Азбаски нахи ҳамчун ресандагӣ ҳанӯз ҳам ҳалкунандаи боқимонда дорад, ба дастгоҳи маъмулии электроспиннинг ваннаи иловагии коагулятсия илова карда мешавад, ки дар расми 2а нишон дода шудааст.Илова бар ин, ванна об метавонад инчунин чаҳорчӯбаро барои ҷамъоварии матои нахи коагулятсионии PBS истифода барад, ки аз матритсаи сахт дар муҳити анъанавӣ фарқ мекунад (Расми 2b).[7] Диаметри миёнаи нахи тахтаҳои микрофибр ва нанофибер мутаносибан 2,25 ва 0,51 мкм ва диаметри миёнаи сӯрохиҳо мутаносибан 13,1 ва 3,5 микрон аст (Расми 2c, d).Азбаски ҳалкунандаи хлороформ/этанол 9:1 пас аз озод шудан аз сопло зуд бухор мешавад, фарқияти часпаки байни маҳлулҳои 11 ва 12 ват% зуд меафзояд (Расми S1, маълумоти дастгирӣ).[7] Аз ин рӯ, фарқияти консентратсияи танҳо 1 ват% метавонад тағироти назаррасро дар диаметри нах ба вуҷуд орад.
Пеш аз санҷидани кори филтр (Расми S2, маълумоти дастгирӣ), бо мақсади муқоисаи оқилонаи филтрҳои гуногун, матоъҳои бофташудаи ғафсии стандартӣ истеҳсол карда шуданд, зеро ғафсӣ омили муҳимест, ки ба фарқияти фишор ва самаранокии филтратсия таъсир мерасонад.Азбаски матоъҳои бофташуда нарм ва ковок мебошанд, бевосита муайян кардани ғафсии матоъҳои бофташудаи электрикӣ душвор аст.Ғафсии матоъ одатан ба зичии сатҳ мутаносиб аст (вазни воҳиди майдон, вазни асоси).Аз ин рӯ, дар ин тадқиқот мо вазни асосиро (gm-2) ҳамчун ченаки самараноки ғафсӣ истифода мебарем.[8] Ғафсӣ тавассути тағир додани вақти электроспиннинг назорат карда мешавад, тавре ки дар расми 2e нишон дода шудааст.Баробари аз 1 дакика то 10 дакика зиёд шудани вакти ресандагй гафсии матои микрофибра мутаносибан ба 0,2, 2,0, 5,2 ва 9,1 гм-2 меафзояд.Хамин тавр, гафсии матои нанофибрй мутаносибан ба 0,2, 1,0, 2,5 ва 4,8 гм-2 зиёд карда шуд.Табақҳои микрофибрӣ ва нанофилҳо аз рӯи арзишҳои ғафсии онҳо (gm-2) чунин таъин карда мешаванд: M0.2, M2.0, M5.2 ва M9.1, ва N0.2, N1.0, N2.5 ва N4. 8.
Фарқи фишори ҳаво (ΔP) дар тамоми намуна нишондиҳандаи муҳими кори филтр мебошад.[9] Нафаскашӣ тавассути филтр бо пастшавии фишори баланд барои корбар нороҳат аст.Табиист, ки дар баробари зиёд шудани ғафсии филтр пастшавии фишор зиёд мешавад, чуноне ки дар расми S3 маълумоти дастгирӣ нишон дода шудааст.Матни нанофибер (N4.8) пастшавии фишори баландтарро нисбат ба матои микрофибр (M5.2) дар ғафсии муқоисашаванда нишон медиҳад, зеро матои нанофибер дорои сӯрохиҳои хурдтар аст.Вақте ки ҳаво аз филтр бо суръати аз 0,5 то 13,2 мс-1 мегузарад, пастшавии фишори ду намуди гуногуни филтрҳо тадриҷан аз 101 Па то 102 Па зиёд мешавад. Ғафсӣ бояд барои мувозинати пастшавии фишор ва бартараф кардани PM оптимизатсия карда шавад. самаранокӣ;суръати ҳаво 1,0 мс-1 оқилона аст, зеро вақти нафаскашии одамон тавассути даҳон тақрибан 1,3 мс-1 аст.[10] Дар робита ба ин, пастшавии фишори M5.2 ва N4.8 бо суръати ҳавои 1.0 мс-1 (камтар аз 50 Па) қобили қабул аст (Расми S4, маълумоти дастгирӣ).Лутфан таваҷҷӯҳ намоед, ки коҳиши фишори N95 ва ниқобҳои филтри стандартии Корея (KF94) мутаносибан аз 50 то 70 Па аст.Коркарди минбаъдаи CsW ва ҳамгироии филтри микро/нано метавонад муқовимати ҳаворо зиёд кунад;аз ин рӯ, барои таъмини маржаи пастшавии фишор, мо пеш аз таҳлили M5.2 ва N4.8 N2.5 ва M2.0-ро таҳлил кардем.
Дар суръати ҳадафи ҳавои 1,0 мс-1, самаранокии бартарафсозии PM1.0, PM2.5 ва PM10 аз микрофиберҳои PBS ва тахтаҳои нанофилӣ бидуни заряди статикӣ омӯхта шуд (Расми S5, маълумоти дастгирӣ).Мушоҳида мешавад, ки самаранокии бартарафсозии PM умуман бо афзоиши ғафсӣ ва андозаи PM меафзояд.Самаранокии бартарафсозии N2.5 аз сабаби сӯрохиҳои хурдтараш аз M2.0 беҳтар аст.Самаранокии бартарафсозии M2.0 барои PM1.0, PM2.5 ва PM10 мутаносибан 55.5%, 64.6% ва 78.8% буд, дар ҳоле ки арзишҳои шабеҳи N2.5 71.9%, 80.1% ва 89.6% буданд (Расми 2f).Мо пай бурдем, ки фарқияти калонтарини самаранокӣ байни M2.0 ва N2.5 PM1.0 аст, ки ин нишон медиҳад, ки ҷуброни ҷисмонии торҳои микрофибр барои PM-и сатҳи микрон самаранок аст, аммо барои PM-сатҳи нано самаранок нест (Расм. S6, маълумоти дастгирӣ)., M2.0 ва N2.5 ҳарду қобилияти забти PM-ро камтар аз 90% нишон медиҳанд.Илова бар ин, N2.5 метавонад нисбат ба M2.0 ба чанг бештар осебпазир бошад, зеро зарраҳои чанг метавонанд ба осонӣ сӯрохҳои хурдтари N2.5-ро маҳкам кунанд.Дар сурати мавҷуд набудани заряди статикӣ, ҷуброни ҷисмонӣ дар қобилияти худ барои ноил шудан ба пастшавии фишори зарурӣ ва самаранокии бартарафсозӣ дар як вақт маҳдуд аст, зеро муносибати байни онҳо.
Адсорбсияи электростатикӣ усули аз ҳама васеъ истифодашаванда барои гирифтани PM ба таври муассир мебошад.[11] Умуман, заряди статикӣ ба филтри ғайрибофташуда тавассути майдони электрикии энергияи баланд маҷбуран ворид карда мешавад;аммо ин заряди статикӣ дар шароити намӣ ба осонӣ пароканда мешавад, ки дар натиҷа қобилияти гирифтани PM аз даст меравад.[4] Ҳамчун маводи биологӣ барои филтратсияи электростатикӣ, мо 200 нм дарозӣ ва 40 нм васеъ CsW ҷорӣ кардем;аз сабаби гурӯҳҳои аммонийӣ ва гурӯҳҳои амидҳои қутбӣ, ин nanowhiskers дорои зарядҳои доимии катионӣ мебошанд.Заряди мусбии мавҷуда дар сатҳи CsW бо потенсиали zeta (ZP) ифода карда мешавад;CsW дар об бо рН 4,8 пароканда мешавад ва ZP онҳо +49,8 мВ аст (Расми S7, маълумоти дастгирӣ).
Микрофиберҳои бо CsW пӯшонидашудаи PBS (ChMs) ва нанофилҳо (ChNs) бо қабати оддӣ дар дисперсияи обии 0,2 ват% CsW омода карда шуданд, ки консентратсияи мувофиқ барои пайваст кардани миқдори максималии CsWs ба сатҳи нахҳои PBS, тавре ки дар рақам, ки дар расми 3а ва расми S8 нишон дода шудааст, маълумоти дастгирӣ.Тасвири спектроскопияи рентгении дисперсионии энергияи нитроген (EDS) нишон медиҳад, ки сатҳи нахи PBS бо зарраҳои CsW яксон пӯшонида шудааст, ки ин дар тасвири сканерии микроскопи электронии (SEM) низ аён аст (Расми 3b; Расми S9, маълумоти дастгирӣ) .Илова бар ин, ин усули пӯшиш ба наноматериалҳои заряднок имкон медиҳад, ки сатҳи нахро маҳкам печонанд ва ба ин васила қобилияти бартараф кардани PM-и электростатикиро ба ҳадди аксар расонанд (Расми S10, маълумоти дастгирӣ).
Самаранокии бартарафсозии PM-и ChM ва ChN омӯхта шуд (расми 3в).M2.0 ва N2.5 бо CsW пӯшонида шуданд, то мутаносибан ChM2.0 ва ChN2.5 ҳосил кунанд.Самаранокии бартарафсозии ChM2.0 барои PM1.0, PM2.5 ва PM10 мутаносибан 70.1%, 78.8% ва 86.3% буд, дар ҳоле ки арзишҳои шабеҳи ChN2.5 мутаносибан 77.0%, 87.7% ва 94.6% буд.Сарпӯши CsW самаранокии бартарафсозии M2.0 ва N2.5-ро хеле беҳтар мекунад ва таъсире, ки барои PM каме хурдтар мушоҳида мешавад, назаррастар аст.Махсусан, наноҳиссаҳои хитозан самаранокии бартарафсозии M2.0s PM0.5 ва PM1.0-ро мутаносибан 15% ва 13% зиёд карданд (Расми S11, маълумоти дастгирӣ).Гарчанде ки M2.0 аз сабаби фосилаи нисбатан васеъи фибрилҳо истисно кардани PM1.0 хурдтар душвор аст (расми 2c), ChM2.0 PM1.0-ро адсорб мекунад, зеро катионҳо ва амидҳо дар CsWs аз ион-ион мегузаранд ва таъсири мутақобилаи қутбҳои ионҳоро пайваст мекунанд. , ва таъсири мутақобилаи дипол-диполӣ бо чанг.Аз сабаби рӯйпӯши CsW, самаранокии бартарафсозии PM аз ChM2.0 ва ChN2.5 нисбат ба ғафси M5.2 ва N4.8 баланд аст (Ҷадвали S3, маълумоти дастгирӣ).
Ҷолиб он аст, ки гарчанде ки самаранокии бартарафсозии PM ба таври назаррас беҳтар шудааст, рӯйпӯши CsW ба пастшавии фишор кам таъсир мерасонад.Пастшавии фишори ChM2.0 ва ChN2.5 каме зиёд шуда, то 15 ва 23 Паро ташкил дод, ки тақрибан нисфи афзоиши M5.2 ва N4.8 мушоҳида шудааст (Расми 3d; Ҷадвали S3, маълумоти дастгирӣ).Аз ин рӯ, пӯшиш бо маводҳои биологӣ як усули мувофиқ барои қонеъ кардани талаботи иҷрои ду филтрҳои асосӣ аст;яъне самаранокии бартараф кардани PM ва фарқияти фишори ҳаво, ки ҳамдигарро истисно мекунанд.Аммо, самаранокии бартарафсозии PM1.0 ва PM2.5 аз ChM2.0 ва ChN2.5 ҳарду аз 90% камтар аст;аз афташ, ин нишондихандаро бехтар кардан лозим аст.
Системаи ҳамгирошудаи филтратсия, ки аз мембранаҳои сершумор бо тадриҷан тағирёбандаи диаметри нах ва андозаи сӯрохиҳо иборат аст, метавонад мушкилоти дар боло зикршударо ҳал кунад [12].Филтри ҳамгирошудаи ҳаво дорои бартариҳои ду нахи гуногун ва торҳои нахи олӣ мебошад.Дар робита ба ин, ChM ва ChN танҳо барои истеҳсоли филтрҳои интегралӣ (Int-MNs) ҷамъ карда мешаванд.Масалан, Int-MN4.5 бо истифода аз ChM2.0 ва ChN2.5 омода карда мешавад ва иҷрои он бо ChN4.8 ва ChM5.2, ки зичии якхела (яъне ғафсӣ) доранд, муқоиса карда мешавад.Дар озмоиши самаранокии бартараф кардани PM, паҳлӯи нахи ултранахи Int-MN4.5 дар утоқи чанголуд фош карда шуд, зеро тарафи нахи ултранахи нисбат ба паҳлӯи нанофибер ба басташавӣ тобовартар буд.Тавре ки дар расми 4а нишон дода шудааст, Int-MN4.5 нисбат ба ду филтри яккомпонентӣ самаранокии беҳтари бартарафсозии PM ва фарқияти фишорро нишон медиҳад, ки фишори пасти 37 Паро ташкил медиҳад, ки ба ChM5.2 монанд аст ва нисбат ба ChM5.2 ChN4 хеле паст аст.8. Илова бар ин, самаранокии бартарафсозии PM1.0 аз Int-MN4.5 91% аст (Расми 4б).Аз тарафи дигар, ChM5.2 самаранокии баланди PM1.0-ро нишон надодааст, зеро сӯрохиҳои он нисбат ба Int-MN4.5 калонтаранд.
Вақти фиристодан: Ноябр-03-2021
