توسعه فیلتر مدیاهای نانولیفی حاوی نانوذرات برای حذف ذرات از جریان گازی

زمینه و هدف: مطالعه حاضر سعی در توسعه فیلترهای نانولیفی حاوی نانوذرات اکسید منیزیم به منظور کاربرد آتی در حذف ذرات را از جریان گازی دارد. روش بررسی: ساخت نانوالیاف به روش الکتروریسی منطبق با طرح آزمایش تهیه شده توسط روش سطح پاسخ انجام گرفت. بهینه سازی پارامترهای الکتروریسی برای رسیدن به ویژگی های فیلتر شامل قطر الیاف، تخلخل فیلتر و تعداد گره انجام شد. بعد از تهیه تصاویر میکروسکوپی، تعیین قطر الیاف و تعداد گره توسط نرم افزار پردازش تصویر و محاسبه درصد تخلخل با کمک نرم افزار Mat lab صورت گرفت. فیلتر مدیای نهایی مبتنی بر شرایط بهینه الکتروریسی تولید و آزمون عملکرد فیلتر هپا برای آن صورت گرفت. یافته ها: از نظر ویژگی های ریخت شناسی مثل پیوستگی الیاف، عدم وجود شاخه های اضافی و تعداد کم تر گره و برجستگی، آزمایش شماره ۲ (غلظت :۱۶ wt%، ولتاژ:۱۰kV،فاصله :۱۵cm) بهترین شرایط را دارا بود. در این شماره آزمایش، بالاترین قطر الیاف نیز دیده شد. در بین پارامترهای الکتروریسی، بالاترین ضریب همبستگی بین غلظت محلول و متغیرهای پاسخ دیده شد و این رابطه برای قطر الیاف و درصد تخلخل از نظر آماری معنی دار تعیین گردید (به ترتیب ۰/۰۵ > p  و ۰/۰۱ > p). رابطه مثبت و ضعیفی بین قطر الیاف تولیدی و درصد تخلخل مدیا (r =۰/۲۹,p >۰/۰۵) و رابطه منفی و ضعیفی بین قطر الیاف و تعداد گره حاصله r =-۰/۲,p >۰/۰۵)) یافت شد. نتیجه گیری: غلظت محلول به عنوان تاثیرگذارترین پارامتر الکتروریسی بر ویژگی های فیلتر شناخته شد، که با افزایش آن تعداد گره شکل گرفته در الیاف کمتر ولی الیافی با قطر بزرگتر تولید شدند. با افزایش قطر الیاف، اندازه حفرات فیلتر و درصد تخلخل افزوده گردید. مدل های ریاضی دوجمله ای بین متغیرهای مورد بررسی یافت شد. کارایی فیلتر بهینه شده قابل مقایسه با فیلترهای هپا بوده، و از افت فشار کمتری نیز برخوردار بود.

Keywords:

Nanofibrous Filter , Electrospinning , HEPA Filter , Efficiency , Pressure Drop , فیلتر نانولیفی , الکتروریسی , فیلتر هپا , کارایی , افت فشار