اصلاح سطح الياف در فيلتر پلي‌استر تجاري با استفاده از چهارچوب آلي فلزي(MOF) ZIF-8به منظور بهبود راندمان جداسازي ذرات

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نساجي

كارشناسي ارشد

در سال‌هاي اخير افزايش آلودگي هوا و ذرات معلق به يكي از چالش‌هاي جدي براي سلامت عمومي تبديل شده است. استفاده از فيلترهاي بي‌بافت پليمري به‌عنوان بسترهاي فيلتراسيون، به دليل وزن كم، انعطاف‌پذيري و قابليت توليد انبوه بسيار مورد توجه قرار گرفته است. با اين حال، راندمان پايين در حذف ذرات معلق، محدوديتي اساسي در كاربرد آن‌ها ايجاد مي‌كند. در اين پژوهش به‌منظور ارتقاء كارايي فيلتراسيون، نانوذرات زئوليت ايميدازولات -8 (ZIF-8) بر روي بستر بي‌بافت پلي‌استر سنتز و تثبيت شده است. جهت مشخصه‌يابي و ارزيابي فيلتر‌هاي اصلاح‌شده از آزمون‌هاي FTIR، XRD، SEM و همچنين آزمون جذب/واجذب نيتروژن استفاده شد. نتايج FTIR و XRD حضور پيك‌هاي مشخصه و ساختار بلوري ZIF-8 را در نمونه‌هاي اصلاح‌شده تأييد كردند. همچنين آزمون جذب/واجذب نيتروژن بر اساس تئوري BET بيانگر افزايش چشمگير سطح ويژه بستر اصلاح‌شده بود. داده‌هاي آزمون فيلتراسيون بر اساس استاندارد EN 779 براي فيلتري با وزن مخصوص 350 گرم بر متر مربع نشان داد كه راندمان حذف ذرات در محدوده 5/2 تا 10 ميكرومتر در نمونه اصلاح‌شده به‌طور قابل‌توجهي افزايش يافته و براي ذرات 10 ميكرون به بيش از 88 درصد رسيده است. علاوه بر اين، راندمان فيلتراسيون در محدوده ذرات 3/0 تا 5/2 ميكرومتر نيز افزايش يافته و در سطح قابل قبول قرار گرفته است. آزمون مذكور نشان داد كه نمونه اصلاح‌شده داراي ميانگين راندمان فيلتراسيون 8/70 درصد و افت فشار 8/73 پاسكال است كه اين مقادير بيانگر تعادل مطلوب ميان كارايي فيلتراسيون و عبور جريان هوا است. اين پژوهش علاوه بر تأييد ساختار و ويژگي‌هاي بستر اصلاح‌شده، نشان داد كه به‌كارگيري نانوذرات ZIF-8 مي‌تواند رويكردي پايدار و مقرون‌به‌صرفه در توسعه فيلترهاي نوين باشد. نتايج به‌دست‌آمده افق‌هاي تازه‌اي براي استفاده از اين فيلترها در مقياس صنعتي و همچنين بهبود كيفيت هواي محيط‌هاي شهري و صنعتي فراهم مي‌كند. در نهايت، دستاوردهاي اين تحقيق مي‌تواند مبنايي براي مطالعات آينده در زمينه طراحي فيلترهاي پيشرفته با راندمان بالا و افت فشار كنترل‌شده قرار گيرد.

236599

الياف پليمري

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان