ساخت بسترهای چند کاربردی نانوکامپوزیتی به منظور استفاده در فیلتراسیون آلاینده های هوا

زمینه و هدف: هدف مطالعه حاضر ساخت و بهینه سازی شرایط الکتروریسی بسترهای نانوکامپوزیتی چند کاربردی و ارزیابیعملکرد این بسترها در شرایط شبیه سازی شده به منظور فیلتراسیون نانو ذرات در محدوده ابعادی 10 تا 1000 نانومتر،بررسی عملکرد آنها در حذف تولوئن به عنوان مدلی از آلاینده های گازی فرار از جریان هوا و همچنین تعیین خصوصیات ضدباکتریایی این بسترها در برابر باکتری های اشیرشیاکلای بود.مواد و روش ها : ابتدا بسترهای نانوفیبری پلی اورتان و کیتوزان بوسیله فرایند الکتروریسی ساخته شدند. پارامترهای موثر درفرایند الکتروریسی این پلیمرها برای تولید نانوفیبرهای با قطر مشخص و یکنواخت با استفاده از روش سطح پاسخ و تجزیه وتحلیل واریانس بهینه سازی شدند. پس از ساخت بسترهای پایه پلی اورتان و بررسی تاثیر پارامترهای عملیاتی و ساختاریمختلف از قبیل سرعت سطحی فیلتراسیون، ضخامت بستر، دانسیته فشردگی و نحوه قرار گیری لایه های نانوفیبری بر راندمانفیلتراسیون و فاکتور کیفیت بسترها در فیلتراسیون نانو ذرات با دامنه سایزی 10 تا 1000 نانومتر به منظور تقویت خصوصیاتجذبی بسترهای تولید شده از نانولوله های کربنی چند جداره و به منظور تقویت خصوصیات ضد باکتریایی بسترهای تولیدشده از کیتوزان و نانوذرات نقره استفاده شد و خصوصیات جذبی و ضد باکتریایی بسترهای ساخته شده مورد بررسی قرار گرفت.یافته ها : نتایج مطالعه نشان داد که شرایط بهینه الکتروریسی برای پلیمر پلی اورتان زمانی حاصل می شود که غلظت محلولالکتروریسی 14 درصد وزنی حجمی، ولتاژ الکتروریسی 17 کیلو ولت، فاصله سوزن تا کالکتور 10 سانتی متر، دبی تزریق پلیمر0/4 میلی لیتر در ساعت باشد. نتایج کسب شده نشان داد که افزایش افت فشار عامل محدود کننده در برابر افزایش ضخامت ودانسیته فشردگی بسترها به منظور بهبود راندمان فیلتراسیون آنها می باشد که با استفاده از بسترهای چند لایه می توان تاحدودی این مشکل را برطرف نمود. بررسی عملکرد بسترهای نانوفیبری پلی اورتان در حذف تولوئن از جریان هوا نشان داد کهبسترهای نانوفیبری پلی اورتان با توجه به سطح رویه کمتر در مقایسه با جاذب های معمول همانند ذغال فعال، ظرفیت جذبمناسبی برای جذب ترکیبات آلی فرار از هوا دارند. همچنین مشاهده شد که اضافه نمودن نانولوله های کربنی به نانوفیبرهایپلی اورتان می تواند در افزایش ظرفیت جذبی آنها موثر باشد. بررسی خصوصیات ضد باکتریایی بسترهای نانوفیبری ساختهشد نشان داد که می توان با اضافه نمودن نانوفیبرهای کیتوزان و نانو ذرات نقره به عنوان مواد دارای خاصیت ضد میکروبی بهبسترهای نانوفیبری پلی اورتان خاصیت ضد باکتریایی در آنها ایجاد نمود.نتیجه گیری : بطور کلی بسترهای ساخته شده از لحاظ کارکرد فیلتراسیونی در مقابل نانو ذرات و خصوصیات ضد باکتریاییعملکرد قابل قبولی را به منظور کاربرد در ساخت فیلترهای صنعتی و حفاظت تنفسی نشان دادند. بررسی راندمان جذبی اینبسترها در برابر تولوئن به عنوان مدلی از ترکیبات آلی فرار نشان داد اگر چه به دلیل وزن پایه کم بسترها، در مدت زمانکوتاهی از تولوئن اشباع شده و شکست آلاینده اتفاق می افتد ولی سهولت و قابلیت احیاء این بسترها در دماهای کم نسبت بهجاذب های متداول مزیت مهمی می باشد.

Keywords:

فیلتراسیون , نانوکامپوزیت , نانو ذرات , الکتروریسی