Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Awọn ohun elo to ti ni ilọsiwaju ati Imọ-ẹrọ Kemikali, University of Science and Technology (UST), Daejeon, 34113 Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Awọn ohun elo to ti ni ilọsiwaju ati Imọ-ẹrọ Kemikali, University of Science and Technology (UST), Daejeon, 34113 Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Awọn ohun elo to ti ni ilọsiwaju ati Imọ-ẹrọ Kemikali, University of Science and Technology (UST), Daejeon, 34113 Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Awọn ohun elo to ti ni ilọsiwaju ati Imọ-ẹrọ Kemikali, University of Science and Technology (UST), Daejeon, 34113 Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Awọn ohun elo to ti ni ilọsiwaju ati Imọ-ẹrọ Kemikali, University of Science and Technology (UST), Daejeon, 34113 Republic of Korea
Ile-iṣẹ Imọ-ẹrọ Kemikali ti Koria (KRICT) Ile-iṣẹ Iwadi Kemistri ti Biobased, Ulsan, 44429, Republic of Korea
Awọn ohun elo to ti ni ilọsiwaju ati Imọ-ẹrọ Kemikali, University of Science and Technology (UST), Daejeon, 34113 Republic of Korea
Lo ọna asopọ ni isalẹ lati pin ẹya kikun ti nkan yii pẹlu awọn ọrẹ ati awọn ẹlẹgbẹ rẹ.kọ ẹkọ diẹ si.
Nitori ajakaye-arun ti coronavirus ati awọn ọran ti o ni ibatan si nkan pataki (PM) ni afẹfẹ, ibeere fun awọn iboju iparada ti dagba ni afikun.Bibẹẹkọ, awọn asẹ iboju boju ibile ti o da lori ina aimi ati nano sieve jẹ gbogbo nkan isọnu, ti kii ṣe ibajẹ tabi atunlo, eyiti yoo fa awọn iṣoro egbin nla.Ni afikun, ogbologbo yoo padanu iṣẹ rẹ labẹ awọn ipo ọrinrin, lakoko ti igbehin yoo ṣiṣẹ pẹlu idinku titẹ afẹfẹ pataki ati idilọwọ pore iyara yoo waye.Nibi, biodegradable kan, ẹri ọrinrin, mimi pupọ, àlẹmọ boju-boju okun iṣẹ giga ti ni idagbasoke.Ni kukuru, awọn okun ultrafine biodegradable meji ati awọn maati nanofiber ni a ṣepọ sinu àlẹmọ membran Janus, ati lẹhinna ti a bo pẹlu chitosan nanowhiskers ti o gba agbara cationically.Àlẹmọ yii jẹ daradara bi àlẹmọ N95 ti iṣowo ati pe o le yọ 98.3% ti 2.5 µm PM kuro.Nanofibers ti ara iboju awọn patikulu ti o dara, ati awọn okun ultrafine pese iyatọ titẹ kekere ti 59 Pa, eyiti o dara fun mimi eniyan.Ni idakeji si idinku didasilẹ ni iṣẹ ti awọn asẹ N95 ti iṣowo nigba ti o farahan si ọrinrin, pipadanu iṣẹ ṣiṣe ti àlẹmọ yii jẹ aifiyesi, nitorinaa o le ṣee lo ni ọpọlọpọ igba nitori dipole yẹ ti chitosan adsorbs ultrafine PM (fun apẹẹrẹ, nitrogen).Ati sulfur oxides).O ṣe pataki ki àlẹmọ yii bajẹ patapata ni ile idapọmọra laarin ọsẹ mẹrin.
Ajakaye-arun coronavirus ti a ko ri tẹlẹ (COVID-19) n wa ibeere nla fun awọn iboju iparada.[1] Ajo Agbaye ti Ilera (WHO) ṣe iṣiro pe 89 milionu awọn iboju iparada ni a nilo ni gbogbo oṣu ni ọdun yii.[1] Kii ṣe awọn alamọdaju ilera nikan nilo awọn iboju iparada N95 ti o ga julọ, ṣugbọn awọn iboju iparada gbogbogbo fun gbogbo eniyan ti tun di ohun elo ojoojumọ ti ko ṣe pataki fun idena ti arun aarun atẹgun yii.[1] Ni afikun, awọn ile-iṣẹ ti o nii ṣe iṣeduro ṣeduro lilo awọn iboju iparada ni gbogbo ọjọ, [1] eyi ti yori si awọn iṣoro ayika ti o ni ibatan si iye nla ti idoti iboju.
Niwọn igba ti ọrọ pataki (PM) lọwọlọwọ jẹ iṣoro idoti afẹfẹ ti o ni iṣoro julọ, awọn iboju iparada ti di iwọn atako ti o munadoko julọ ti o wa fun awọn eniyan kọọkan.PM ti pin si PM2.5 ati PM10 ni ibamu si iwọn patiku (2.5 ati 10μm ni atele), eyiti o ni ipa lori agbegbe adayeba [2] ati didara igbesi aye eniyan ni awọn ọna oriṣiriṣi.[2] Ni gbogbo ọdun, PM nfa iku 4.2 milionu ati 103.1 miliọnu ailera ti a ṣatunṣe awọn ọdun igbesi aye.[2] PM2.5 ṣe irokeke pataki si ilera ati pe o jẹ apẹrẹ ni ifowosi gẹgẹbi ẹgbẹ I carcinogen.[2] Nitorinaa, o jẹ akoko ati pataki lati ṣe iwadii ati dagbasoke àlẹmọ boju-boju daradara ni awọn ofin ti aye afẹfẹ ati yiyọ PM.[3]
Ni gbogbogbo, awọn asẹ okun ibile gba PM ni awọn ọna oriṣiriṣi meji: nipasẹ sieving ti ara ti o da lori awọn nanofibers ati adsorption electrostatic ti o da lori microfibers (Figure 1a).Lilo awọn asẹ ti o da lori nanofiber, paapaa awọn maati nanofiber electrospun, ti fihan pe o jẹ ilana ti o munadoko lati yọ PM kuro, eyiti o jẹ abajade wiwa ohun elo lọpọlọpọ ati igbekalẹ ọja iṣakoso.[3] Maati nanofiber le yọ awọn patikulu ti iwọn ibi-afẹde kuro, eyiti o ṣẹlẹ nipasẹ iyatọ iwọn laarin awọn patikulu ati awọn pores.[3] Bibẹẹkọ, awọn okun nano-iwọn nilo lati wa ni tolera pupọ lati ṣe awọn pores ti o kere pupọju, eyiti o jẹ ipalara si isunmi itunu eniyan nitori iyatọ titẹ giga ti o somọ.Ni afikun, awọn iho kekere yoo wa ni sàì dina jo ni kiakia.
Ni ida keji, mate okun ultra-fine meltblown ni agbara itanna nipasẹ aaye ina ti o ga julọ, ati pe awọn patikulu kekere pupọ ni a mu nipasẹ adsorption electrostatic.[4] Gẹgẹbi apẹẹrẹ aṣoju, atẹgun N95 jẹ atẹgun oju-boju-boju ti n ṣatunṣe patiku ti o pade awọn ibeere ti National Institute of Safety Safety and Health nitori pe o le ṣe àlẹmọ o kere ju 95% ti awọn patikulu afẹfẹ.Iru àlẹmọ yii n gba ultrafine PM, eyiti o jẹ igbagbogbo ti awọn nkan anionic bii SO42- ati NO3-, nipasẹ ifamọra elekitirosita to lagbara.Bibẹẹkọ, idiyele aimi ti o wa lori oke mate okun jẹ ni irọrun tuka ni agbegbe ọrinrin, gẹgẹ bi a rii ni mimi eniyan tutu, [4] ti o fa idinku ninu agbara adsorption.
Lati le mu ilọsiwaju sisẹ siwaju sii tabi yanju iṣowo-pipa laarin ṣiṣe yiyọ kuro ati titẹ silẹ, awọn asẹ ti o da lori awọn nanofibers ati microfibers ti wa ni idapo pẹlu awọn ohun elo giga-k, gẹgẹbi awọn ohun elo erogba, awọn ilana Organic irin, ati awọn ẹwẹ titobi PTFE.[4] Sibẹsibẹ, majele ti isedale ti ko ni idaniloju ati ipadasẹhin idiyele ti awọn afikun wọnyi jẹ awọn iṣoro ti ko yẹ.[4] Ni pataki, awọn iru meji ti awọn asẹ ibile nigbagbogbo kii ṣe ibajẹ, nitorinaa wọn yoo sin nikẹhin si awọn ibi-ilẹ tabi sun lẹhin lilo.Nitorinaa, idagbasoke ti awọn asẹ iboju iboju ti ilọsiwaju lati yanju awọn iṣoro egbin wọnyi ati ni akoko kanna Yaworan PM ni itẹlọrun ati ọna agbara jẹ iwulo lọwọlọwọ pataki.
Lati le yanju awọn iṣoro ti o wa loke, a ti ṣe àlẹmọ awọ-ara Janus ti a ṣepọ pẹlu poly(butylene succinate) -orisun (orisun PBS) [5] microfiber ati awọn maati nanofiber.Ajọ awọ ara Janus jẹ ti a bo pẹlu chitosan nano whiskers (CsWs) [5] (Figure 1b).Gẹgẹbi gbogbo wa ṣe mọ, PBS jẹ aṣoju biodegradable polima, eyiti o le ṣe agbejade okun ultrafine ati nanofiber nonwovens nipasẹ elekitirospinning.Awọn okun Nano-iwọn-ara pakute PM, lakoko ti awọn nano-fibers micro-asekale dinku titẹ silẹ ati ṣiṣẹ bi ilana CsW kan.Chitosan jẹ ohun elo ti o da lori iti ti o ti fihan pe o ni awọn ohun-ini ti ibi ti o dara, pẹlu biocompatibility, biodegradability ati majele ti o kere pupọ, [5] eyiti o le dinku aibalẹ ti o ni nkan ṣe pẹlu ifasimu lairotẹlẹ ti awọn olumulo.[5] Ni afikun, chitosan ni awọn aaye cationic ati awọn ẹgbẹ amide pola.[5] Paapaa labẹ awọn ipo tutu, o le fa awọn patikulu ultrafine pola (gẹgẹbi SO42- ati NO3-).
Nibi, a ṣe ijabọ biodegradable kan, ṣiṣe giga, ẹri ọrinrin ati àlẹmọ boju-boju kekere ti o da lori awọn ohun elo biodegradable ti o wa ni imurasilẹ.Nitori awọn apapo ti ara sieving ati electrostatic adsorption, awọn CsW-coated microfiber / nanofiber ese àlẹmọ ni kan ti o ga PM2.5 yiyọ ṣiṣe (to 98%), ati ni akoko kanna, awọn ti o pọju titẹ ju lori awọn nipon àlẹmọ ni. nikan O jẹ 59 Pa, o dara fun mimi eniyan.Ti a ṣe afiwe si ibajẹ iṣẹ ṣiṣe pataki ti a fihan nipasẹ àlẹmọ iṣowo N95, àlẹmọ yii ṣe afihan isonu aibikita ti ṣiṣe imukuro PM (<1%) paapaa nigba ti o tutu ni kikun, nitori idiyele CsW yẹ.Ni afikun, awọn asẹ wa jẹ ibajẹ patapata ni ile idapọmọra laarin ọsẹ mẹrin.Ti a ṣe afiwe pẹlu awọn ijinlẹ miiran pẹlu awọn imọran ti o jọra, ninu eyiti apakan àlẹmọ jẹ ti awọn ohun elo biodegradable, tabi ṣafihan iṣẹ ṣiṣe to lopin ni awọn ohun elo biopolymer ti kii ṣe hun, [6] àlẹmọ yii taara fihan Biodegradability ti awọn ẹya ilọsiwaju (fiimu S1, alaye atilẹyin).
Gẹgẹbi paati ti àlẹmọ membran Janus, nanofiber ati awọn maati fiber superfine PBS ni a kọkọ pese sile.Nitorinaa, 11% ati 12% awọn solusan PBS jẹ electrospun lati ṣe awọn nanometer ati awọn okun micrometer, ni atele, nitori iyatọ wọn ni iki.[7] Alaye alaye ti awọn abuda ojutu ati awọn ipo eletiriki to dara julọ ni a ṣe akojọ ni Awọn tabili S1 ati S2, ninu alaye atilẹyin.Niwọn bi okun bi-spun si tun ni awọn ohun elo ti o ku, afikun iwẹ coagulation omi ti wa ni afikun si ẹrọ itanna eletiriki aṣoju, bi o ṣe han ni Nọmba 2a.Ni afikun, omi iwẹ tun le lo fireemu lati gba awọn coagulated funfun PBS fiber matrix, eyi ti o yatọ si lati matrix ri to ni awọn ibile eto (Figure 2b).[7] Apapọ awọn iwọn ila opin okun ti microfiber ati awọn maati nanofiber jẹ 2.25 ati 0.51 µm, ni atele, ati apapọ awọn iwọn ila opin pore jẹ 13.1 ati 3.5 µm, lẹsẹsẹ (Aworan 2c, d).Bi 9: 1 chloroform / ethanol epo ṣe yọkuro ni kiakia lẹhin ti o ti tu silẹ lati inu nozzle, iyatọ viscosity laarin 11 ati 12 wt% awọn ojutu pọ si ni kiakia (Nọmba S1, alaye atilẹyin).[7] Nitorina, iyatọ ifọkansi ti 1 wt% nikan le fa iyipada nla ni iwọn ila opin okun.
Ṣaaju ki o to ṣayẹwo iṣẹ àlẹmọ (Figure S2, alaye atilẹyin), lati le ṣe afiwe ọpọlọpọ awọn asẹ ni idi, awọn elekitirospun nonwovens ti sisanra boṣewa ni a ti ṣelọpọ, nitori sisanra jẹ ipin pataki ti o ni ipa iyatọ titẹ ati ṣiṣe sisẹ ti iṣẹ àlẹmọ.Niwon nonwovens jẹ asọ ti o si la kọja, o jẹ soro lati taara mọ awọn sisanra ti electrospun nonwovens.Awọn sisanra ti aṣọ jẹ deede deede si iwuwo dada (iwuwo fun agbegbe ẹyọkan, iwuwo ipilẹ).Nitorinaa, ninu iwadi yii, a lo iwuwo ipilẹ (gm-2) bi iwọn iwuwo ti o munadoko.[8] Awọn sisanra ti wa ni dari nipa yiyipada awọn electrospinning akoko, bi o han ni Figure 2e.Bi akoko yiyi ti n pọ si lati iṣẹju kan si iṣẹju 10, sisanra ti mate microfiber yoo pọ si 0.2, 2.0, 5.2, ati 9.1 gm-2, lẹsẹsẹ.Ni ọna kanna, sisanra ti nanofiber mate ti pọ si 0.2, 1.0, 2.5, ati 4.8 gm-2, lẹsẹsẹ.Microfiber ati awọn maati nanofiber jẹ apẹrẹ nipasẹ awọn iye sisanra wọn (gm-2) bi: M0.2, M2.0, M5.2 ati M9.1, ati N0.2, N1.0, N2.5 ati N4. 8.
Iyatọ titẹ afẹfẹ (ΔP) ti gbogbo ayẹwo jẹ itọkasi pataki ti iṣẹ àlẹmọ.[9] Mimi nipasẹ àlẹmọ pẹlu titẹ titẹ giga jẹ korọrun fun olumulo.Nipa ti, o ti wa ni woye wipe awọn titẹ ju posi bi awọn sisanra ti awọn àlẹmọ posi, bi o han ni Figure S3, atilẹyin alaye.Mate nanofiber (N4.8) ṣe afihan titẹ titẹ ti o ga ju microfiber (M5.2) akete ni sisanra ti o jọra nitori pe mate nanofiber ni awọn pores kekere.Bi afẹfẹ ti n kọja nipasẹ àlẹmọ ni iyara laarin 0.5 ati 13.2 ms-1, titẹ titẹ ti awọn oriṣiriṣi oriṣiriṣi meji ti awọn asẹ maa n pọ sii lati 101 Pa si 102 Pa. Awọn sisanra yẹ ki o wa ni iṣapeye lati dọgbadọgba titẹ silẹ ati PM yiyọ kuro ṣiṣe;iyara afẹfẹ ti 1.0 ms-1 jẹ ironu nitori akoko ti o gba fun eniyan lati simi nipasẹ ẹnu jẹ nipa 1.3 ms-1.[10] Ni idi eyi, titẹ silẹ ti M5.2 ati N4.8 jẹ itẹwọgba ni iyara afẹfẹ ti 1.0 ms-1 (kere ju 50 Pa) (Nọmba S4, alaye atilẹyin).Jọwọ ṣe akiyesi pe idinku titẹ ti N95 ati iru awọn iboju iparada àlẹmọ Korean (KF94) jẹ 50 si 70 Pa, ni atele.Siwaju CsW processing ati micro / nano àlẹmọ Integration le mu air resistance;nitorina, lati le pese aaye titẹ titẹ silẹ, a ṣe ayẹwo N2.5 ati M2.0 ṣaaju ki o to ṣe ayẹwo M5.2 ati N4.8.
Ni iyara afẹfẹ ti a fojusi ti 1.0 ms-1, ṣiṣe yiyọ kuro ti PM1.0, PM2.5, ati PM10 ti PBS microfiber ati nanofiber mats ni a ṣe iwadi laisi idiyele aimi (Nọmba S5, alaye atilẹyin).O ṣe akiyesi pe ṣiṣe imukuro PM ni gbogbogbo pọ si pẹlu ilosoke ninu sisanra ati iwọn PM.Imudara yiyọ kuro ti N2.5 dara ju M2.0 nitori awọn pores kekere rẹ.Awọn imudara yiyọ kuro ti M2.0 fun PM1.0, PM2.5 ati PM10 jẹ 55.5%, 64.6% ati 78.8%, lẹsẹsẹ, lakoko ti awọn iye kanna ti N2.5 jẹ 71.9%, 80.1% ati 89.6% (Figure). 2f).A ṣe akiyesi pe iyatọ ti o tobi julọ ni ṣiṣe laarin M2.0 ati N2.5 jẹ PM1.0, eyiti o tọka si pe sisọ ti ara ti mesh microfiber jẹ doko fun micron-ipele PM, ṣugbọn kii ṣe doko fun nano-ipele PM (Figure). S6, alaye atilẹyin)., M2.0 ati N2.5 mejeeji fihan agbara gbigba PM kekere ti o kere ju 90%.Ni afikun, N2.5 le jẹ diẹ sii ni ifaragba si eruku ju M2.0, nitori awọn patikulu eruku le ni rọọrun dènà awọn pores kekere ti N2.5.Ni isansa ti idiyele aimi, sieving ti ara jẹ opin ni agbara rẹ lati ṣaṣeyọri idinku titẹ ti a beere ati ṣiṣe yiyọ kuro ni akoko kanna nitori ibatan iṣowo-pipa laarin wọn.
Electrostatic adsorption jẹ ọna ti o gbajumo julọ lati gba PM ni ọna ti o munadoko.[11] Ni gbogbogbo, idiyele aimi ni a fi tipatipa lo si àlẹmọ ti kii hun nipasẹ aaye itanna ti o ga;sibẹsibẹ, yi aimi idiyele ti wa ni awọn iṣọrọ dissipated labẹ ọrinrin ipo, Abajade ni isonu ti PM Yaworan agbara.[4] Gẹgẹbi ohun elo ti o da lori bio fun sisẹ elekitirotatiki, a ṣe afihan 200 nm gigun ati 40 nm jakejado CsW;nitori awọn ẹgbẹ ammonium wọn ati awọn ẹgbẹ amide pola, awọn nanowhiskers wọnyi ni awọn idiyele cationic yẹ.Awọn idiyele rere ti o wa lori oju CsW jẹ aṣoju nipasẹ agbara zeta (ZP);CsW ti wa ni tuka sinu omi pẹlu pH ti 4.8, ati pe ZP wọn jẹ + 49.8 mV (Figure S7, alaye atilẹyin).
CsW-coated PBS microfibers (ChMs) ati nanofibers (ChNs) ni a pese sile nipasẹ wiwa dip ti o rọrun ni 0.2 wt% pipinka omi CsW, eyiti o jẹ ifọkansi ti o yẹ lati so iye ti o pọ julọ ti CsWs si oju awọn okun PBS, bi a ṣe han ninu olusin Fihan ni Figure 3a ati Figure S8, alaye atilẹyin.Aworan spectroscopy X-ray ti o ni agbara nitrogen kaakiri (EDS) fihan pe dada ti okun PBS jẹ iṣọkan ti a bo pẹlu awọn patikulu CsW, eyiti o tun han ninu aworan microscope elekitironi (SEM) ọlọjẹ (Aworan 3b; Nọmba S9, alaye atilẹyin) .Ni afikun, ọna ti a bo yii jẹ ki awọn nanomaterials ti o gba agbara lati fi ipari si dada fiber daradara, nitorinaa mimu agbara yiyọ electrostatic PM pọ si (Figure S10, alaye atilẹyin).
Imudara yiyọkuro PM ti ChM ati ChN ni a ṣe iwadi (Aworan 3c).M2.0 ati N2.5 ni a bo pẹlu CsW lati gbejade ChM2.0 ati ChN2.5, lẹsẹsẹ.Awọn ṣiṣe yiyọ kuro ti ChM2.0 fun PM1.0, PM2.5 ati PM10 jẹ 70.1%, 78.8% ati 86.3%, ni atele, lakoko ti awọn iye kanna ti ChN2.5 jẹ 77.0%, 87.7% ati 94.6% ni atele.Iboju CsW ṣe ilọsiwaju imudara yiyọ kuro ti M2.0 ati N2.5, ati ipa ti a ṣe akiyesi fun PM kere diẹ jẹ pataki diẹ sii.Ni pataki, chitosan nanowhiskers pọ si iṣiṣẹ yiyọkuro ti M2.0's PM0.5 ati PM1.0 nipasẹ 15% ati 13%, lẹsẹsẹ (Ọya S11, alaye atilẹyin).Botilẹjẹpe M2.0 ṣoro lati yọkuro PM1.0 ti o kere ju nitori aye fibril jakejado rẹ (Figure 2c), ChM2.0 adsorbs PM1.0 nitori awọn cations ati amides ni CsWs kọja nipasẹ ion-ion, ibaraenisepo Pole-ion ibaraenisepo , ati dipole-dipole ibaraenisepo pẹlu eruku.Nitori awọn oniwe-CsW ti a bo, awọn PM yiyọ ṣiṣe ti ChM2.0 ati ChN2.5 jẹ bi ti o ti nipon M5.2 ati N4.8 (Table S3, atilẹyin alaye).
O yanilenu, botilẹjẹpe imudara yiyọ PM ti ni ilọsiwaju pupọ, ibora CsW ko ni ipa lori idinku titẹ.Iwọn titẹ ti ChM2.0 ati ChN2.5 pọ si diẹ si 15 ati 23 Pa, fere idaji ilosoke ti a ṣe akiyesi fun M5.2 ati N4.8 (Figure 3d; Table S3, alaye atilẹyin).Nitorinaa, ibora pẹlu awọn ohun elo orisun-aye jẹ ọna ti o dara lati pade awọn ibeere iṣẹ ti awọn asẹ ipilẹ meji;ti o jẹ, PM yiyọ ṣiṣe ati awọn air titẹ iyato, eyi ti o jẹ tosi.Sibẹsibẹ, PM1.0 ati PM2.5 ṣiṣe yiyọ kuro ti ChM2.0 ati ChN2.5 jẹ mejeeji kere ju 90%;o han ni, iṣẹ yii nilo lati ni ilọsiwaju.
Eto isọpọ ti a ṣepọ ti o ni awọn membran pupọ pẹlu iyipada awọn iwọn ila opin okun ati awọn iwọn pore le yanju awọn iṣoro loke [12].Ajọ afẹfẹ ti a ṣepọ ni awọn anfani ti awọn nanofibers oriṣiriṣi meji ati awọn netiwọki okun superfine.Ni iyi yii, ChM ati ChN ti wa ni akopọ nirọrun lati ṣe agbejade awọn asẹ iṣọpọ (Int-MNs).Fun apẹẹrẹ, Int-MN4.5 ti pese sile nipa lilo ChM2.0 ati ChN2.5, ati pe iṣẹ rẹ jẹ afiwe pẹlu ChN4.8 ati ChM5.2 ti o ni awọn iwuwo agbegbe ti o jọra (ie sisanra).Ninu idanwo imuṣiṣẹ yiyọkuro PM, ẹgbẹ ultrafine fiber ti Int-MN4.5 ti farahan ni yara eruku nitori pe ẹgbẹ ultrafine okun jẹ sooro si clogging ju ẹgbẹ nanofiber lọ.Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 4a, Int-MN4.5 ṣe afihan ṣiṣe imukuro PM ti o dara julọ ati iyatọ titẹ ju awọn asẹ-ẹyọkan paati meji, pẹlu titẹ titẹ ti 37 Pa, eyiti o jẹ iru si ChM5.2 ati pupọ diẹ sii ju ChM5.2 ChN4.8. Ni afikun, PM1.0 yiyọ kuro ti Int-MN4.5 jẹ 91% (Figure 4b).Ni apa keji, ChM5.2 ko ṣe afihan iru iṣẹ giga PM1.0 ti o ga julọ nitori pe awọn pores rẹ tobi ju awọn ti Int-MN4.5 lọ.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu kọkanla-03-2021
