Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Uhandisi wa Vifaa vya Juu na Kemikali, Chuo Kikuu cha Sayansi na Teknolojia (UST), Daejeon, 34113 Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Uhandisi wa Vifaa vya Juu na Kemikali, Chuo Kikuu cha Sayansi na Teknolojia (UST), Daejeon, 34113 Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Uhandisi wa Vifaa vya Juu na Kemikali, Chuo Kikuu cha Sayansi na Teknolojia (UST), Daejeon, 34113 Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Uhandisi wa Vifaa vya Juu na Kemikali, Chuo Kikuu cha Sayansi na Teknolojia (UST), Daejeon, 34113 Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Uhandisi wa Vifaa vya Juu na Kemikali, Chuo Kikuu cha Sayansi na Teknolojia (UST), Daejeon, 34113 Jamhuri ya Korea
Taasisi ya Korea ya Teknolojia ya Kemikali (KRICT) Kituo cha Utafiti wa Kemia Msingi, Ulsan, 44429, Jamhuri ya Korea
Uhandisi wa Vifaa vya Juu na Kemikali, Chuo Kikuu cha Sayansi na Teknolojia (UST), Daejeon, 34113 Jamhuri ya Korea
Tumia kiungo kilicho hapa chini kushiriki toleo kamili la maandishi ya makala hii na marafiki na wafanyakazi wenzako.Jifunze zaidi.
Kwa sababu ya janga la coronavirus na maswala yanayohusiana na chembechembe (PM) angani, mahitaji ya barakoa yameongezeka kwa kasi.Hata hivyo, vichujio vya vinyago vya jadi vinavyotokana na umeme tuli na ungo wa nano vyote vinaweza kutupwa, haviharibiki au vinaweza kutumika tena, ambayo itasababisha matatizo makubwa ya taka.Kwa kuongeza, wa kwanza atapoteza kazi yake chini ya hali ya unyevu, wakati mwisho utafanya kazi kwa kushuka kwa shinikizo la hewa kubwa na kuziba kwa pore kwa kasi itatokea.Hapa, kichujio kinachoweza kuoza, kisicho na unyevu, kinachoweza kupumua sana, na utendaji wa juu wa kichujio cha nyuzi kimetengenezwa.Kwa ufupi, nyuzinyuzi mbili zenye kuoza na mikeka ya nanofiberi huunganishwa kwenye kichujio cha utando wa Janus, na kisha kuvikwa na nanowhiskers za chitosan zilizochajiwa.Kichujio hiki ni bora kama kichujio cha N95 cha kibiashara na kinaweza kuondoa 98.3% ya 2.5 µm PM.Nanofibers huchunguza chembe chembe laini, na nyuzinyuzi zenye ubora wa juu hutoa tofauti ya chini ya shinikizo ya 59 Pa, ambayo inafaa kwa kupumua kwa binadamu.Kinyume na kushuka kwa kasi kwa utendakazi wa vichujio vya N95 vya kibiashara vinapofunuliwa na unyevu, upotezaji wa utendakazi wa kichujio hiki haufai, kwa hivyo inaweza kutumika mara nyingi kwa sababu dipole ya kudumu ya chitosan adsorbs ultrafine PM (kwa mfano, nitrojeni).Na oksidi za sulfuri).Ni muhimu kwamba kichujio hiki kioze kabisa kwenye udongo wenye mbolea ndani ya wiki 4.
Janga la sasa la Virusi vya Korona (COVID-19) linasababisha hitaji kubwa la barakoa.[1] Shirika la Afya Ulimwenguni (WHO) linakadiria kuwa barakoa milioni 89 za matibabu zinahitajika kila mwezi mwaka huu.[1] Sio tu kwamba wataalamu wa afya wanahitaji vinyago vya ubora wa juu vya N95, lakini barakoa za madhumuni ya jumla kwa watu wote pia zimekuwa vifaa vya lazima vya kila siku kwa kuzuia ugonjwa huu wa kuambukiza wa kupumua.[1] Aidha, wizara husika hupendekeza sana matumizi ya vinyago vinavyoweza kutupwa kila siku, [1] hii imesababisha matatizo ya kimazingira yanayohusiana na kiasi kikubwa cha taka za barakoa.
Kwa kuwa chembe chembe (PM) kwa sasa ndilo tatizo kubwa zaidi la uchafuzi wa hewa, barakoa zimekuwa njia bora zaidi ya kukabiliana na watu binafsi.PM imegawanywa katika PM2.5 na PM10 kulingana na ukubwa wa chembe (2.5 na 10μm mtawalia), ambayo huathiri sana mazingira asilia [2] na ubora wa maisha ya binadamu kwa njia mbalimbali.[2] Kila mwaka, PM husababisha vifo milioni 4.2 na miaka milioni 103.1 iliyorekebishwa ya ulemavu.[2] PM2.5 inaleta tishio kubwa sana kwa afya na imeteuliwa rasmi kama kansajeni ya kikundi I.[2] Kwa hivyo, ni kwa wakati unaofaa na muhimu kutafiti na kutengeneza kichujio bora cha barakoa kulingana na upenyezaji wa hewa na kuondolewa kwa PM.[3]
Kwa ujumla, vichujio vya nyuzi za kitamaduni hunasa PM kwa njia mbili tofauti: kupitia sieving ya kimwili kulingana na nanofibers na adsorption ya kielektroniki kulingana na nyuzi ndogo (Mchoro 1a).Matumizi ya vichujio vinavyotokana na nanofiber, hasa mikeka ya nanofiber ya elektrospun, imeonekana kuwa mkakati madhubuti wa kuondoa PM, ambayo ni matokeo ya upatikanaji wa nyenzo nyingi na muundo wa bidhaa unaoweza kudhibitiwa.[3] Mkeka wa nanofiber unaweza kuondoa chembe za saizi inayolengwa, ambayo husababishwa na tofauti ya ukubwa kati ya chembe na vinyweleo.[3] Hata hivyo, nyuzi za nano-scale zinahitaji kupangwa kwa msongamano ili kuunda vinyweleo vidogo sana, ambavyo ni hatari kwa kupumua vizuri kwa binadamu kutokana na tofauti inayohusiana na shinikizo la juu.Kwa kuongeza, mashimo madogo yatazuiwa kwa haraka kiasi.
Kwa upande mwingine, mkeka wa nyuzi laini zaidi unaoyeyuka huchajiwa kielektroniki na uwanja wa umeme wenye nishati nyingi, na chembe ndogo sana hunaswa na utangazaji wa kielektroniki.[4] Kama mfano wakilishi, kipumulio cha N95 ni kipumulio cha kuchuja uso cha kuchuja chembe ambacho kinakidhi mahitaji ya Taasisi ya Kitaifa ya Usalama na Afya Kazini kwa sababu kinaweza kuchuja angalau 95% ya chembe zinazopeperuka hewani.Kichujio cha aina hii hufyonza ultrafine PM, ambayo kwa kawaida huundwa na vitu vya anionic kama vile SO42− na NO3-, kupitia mvuto mkali wa kielektroniki.Hata hivyo, chaji tuli kwenye uso wa mkeka wa nyuzi hutawanywa kwa urahisi katika mazingira yenye unyevunyevu, kama vile inavyopatikana katika upumuaji wa unyevu wa binadamu, [4] na kusababisha kupungua kwa uwezo wa kumeza.
Ili kuboresha zaidi utendakazi wa uchujaji au kutatua suluhu kati ya ufanisi wa uondoaji na kushuka kwa shinikizo, vichujio kulingana na nanofibers na nyuzi ndogo huunganishwa na nyenzo za hali ya juu, kama vile nyenzo za kaboni, mifumo ya kikaboni ya chuma na nanoparticles za PTFE.[4] Hata hivyo, sumu ya kibayolojia isiyo na uhakika na utenganishaji wa chaji wa viungio hivi bado ni matatizo yasiyoweza kuepukika.[4] Hasa, aina hizi mbili za vichujio vya kitamaduni kwa kawaida haziharibiki, kwa hivyo hatimaye zitazikwa kwenye madampo au kuteketezwa baada ya matumizi.Kwa hiyo, maendeleo ya vichungi vya mask vilivyoboreshwa ili kutatua matatizo haya ya taka na wakati huo huo kukamata PM kwa njia ya kuridhisha na yenye nguvu ni hitaji muhimu la sasa.
Ili kutatua matatizo yaliyo hapo juu, tumetengeneza kichujio cha utando wa Janus kilichounganishwa na poly(butylene succinate)-msingi (kulingana na PBS)[5] mikeka mikrofiber na nanofiber.Kichujio cha utando wa Janus kimepakwa visharubu vya chitosan nano (CsWs) [5] (Mchoro 1b).Kama tunavyojua sote, PBS ni polima wakilishi inayoweza kuoza, ambayo inaweza kutoa nyuzi zisizo na wovens za nanofiber kupitia electrospinning.Nyuzi zenye kiwango cha Nano hunasa PM kimwili, huku nano-nyuzi ndogo ndogo hupunguza kushuka kwa shinikizo na kufanya kazi kama mfumo wa CSW.Chitosan ni nyenzo inayotegemea kibayolojia ambayo imethibitishwa kuwa na sifa nzuri za kibayolojia, ikijumuisha utangamano wa kibiolojia, uharibifu wa viumbe na sumu ya chini kiasi, [5] ambayo inaweza kupunguza wasiwasi unaohusishwa na kuvuta pumzi kwa bahati mbaya kwa watumiaji.[5] Kwa kuongeza, chitosan ina maeneo ya cationic na vikundi vya polar amide.[5] Hata chini ya hali ya unyevunyevu, inaweza kuvutia chembechembe za polar ultrafine (kama vile SO42- na NO3-).
Hapa, tunaripoti kichujio cha vinyago kinachoweza kuoza, chenye ufanisi wa juu, kisicho na unyevu na shinikizo la chini kulingana na nyenzo zinazoweza kuharibika.Kutokana na mchanganyiko wa sieving kimwili na umemetuamo adsorption, CSW-coated microfiber/nanofiber jumuishi filter ina ufanisi wa juu wa kuondoa PM2.5 (hadi 98%), na wakati huo huo, kiwango cha juu cha kushuka kwa shinikizo kwenye chujio nene ni. tu Ni 59 Pa, inafaa kwa kupumua kwa binadamu.Ikilinganishwa na uharibifu mkubwa wa utendakazi unaoonyeshwa na kichujio cha kibiashara cha N95, kichujio hiki kinaonyesha hasara isiyo na maana ya ufanisi wa kuondoa PM (<1%) hata ikiwa mvua kabisa, kutokana na malipo ya kudumu ya CsW.Zaidi ya hayo, vichungi vyetu vinaweza kuoza kabisa katika udongo wenye mboji ndani ya wiki 4.Ikilinganishwa na tafiti zingine zilizo na dhana zinazofanana, ambapo sehemu ya kichujio kinaundwa na nyenzo zinazoweza kuoza, au inaonyesha utendaji mdogo katika utumizi unaowezekana wa biopolymer nonwoven, [6] kichujio hiki kinaonyesha moja kwa moja Uharibifu wa vipengele vya juu (filamu ya S1, maelezo yanayosaidia).
Kama sehemu ya kichujio cha membrane ya Janus, mikeka ya nanofiber na nyuzi bora zaidi za PBS zilitayarishwa kwanza.Kwa hiyo, 11% na 12% ufumbuzi wa PBS walikuwa electrospun kuzalisha nyuzi za nanometer na micrometer, kwa mtiririko huo, kutokana na tofauti zao katika viscosity.[7] Maelezo ya kina ya sifa za utatuzi na hali bora zaidi za kusokota kielektroniki zimeorodheshwa katika Majedwali S1 na S2, katika taarifa inayounga mkono.Kwa kuwa nyuzi za as-spun bado zina kiyeyushi kilichobaki, umwagaji wa ziada wa kugandisha maji huongezwa kwa kifaa cha kawaida cha kusokota elektroni, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2a.Kwa kuongeza, bafu ya maji inaweza pia kutumia fremu kukusanya mkeka safi wa nyuzi wa PBS ulioganda, ambao ni tofauti na tumbo gumu katika mpangilio wa kitamaduni (Mchoro 2b).[7] Vipenyo vya wastani vya nyuzinyuzi ndogo na mikeka ya nanofiber ni 2.25 na 0.51 µm, mtawalia, na kipenyo cha wastani cha pore ni 13.1 na 3.5 µm, mtawalia (Mchoro 2c, d).Kiyeyushio cha klorofomu/ethanoli cha 9:1 kinapovukizwa haraka baada ya kutolewa kwenye pua, tofauti ya mnato kati ya miyeyusho ya 11 na 12 ya wt% huongezeka kwa kasi (Mchoro S1, maelezo yanayounga mkono).[7] Kwa hivyo, tofauti ya mkusanyiko ya 1 wt% pekee inaweza kusababisha mabadiliko makubwa katika kipenyo cha nyuzi.
Kabla ya kuangalia utendaji wa chujio (Kielelezo S2, habari inayounga mkono), ili kulinganisha vichungi mbalimbali kwa busara, nonwovens za electrospun za unene wa kawaida zilitengenezwa, kwa sababu unene ni jambo muhimu linaloathiri tofauti ya shinikizo na ufanisi wa filtration ya utendaji wa chujio.Kwa kuwa nonwovens ni laini na porous, ni vigumu kuamua moja kwa moja unene wa nonwovens electrospun.Unene wa kitambaa kwa ujumla ni sawia na wiani wa uso (uzito kwa eneo la kitengo, uzito wa msingi).Kwa hivyo, katika utafiti huu, tunatumia uzito wa msingi (gm-2) kama kipimo bora cha unene.[8] Unene unadhibitiwa kwa kubadilisha muda wa kusokota elektroni, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2e.Wakati wa kuzunguka unapoongezeka kutoka dakika 1 hadi dakika 10, unene wa mkeka wa microfiber huongezeka hadi 0.2, 2.0, 5.2, na 9.1 gm-2, kwa mtiririko huo.Kwa njia hiyo hiyo, unene wa mkeka wa nanofiber uliongezeka hadi 0.2, 1.0, 2.5, na 4.8 gm-2, kwa mtiririko huo.Mikeka ya nyuzinyuzi ndogo na nanofiber huteuliwa na maadili ya unene (gm-2) kama: M0.2, M2.0, M5.2 na M9.1, na N0.2, N1.0, N2.5 na N4. 8.
Tofauti ya shinikizo la hewa (ΔP) ya sampuli nzima ni kiashiria muhimu cha utendaji wa chujio.[9] Kupumua kupitia kichujio chenye shinikizo la kushuka ni shida kwa mtumiaji.Kwa kawaida, inazingatiwa kuwa kushuka kwa shinikizo huongezeka kadiri unene wa kichungi unavyoongezeka, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro S3, habari inayounga mkono.Mkeka wa nanofiber (N4.8) unaonyesha kushuka kwa shinikizo zaidi kuliko mkeka wa nyuzi ndogo (M5.2) kwa unene unaolingana kwa sababu mkeka wa nanofiber una matundu madogo.Hewa inapopita kwenye kichungi kwa kasi kati ya 0.5 na 13.2 ms-1, kushuka kwa shinikizo kwa aina mbili tofauti za vichungi huongezeka polepole kutoka 101 Pa hadi 102 Pa. Unene unapaswa kuboreshwa ili kusawazisha kushuka kwa shinikizo na kuondolewa kwa PM. ufanisi;kasi ya hewa ya 1.0 ms-1 ni sawa kwa sababu wakati inachukua kwa wanadamu kupumua kupitia mdomo ni karibu 1.3 ms-1.[10] Katika suala hili, kushuka kwa shinikizo la M5.2 na N4.8 kunakubalika kwa kasi ya hewa ya 1.0 ms-1 (chini ya 50 Pa) (Kielelezo S4, taarifa inayounga mkono).Tafadhali kumbuka kuwa kushuka kwa shinikizo la N95 na vinyago sawa vya kichujio cha Kikorea (KF94) ni 50 hadi 70 Pa, mtawalia.Usindikaji zaidi wa CSW na ushirikiano wa chujio cha micro/nano unaweza kuongeza upinzani wa hewa;kwa hiyo, ili kutoa kiwango cha kushuka kwa shinikizo, tulichambua N2.5 na M2.0 kabla ya kuchambua M5.2 na N4.8.
Katika kasi ya hewa inayolengwa ya 1.0 ms-1, ufanisi wa uondoaji wa PM1.0, PM2.5, na PM10 wa mikeka ya nyuzi ndogo za PBS na nanofiber ulichunguzwa bila chaji tuli (Mchoro S5, maelezo yanayounga mkono).Inazingatiwa kuwa ufanisi wa kuondoa PM kwa ujumla huongezeka na ongezeko la unene na saizi ya PM.Ufanisi wa kuondolewa kwa N2.5 ni bora kuliko M2.0 kutokana na pores zake ndogo.Ufanisi wa uondoaji wa M2.0 kwa PM1.0, PM2.5 na PM10 ulikuwa 55.5%, 64.6% na 78.8%, mtawaliwa, wakati maadili sawa ya N2.5 yalikuwa 71.9%, 80.1% na 89.6% (Mchoro) 2f).Tuligundua kuwa tofauti kubwa zaidi katika ufanisi kati ya M2.0 na N2.5 ni PM1.0, ambayo inaonyesha kuwa uchujaji wa kimwili wa mesh ya microfiber ni mzuri kwa PM ya kiwango cha micron, lakini haifai kwa PM ya kiwango cha nano (Kielelezo. S6, habari inayounga mkono)., M2.0 na N2.5 zote zinaonyesha uwezo wa chini wa kunasa PM wa chini ya 90%.Kwa kuongeza, N2.5 inaweza kuathiriwa zaidi na vumbi kuliko M2.0, kwa sababu chembe za vumbi zinaweza kuzuia kwa urahisi pores ndogo za N2.5.Kwa kutokuwepo kwa malipo ya tuli, sieving ya kimwili ni mdogo katika uwezo wake wa kufikia kushuka kwa shinikizo linalohitajika na ufanisi wa kuondolewa kwa wakati mmoja kwa sababu ya uhusiano wa biashara kati yao.
Utangazaji wa kielektroniki ndio njia inayotumika sana kunasa PM kwa njia bora.[11] Kwa ujumla, chaji tuli hutumiwa kwa lazima kwa kichujio kisicho kusuka kupitia uwanja wa umeme wenye nishati nyingi;hata hivyo, malipo haya tuli yanatolewa kwa urahisi chini ya hali ya unyevu, na kusababisha kupoteza uwezo wa kukamata PM.[4] Kama nyenzo inayotegemea kibiolojia kwa uchujaji wa kielektroniki, tulianzisha urefu wa nm 200 na upana wa nm 40 CsW;kwa sababu ya vikundi vyao vya amonia na vikundi vya polar amide, nanowhiskers hizi zina malipo ya kudumu ya cationic.Chaji chanya inayopatikana kwenye uso wa CsW inawakilishwa na uwezo wake wa zeta (ZP);CsW hutawanywa katika maji yenye pH ya 4.8, na ZP yao inapatikana kuwa +49.8 mV (Mchoro S7, maelezo yanayounga mkono).
Fiber ndogo za PBS (ChMs) na nanofibers (ChNs) zilizofunikwa na CsW zilitayarishwa kwa mipako rahisi ya dip katika 0.2 wt% ya mtawanyiko wa maji wa CsW, ambayo ni mkusanyiko unaofaa wa kuambatisha kiwango cha juu cha CsWs kwenye uso wa nyuzi za PBS, kama inavyoonyeshwa katika kielelezo Imeonyeshwa kwenye Mchoro 3a na Kielelezo S8, maelezo yanayounga mkono.Picha ya X-ray ya kutawanya nishati ya nitrojeni (EDS) inaonyesha kuwa uso wa nyuzinyuzi za PBS umepakwa kwa usawa na chembechembe za CsW, ambayo inaonekana pia katika taswira ya darubini ya elektroni (SEM) ya kuchanganua (Mchoro 3b; Kielelezo S9, maelezo yanayounga mkono) .Kwa kuongezea, hii Njia hii ya upakaji huwezesha nanomaterials zilizochajiwa kufunika uso wa nyuzi laini, na hivyo kuongeza uwezo wa kuondolewa kwa PM wa kielektroniki (Mchoro S10, habari inayounga mkono).
Ufanisi wa uondoaji wa PM wa ChM na ChN ulichunguzwa (Kielelezo 3c).M2.0 na N2.5 zilipakwa CSW ili kuzalisha ChM2.0 na ChN2.5, mtawalia.Ufanisi wa uondoaji wa ChM2.0 kwa PM1.0, PM2.5 na PM10 ulikuwa 70.1%, 78.8% na 86.3%, mtawaliwa, wakati maadili sawa ya ChN2.5 yalikuwa 77.0%, 87.7% na 94.6% mtawalia.Mipako ya CsW inaboresha sana ufanisi wa uondoaji wa M2.0 na N2.5, na athari inayozingatiwa kwa PM ndogo ni muhimu zaidi.Hasa, nanowhiskers za chitosan ziliongeza ufanisi wa kuondolewa kwa M2.0's PM0.5 na PM1.0 kwa 15% na 13%, kwa mtiririko huo (Mchoro S11, maelezo ya kusaidia).Ingawa M2.0 ni vigumu kuwatenga PM1.0 ndogo kutokana na nafasi yake pana ya nyuzinyuzi (Mchoro 2c), ChM2.0 hutangaza PM1.0 kwa sababu kani na amidi katika CsWs hupitia ioni-ioni, kuunganisha mwingiliano wa Pole-ion. , na mwingiliano wa dipole-dipole na vumbi.Kutokana na upakaji wake wa CSW, ufanisi wa uondoaji wa PM wa ChM2.0 na ChN2.5 ni wa juu kama ule wa M5.2 na N4.8 nene (Jedwali S3, maelezo yanayotumika).
Inafurahisha, ingawa ufanisi wa kuondolewa kwa PM umeboreshwa sana, mipako ya CSW haiathiri kushuka kwa shinikizo.Shinikizo la kushuka kwa ChM2.0 na ChN2.5 liliongezeka kidogo hadi 15 na 23 Pa, karibu nusu ya ongezeko lililozingatiwa kwa M5.2 na N4.8 (Mchoro 3d; Jedwali S3, habari inayounga mkono).Kwa hiyo, mipako yenye vifaa vya bio-msingi ni njia inayofaa ili kukidhi mahitaji ya utendaji wa filters mbili za msingi;yaani, ufanisi wa kuondolewa kwa PM na tofauti ya shinikizo la hewa, ambayo ni ya kipekee.Hata hivyo, ufanisi wa kuondoa PM1.0 na PM2.5 wa ChM2.0 na ChN2.5 zote ziko chini ya 90%;ni wazi, utendaji huu unahitaji kuboreshwa.
Mfumo uliojumuishwa wa kuchuja unaojumuisha utando mwingi na kubadilisha kipenyo cha nyuzi polepole na saizi za pore unaweza kutatua shida zilizo hapo juu [12].Kichujio cha hewa kilichounganishwa kina faida za nanofibers mbili tofauti na nyavu za nyuzi za juu zaidi.Katika suala hili, ChM na ChN zimepangwa kwa urahisi ili kuzalisha vichungi vilivyounganishwa (Int-MNs).Kwa mfano, Int-MN4.5 imetayarishwa kwa kutumia ChM2.0 na ChN2.5, na utendakazi wake unalinganishwa na ChN4.8 na ChM5.2 ambazo zina msongamano wa eneo sawa (yaani unene).Katika jaribio la ufanisi wa uondoaji wa PM, upande wa nyuzinyuzi nyingi zaidi wa Int-MN4.5 ulifichuliwa kwenye chumba chenye vumbi kwa sababu upande wa nyuzinyuzi zenye ubora wa juu ulistahimili kuziba kuliko upande wa nanofiber.Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 4a, Int-MN4.5 inaonyesha ufanisi bora wa kuondoa PM na tofauti ya shinikizo kuliko vichujio viwili vya kipengele kimoja, na kushuka kwa shinikizo la 37 Pa, ambayo ni sawa na ChM5.2 na chini sana kuliko ChM5.2 ChN4.8. Aidha, ufanisi wa kuondoa PM1.0 wa Int-MN4.5 ni 91% (Mchoro 4b).Kwa upande mwingine, ChM5.2 haikuonyesha ufanisi wa juu wa kuondolewa kwa PM1.0 kwa sababu pores zake ni kubwa kuliko zile za Int-MN4.5.
Muda wa kutuma: Nov-03-2021
