Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Peirianneg Deunyddiau a Chemegol Uwch, Prifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg (UST), Daejeon, 34113 Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Peirianneg Deunyddiau a Chemegol Uwch, Prifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg (UST), Daejeon, 34113 Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Peirianneg Deunyddiau a Chemegol Uwch, Prifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg (UST), Daejeon, 34113 Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Peirianneg Deunyddiau a Chemegol Uwch, Prifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg (UST), Daejeon, 34113 Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Peirianneg Deunyddiau a Chemegol Uwch, Prifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg (UST), Daejeon, 34113 Gweriniaeth Corea
Sefydliad Technoleg Cemegol Korea (KRICT) Canolfan Ymchwil Cemeg Bioseiliedig, Ulsan, 44429, Gweriniaeth Corea
Peirianneg Deunyddiau a Chemegol Uwch, Prifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg (UST), Daejeon, 34113 Gweriniaeth Corea
Defnyddiwch y ddolen isod i rannu fersiwn testun llawn yr erthygl hon gyda'ch ffrindiau a'ch cydweithwyr.Dysgu mwy.
Oherwydd y pandemig coronafirws a materion yn ymwneud â deunydd gronynnol (PM) yn yr awyr, mae'r galw am fasgiau wedi tyfu'n esbonyddol.Fodd bynnag, mae hidlwyr mwgwd traddodiadol sy'n seiliedig ar drydan statig a rhidyll nano i gyd yn dafladwy, yn anddiraddadwy neu'n ailgylchadwy, a fydd yn achosi problemau gwastraff difrifol.Yn ogystal, bydd y cyntaf yn colli ei swyddogaeth o dan amodau llaith, tra bydd yr olaf yn gweithredu gyda gostyngiad sylweddol mewn pwysedd aer a bydd clogio pore cymharol gyflym yn digwydd.Yma, datblygwyd hidlydd mwgwd ffibr bioddiraddadwy, gwrth-leithder, hynod anadlu, perfformiad uchel.Yn fyr, mae dau ffibr ultrafine bioddiraddadwy a matiau nanofiber wedi'u hintegreiddio i hidlydd pilen Janus, ac yna wedi'u gorchuddio â nanowhiskers chitosan wedi'u gwefru'n catïol.Mae'r hidlydd hwn mor effeithlon â'r hidlydd N95 masnachol a gall dynnu 98.3% o 2.5 µm PM.Mae Nanofibers yn sgrinio gronynnau mân yn gorfforol, ac mae ffibrau ultrafine yn darparu gwahaniaeth pwysedd isel o 59 Pa, sy'n addas ar gyfer anadlu dynol.Yn groes i'r dirywiad sydyn ym mherfformiad hidlwyr N95 masnachol pan fyddant yn agored i leithder, mae colled perfformiad yr hidlydd hwn yn ddibwys, felly gellir ei ddefnyddio sawl gwaith oherwydd bod deupol parhaol chitosan yn adsorbio PM ultrafine (er enghraifft, nitrogen).Ac ocsidau sylffwr).Mae'n bwysig bod yr hidlydd hwn yn dadelfennu'n llwyr yn y pridd wedi'i gompostio o fewn 4 wythnos.
Mae'r pandemig coronafirws digynsail presennol (COVID-19) yn sbarduno galw enfawr am fasgiau.[1] Mae Sefydliad Iechyd y Byd (WHO) yn amcangyfrif bod angen 89 miliwn o fasgiau meddygol bob mis eleni.[1] Nid yn unig y mae angen masgiau N95 effeithlonrwydd uchel ar weithwyr gofal iechyd proffesiynol, ond mae masgiau pwrpas cyffredinol ar gyfer pob unigolyn hefyd wedi dod yn offer dyddiol anhepgor ar gyfer atal y clefyd heintus anadlol hwn.[1] Yn ogystal, mae gweinidogaethau perthnasol yn argymell yn gryf y defnydd o fasgiau tafladwy bob dydd, [1] mae hyn wedi arwain at broblemau amgylcheddol sy'n gysylltiedig â llawer iawn o wastraff mwgwd.
Gan mai mater gronynnol (PM) yw'r broblem llygredd aer fwyaf problemus ar hyn o bryd, mae masgiau wedi dod yn wrthfesur mwyaf effeithiol sydd ar gael i unigolion.Rhennir PM yn PM2.5 a PM10 yn ôl maint y gronynnau (2.5 a 10μm yn y drefn honno), sy'n effeithio'n ddifrifol ar yr amgylchedd naturiol [2] ac ansawdd bywyd dynol mewn gwahanol ffyrdd.[2] Bob blwyddyn, mae PM yn achosi 4.2 miliwn o farwolaethau a 103.1 miliwn o flynyddoedd bywyd wedi'u haddasu gan anabledd.[2] Mae PM2.5 yn fygythiad arbennig o ddifrifol i iechyd ac fe'i dynodwyd yn swyddogol fel carsinogen grŵp I.[2] Felly, mae'n amserol ac yn bwysig ymchwilio a datblygu hidlydd mwgwd effeithlon o ran athreiddedd aer a thynnu PM.[3]
Yn gyffredinol, mae hidlwyr ffibr traddodiadol yn dal PM mewn dwy ffordd wahanol: trwy hidlo ffisegol yn seiliedig ar nanofiberau ac arsugniad electrostatig yn seiliedig ar ficroffibrau (Ffigur 1a).Mae defnyddio hidlwyr nanofiber, yn enwedig matiau nanofiber electrospun, wedi bod yn strategaeth effeithiol i gael gwared ar PM, sy'n ganlyniad i argaeledd deunydd helaeth a strwythur cynnyrch y gellir ei reoli.[3] Gall y mat nanofiber dynnu gronynnau o'r maint targed, sy'n cael ei achosi gan y gwahaniaeth maint rhwng y gronynnau a'r mandyllau.[3] Fodd bynnag, mae angen pentyrru ffibrau nano-raddfa ddwys i ffurfio mandyllau hynod o fach, sy'n niweidiol i anadlu dynol cyfforddus oherwydd y gwahaniaeth pwysedd uchel cysylltiedig.Yn ogystal, mae'n anochel y bydd y tyllau bach yn cael eu rhwystro'n gymharol gyflym.
Ar y llaw arall, mae'r mat ffibr uwch-ddirwy meltblown yn cael ei wefru'n electrostatig gan faes trydan ynni uchel, ac mae gronynnau bach iawn yn cael eu dal gan arsugniad electrostatig.[4] Fel enghraifft gynrychioliadol, mae anadlydd N95 yn anadlydd mwgwd wyneb hidlo gronynnau sy'n bodloni gofynion y Sefydliad Cenedlaethol dros Ddiogelwch ac Iechyd Galwedigaethol oherwydd gall hidlo o leiaf 95% o ronynnau yn yr awyr.Mae'r math hwn o hidlydd yn amsugno PM ultrafine, sydd fel arfer yn cynnwys sylweddau anionig fel SO42 - a NO3 -, trwy atyniad electrostatig cryf.Fodd bynnag, mae'r tâl statig ar wyneb y mat ffibr yn hawdd ei wasgaru mewn amgylchedd llaith, fel a geir mewn anadliad dynol llaith, [4] gan arwain at ostyngiad yn y gallu arsugniad.
Er mwyn gwella perfformiad hidlo ymhellach neu ddatrys y cyfaddawd rhwng effeithlonrwydd tynnu a gollwng pwysau, mae hidlwyr yn seiliedig ar nanofibers a microfibers yn cael eu cyfuno â deunyddiau uchel-k, megis deunyddiau carbon, fframweithiau organig metel, a nanoronynnau PTFE.[4] Fodd bynnag, mae gwenwyndra biolegol ansicr a gwasgariad tâl yr ychwanegion hyn yn dal i fod yn broblemau na ellir eu hosgoi.[4] Yn benodol, mae'r ddau fath hyn o hidlwyr traddodiadol fel arfer yn anddiraddadwy, felly byddant yn y pen draw yn cael eu claddu mewn safleoedd tirlenwi neu eu llosgi ar ôl eu defnyddio.Felly, mae datblygu hidlwyr mwgwd gwell i ddatrys y problemau gwastraff hyn ac ar yr un pryd yn dal PM mewn modd boddhaol a phwerus yn angen cyfredol pwysig.
Er mwyn datrys y problemau uchod, rydym wedi cynhyrchu hidlydd pilen Janus wedi'i integreiddio â matiau microfiber a nanofiber sy'n seiliedig ar poly (butylene succinate) [5].Mae hidlydd pilen Janus wedi'i orchuddio â wisgers nano chitosan (CsWs) [5] (Ffigur 1b).Fel y gwyddom i gyd, mae PBS yn bolymer bioddiraddadwy cynrychioliadol, a all gynhyrchu ffibr ultrafine a nonwovens nanofiber trwy electronyddu.Mae ffibrau nano-raddfa yn trapio PM yn gorfforol, tra bod nano-ffibrau ar raddfa ficro yn lleihau gostyngiad pwysau ac yn gweithredu fel fframwaith CsW.Mae Chitosan yn ddeunydd bio-seiliedig y profwyd bod ganddo briodweddau biolegol da, gan gynnwys biocompatibility, bioddigradability a gwenwyndra cymharol isel, [5] a all leihau'r pryder sy'n gysylltiedig ag anadliad damweiniol o ddefnyddwyr.[5] Yn ogystal, mae gan chitosan safleoedd cationig a grwpiau amid pegynol.[5] Hyd yn oed o dan amodau llaith, gall ddenu gronynnau ultrafine pegynol (fel SO42- a NO3-).
Yma, rydym yn adrodd am hidlydd mwgwd gollwng bioddiraddadwy, effeithlonrwydd uchel, gwrth-leithder a gwasgedd isel yn seiliedig ar ddeunyddiau bioddiraddadwy sydd ar gael yn rhwydd.Oherwydd y cyfuniad o hidlo corfforol ac arsugniad electrostatig, mae gan yr hidlydd integredig microfiber / nanofiber wedi'i orchuddio â CsW effeithlonrwydd tynnu PM2.5 uchel (hyd at 98%), ac ar yr un pryd, y gostyngiad pwysau uchaf ar yr hidlydd mwyaf trwchus yw dim ond Mae'n 59 Pa, sy'n addas ar gyfer anadlu dynol.O'i gymharu â'r diraddiad perfformiad sylweddol a ddangosir gan hidlydd masnachol N95, mae'r hidlydd hwn yn dangos colled ddibwys o effeithlonrwydd tynnu PM (<1%) hyd yn oed pan fydd yn gwbl wlyb, oherwydd y tâl CsW parhaol.Yn ogystal, mae ein hidlyddion yn gwbl fioddiraddadwy mewn pridd wedi'i gompostio o fewn 4 wythnos.O'i gymharu ag astudiaethau eraill â chysyniadau tebyg, lle mae'r rhan hidlo yn cynnwys deunyddiau bioddiraddadwy, neu'n dangos perfformiad cyfyngedig mewn cymwysiadau nonwoven biopolymer posibl, [6] mae'r hidlydd hwn yn dangos yn uniongyrchol Bioddiraddadwyedd nodweddion uwch (ffilm S1, gwybodaeth ategol).
Fel rhan o hidlydd pilen Janus, paratowyd matiau PBS nanofiber a ffibr superfine gyntaf.Felly, roedd atebion PBS 11% a 12% yn electronyddu i gynhyrchu ffibrau nanomedr a micrometer, yn y drefn honno, oherwydd eu gwahaniaeth mewn gludedd.[7] Mae'r wybodaeth fanwl am nodweddion datrysiad a'r amodau electronyddu gorau posibl wedi'u rhestru yn Nhablau S1 ac S2, yn y wybodaeth ategol.Gan fod y ffibr wrth-nyddu yn dal i gynnwys hydoddydd gweddilliol, mae baddon ceulo dŵr ychwanegol yn cael ei ychwanegu at ddyfais electronyddu nodweddiadol, fel y dangosir yn Ffigur 2a.Yn ogystal, gall y baddon dŵr hefyd ddefnyddio'r ffrâm i gasglu'r mat ffibr PBS pur coagulated, sy'n wahanol i'r matrics solet yn y lleoliad traddodiadol (Ffigur 2b).[7] Diamedrau ffibr cyfartalog y matiau microfiber a nanofiber yw 2.25 a 0.51 µm, yn y drefn honno, a'r diamedrau mandwll cyfartalog yw 13.1 a 3.5 µm, yn y drefn honno (Ffigur 2c, d).Wrth i'r toddydd clorofform / ethanol 9:1 anweddu'n gyflym ar ôl cael ei ryddhau o'r ffroenell, mae'r gwahaniaeth gludedd rhwng hydoddiannau 11 a 12 wt% yn cynyddu'n gyflym (Ffigur S1, gwybodaeth ategol).[7] Felly, gall gwahaniaeth crynodiad o ddim ond 1 wt% achosi newid sylweddol mewn diamedr ffibr.
Cyn gwirio perfformiad hidlo (Ffigur S2, gwybodaeth ategol), er mwyn cymharu hidlwyr amrywiol yn rhesymol, cynhyrchwyd nonwovens electrospun o drwch safonol, oherwydd bod y trwch yn ffactor pwysig sy'n effeithio ar y gwahaniaeth pwysau ac effeithlonrwydd hidlo perfformiad yr hidlydd.Gan fod nonwovens yn feddal ac yn fandyllog, mae'n anodd pennu trwch nonwovens electrospun yn uniongyrchol.Yn gyffredinol, mae trwch y ffabrig yn gymesur â'r dwysedd arwyneb (pwysau fesul ardal uned, pwysau sail).Felly, yn yr astudiaeth hon, rydym yn defnyddio pwysau sail (gm-2) fel mesur effeithiol o drwch.[8] Rheolir y trwch trwy newid yr amser electronyddu, fel y dangosir yn Ffigur 2e.Wrth i'r amser nyddu gynyddu o 1 munud i 10 munud, mae trwch y mat microfiber yn cynyddu i 0.2, 2.0, 5.2, a 9.1 gm-2, yn y drefn honno.Yn yr un modd, cynyddwyd trwch y mat nanofiber i 0.2, 1.0, 2.5, a 4.8 gm-2, yn y drefn honno.Mae matiau microfiber a nanofiber wedi'u dynodi gan eu gwerthoedd trwch (gm-2) fel: M0.2, M2.0, M5.2 a M9.1, a N0.2, N1.0, N2.5 a N4. 8.
Mae gwahaniaeth pwysedd aer (ΔP) y sampl gyfan yn ddangosydd pwysig o berfformiad hidlo.[9] Mae anadlu trwy hidlydd gyda gostyngiad pwysedd uchel yn anghyfforddus i'r defnyddiwr.Yn naturiol, gwelir bod y gostyngiad pwysau yn cynyddu wrth i drwch yr hidlydd gynyddu, fel y dangosir yn Ffigur S3, gwybodaeth ategol.Mae'r mat nanofiber (N4.8) yn dangos gostyngiad pwysedd uwch na'r mat microfiber (M5.2) ar drwch tebyg oherwydd bod gan y mat nanofiber mandyllau llai.Wrth i'r aer fynd trwy'r hidlydd ar gyflymder rhwng 0.5 a 13.2 ms-1, mae cwymp pwysedd y ddau fath gwahanol o hidlwyr yn cynyddu'n raddol o 101 Pa i 102 Pa. Dylid optimeiddio'r trwch i gydbwyso'r gostyngiad pwysau a thynnu PM effeithlonrwydd;mae cyflymder aer o 1.0 ms-1 yn rhesymol oherwydd mae'r amser mae'n ei gymryd i fodau dynol anadlu drwy'r geg tua 1.3 ms-1.[10] Yn hyn o beth, mae'r gostyngiad pwysau o M5.2 a N4.8 yn dderbyniol ar gyflymder aer o 1.0 ms-1 (llai na 50 Pa) (Ffigur S4, gwybodaeth ategol).Sylwch fod y gostyngiad pwysau o fasgiau N95 a safon hidlo Corea tebyg (KF94) yn 50 i 70 Pa, yn y drefn honno.Gall prosesu CsW pellach ac integreiddio hidlydd micro/nano gynyddu ymwrthedd aer;felly, er mwyn darparu ymyl gollwng pwysau, dadansoddwyd N2.5 a M2.0 cyn dadansoddi M5.2 a N4.8.
Ar gyflymder aer targed o 1.0 ms-1, astudiwyd effeithlonrwydd tynnu PM1.0, PM2.5, a PM10 o fatiau microfiber a nanofiber heb dâl statig (Ffigur S5, gwybodaeth ategol).Gwelir bod effeithlonrwydd tynnu PM yn gyffredinol yn cynyddu gyda'r cynnydd mewn trwch a maint PM.Mae effeithlonrwydd tynnu N2.5 yn well na M2.0 oherwydd ei mandyllau llai.Effeithlonrwydd tynnu M2.0 ar gyfer PM1.0, PM2.5 a PM10 oedd 55.5%, 64.6% a 78.8%, yn y drefn honno, tra bod gwerthoedd tebyg N2.5 yn 71.9%, 80.1% a 89.6% (Ffigur 2f).Gwelsom mai'r gwahaniaeth mwyaf mewn effeithlonrwydd rhwng M2.0 a N2.5 yw PM1.0, sy'n dangos bod hidlo ffisegol y rhwyll microfiber yn effeithiol ar gyfer PM lefel micron, ond nid yw'n effeithiol ar gyfer PM nano-lefel (Ffigur S6, gwybodaeth ategol)., M2.0 a N2.5 ill dau yn dangos gallu dal PM isel o lai na 90%.Yn ogystal, gall N2.5 fod yn fwy agored i lwch na M2.0, oherwydd gall gronynnau llwch rwystro'r mandyllau llai o N2.5 yn hawdd.Yn absenoldeb tâl statig, mae hidlo corfforol yn gyfyngedig yn ei allu i gyflawni'r gostyngiad pwysau gofynnol a'r effeithlonrwydd symud ar yr un pryd oherwydd y berthynas gyfaddawd rhyngddynt.
Arsugniad electrostatig yw'r dull a ddefnyddir fwyaf eang i ddal PM mewn modd effeithlon.[11] Yn gyffredinol, mae tâl statig yn cael ei gymhwyso'n rymus i'r hidlydd heb ei wehyddu trwy faes trydan ynni uchel;fodd bynnag, mae'r tâl sefydlog hwn yn hawdd ei wasgaru o dan amodau llaith, gan arwain at golli gallu dal PM.[4] Fel deunydd bio-seiliedig ar gyfer hidlo electrostatig, fe wnaethom gyflwyno 200 nm o hyd a 40 nm o led CsW;oherwydd eu grwpiau amoniwm a grwpiau amid pegynol, mae'r nanowhiskers hyn yn cynnwys taliadau cationig parhaol.Cynrychiolir y wefr bositif sydd ar gael ar wyneb CsW gan ei botensial zeta (ZP);Mae CsW wedi'i wasgaru mewn dŵr â pH o 4.8, a chanfyddir bod eu ZP yn +49.8 mV (Ffigur S7, gwybodaeth ategol).
Paratowyd microfibers PBS wedi'u gorchuddio â CsW (ChMs) a nanofibers (ChNs) trwy orchudd dip syml mewn gwasgariad dŵr 0.2 wt% CsW, sef y crynodiad priodol i atodi'r uchafswm o CsWs i wyneb ffibrau PBS, fel y dangosir yn y ffigur Dangosir yn Ffigur 3a a Ffigur S8, gwybodaeth ategol.Mae delwedd sbectrosgopeg pelydr-X gwasgaredig ynni nitrogen (EDS) yn dangos bod wyneb y ffibr PBS wedi'i orchuddio'n unffurf â gronynnau CsW, sydd hefyd yn amlwg yn y ddelwedd microsgop electron sganio (SEM) (Ffigur 3b; Ffigur S9, gwybodaeth ategol) .Yn ogystal, mae'r dull cotio hwn yn galluogi nano-ddeunyddiau a godir i lapio'r wyneb ffibr yn fân, a thrwy hynny wneud y mwyaf o'r gallu tynnu PM electrostatig (Ffigur S10, gwybodaeth ategol).
Astudiwyd effeithlonrwydd tynnu PM ChM a ChN (Ffigur 3c).Cafodd M2.0 a N2.5 eu gorchuddio â CsW i gynhyrchu ChM2.0 a ChN2.5, yn y drefn honno.Effeithlonrwydd tynnu ChM2.0 ar gyfer PM1.0, PM2.5 a PM10 oedd 70.1%, 78.8% a 86.3%, yn y drefn honno, tra bod gwerthoedd tebyg ChN2.5 yn 77.0%, 87.7% a 94.6% yn y drefn honno.Mae'r cotio CsW yn gwella effeithlonrwydd tynnu M2.0 a N2.5 yn fawr, ac mae'r effaith a welwyd ar gyfer PM ychydig yn llai yn fwy arwyddocaol.Yn benodol, cynyddodd nanowhiskers chitosan effeithlonrwydd symud M2.0′s PM0.5 a PM1.0 15% a 13%, yn y drefn honno (Ffigur S11, gwybodaeth ategol).Er bod M2.0 yn anodd eithrio'r PM1.0 llai oherwydd ei fylchau ffibril cymharol eang (Ffigur 2c), mae ChM2.0 yn amsugno PM1.0 oherwydd bod y catïonau a'r amidau mewn CsWs yn mynd trwy ïon-ïon, gan gyplu rhyngweithiad pegwn-ïon , a rhyngweithio deupol-deupol â llwch.Oherwydd ei orchudd CsW, mae effeithlonrwydd tynnu PM ChM2.0 a ChN2.5 mor uchel ag effeithlonrwydd M5.2 a N4.8 mwy trwchus (Tabl S3, gwybodaeth ategol).
Yn ddiddorol, er bod effeithlonrwydd tynnu PM wedi'i wella'n fawr, prin yw'r cotio CsW yn effeithio ar y gostyngiad pwysau.Cynyddodd y gostyngiad pwysau o ChM2.0 a ChN2.5 ychydig i 15 a 23 Pa, bron i hanner y cynnydd a welwyd ar gyfer M5.2 a N4.8 (Ffigur 3d; Tabl S3, gwybodaeth ategol).Felly, mae gorchuddio â deunyddiau bio-seiliedig yn ddull addas i fodloni gofynion perfformiad dwy hidlydd sylfaenol;hynny yw, effeithlonrwydd tynnu PM a gwahaniaeth pwysedd aer, sy'n annibynnol ar ei gilydd.Fodd bynnag, mae effeithlonrwydd tynnu PM1.0 a PM2.5 o ChM2.0 a ChN2.5 ill dau yn is na 90%;yn amlwg, mae angen gwella'r perfformiad hwn.
Gall system hidlo integredig sy'n cynnwys pilenni lluosog gyda diamedrau ffibr sy'n newid yn raddol a meintiau mandwll ddatrys y problemau uchod [12].Mae gan yr hidlydd aer integredig fanteision dau nanofiber gwahanol a rhwydi ffibr superfine.Yn hyn o beth, mae ChM a ChN yn cael eu pentyrru yn syml i gynhyrchu hidlwyr integredig (Int-MNs).Er enghraifft, mae Int-MN4.5 yn cael ei baratoi gan ddefnyddio ChM2.0 a ChN2.5, ac mae ei berfformiad yn cael ei gymharu â ChN4.8 a ChM5.2 sydd â dwyseddau arwynebedd tebyg (hy trwch).Yn yr arbrawf effeithlonrwydd tynnu PM, roedd ochr ffibr ultrafine Int-MN4.5 yn agored yn yr ystafell llychlyd oherwydd bod yr ochr ffibr ultrafine yn fwy gwrthsefyll clogio na'r ochr nanofiber.Fel y dangosir yn Ffigur 4a, mae Int-MN4.5 yn dangos gwell effeithlonrwydd tynnu PM a gwahaniaeth pwysau na dwy hidlydd un cydran, gyda gostyngiad pwysau o 37 Pa, sy'n debyg i ChM5.2 ac yn llawer is na ChM5.2 ChN4.8. Yn ogystal, mae effeithlonrwydd tynnu PM1.0 o Int-MN4.5 yn 91% (Ffigur 4b).Ar y llaw arall, ni ddangosodd ChM5.2 effeithlonrwydd tynnu PM1.0 mor uchel oherwydd bod ei mandyllau yn fwy na rhai Int-MN4.5.
Amser postio: Nov-03-2021
