امکان سنجی کاربرد نانوالیاف هیبریدی پردازش شده با پلاسما برای حذف گاز تولوئن

توضیحات :

فصلنامه بهداشت و ایمنی کار

دوره ۹ – شماره ۳ – سال ۱۳۹۸

نویسندگان : سمیه فرهنگ دهقان ، فریده گل بابایی ، اصغر صدیق زاده ، حمزه محمدی

چکیده :

مقدمه: باوجود اقبال روز افزون کاربرد فیلترهای نانولیفی برای تصفیه آلاینده‌های ذره‌ای از جریان هوا، مطالعات کم تری به بحث در خصوص امکان سنجی کاربرد آن ها در حذف آلاینده‌های گازی پرداخته است، درحالی که در اکثر محیط های کاری هر دو شکل آلاینده وجود دارد. تولوئن ماده‌ای سمی و موتاژنیک می‌باشد  و مواجهه مزمن با غلظت‌های پایین آن ممکن است باعث طیف وسیعی از اثرات سوء سلامتی بر افراد در معرض مواجهه شود. مطالعه حاضر با هدف تولید نانوالیاف پلیمری بر پایه نانولوله کربنی تک جداره  از طریق روش الکتروریسی و پردازش سطح آن با پلاسمای سرد و هم چنین ارزیابی عمل کرد آن در حذف گاز تولوئن انجام گرفت.

روش کار: لایه‌های نانولیفی توسط فرآیند الکتروریسی از محلول الکتروریسی شامل پلیمر پلی آکریلونیتریل (PAN) و نانولوله کربنی تک جداره (SWNT) به نسبت ترکیبی ۱:۹۹ تحت شرایط عملیاتی  ولتاژ کاربردی: ۲۰ کیلوولت ، فاصله سوزن تا صفحه جمع‌آوری کننده: ۱۰سانتی متر، میزان تزریق: ۱ میلی‌لیتر بر ساعت، قطر سوزن: گیج ۱۸ و سرعت چرخش درام  ۱۰۰۰- ۵۰۰ دور در دقیقه تولید شدند.  سطح نانوالیاف تولیدی مورد پردازش پلاسما قرار گرفتند. دستگاه پلاسمای مورد استفاده با منبع تغذیه فرکانس رادیویی (۱۳/۵۶ مگاهرتز با توان ۲۰ وات) ، گاز تشکیل‌دهنده آرگون و فشار عملیاتی ۲/۰  بود. شرایط آزمون نمونه‌های تولیدی برای حذف گاز تولوئن مطابق استاندارد ISO 10121-1:2014 آماده گردید که روش آزمون عمل کرد مدیاهای تصفیه هوا نوع فاز گازی را برای انواع مدیاهای صفحه تخت ارایه می‌دهد. به منظور اندازه گیری غلظت بخار تولوئن از دستگاه قرائت مستقیم Firstcheck مجهز به دتکتور PID استفاده گردید. مطالعات ریخت شناسی الیاف با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد.   طیف سنجی مادون قرمز- تبدیل فوریه (FTIR) به منظور شناسایی ترکیبات آلی و گروه های عاملی در نانوالیاف صورت گرفت.

یافته ها: نتایج حاصل از آنالیز تصاویر نشان داد که میانگین قطر الیاف ۱۹/۷±۱۶/۱۶۹ نانومتر و میانگین ضریب تغییرات آن ۲۳/۰ محاسبه گردید. ریخت شناسی الیاف، یکنواخت و  دانه دار تعیین شد. میانگین ضخامت، درصد تخلخل و ضریب نفوذپذیری هوا مدیا  به ترتیب ۱۵/۰ میلی متر،۴۳ درصد و ۷۵/۵ دارسی مشخص گردید. میانگین درصد کارایی نانوالیاف  PAN/SWNT پردازش شده با پلاسما در حذف گاز تولوئن ۹۸ درصد و میانگین افت فشار آن ها حدود ۱۰۰ پاسکال به دست آمد. طیف FTIR مدیای آزمون نشان داد که پیک‌های ظاهر شده در طول موج‌های معین مربوط به ارتعاش گروه‌های آلیفاتیک C-H باندهای  C-C و C=O مربوط به پلیمر PAN‌ و نانولوله کربنی می‌باشد.

نتیجه گیری: حذف گاز تولوئن از طریق ساخت نانوالیاف هیبریدی PAN و SWNT پردازش شده با پلاسما محقق شد. نانوالیافی با مشخصات ریخت شناسی یکنواخت تولید شدند و کارایی حذف مناسب و افت فشار پایین  از خود نشان دادند.

واژه‌های کلیدی : نانو الیاف هیبریدی PAN و SWNT ، پردازش پلاسمای سرد ، کارایی حذف ، تولوئن

<< ادامه مطلب را در فایل پیوست مطالعه فرمایید >>

دانلود فایل