تصفیه کننده های پیشرفته هوا با استفاده از نانومواد ضدعفونی کننده تازه - شهر وبلاگ

به گزارش گروه دانشگاه خبرنگاران، پیشرفت های اخیر در فناوری نانو، فرصت های جدیدی را برای حذف ذرات ریز و آلاینده های گازی از هوای اطراف و کاهش خطرات مرتبط با سلامتی ایجاد نموده است. پیامد های انتشار آلاینده ها بروز بیشتر بیماری های قلبی و تنفسی است که به وسیله تحقیقات سم شناسی مختلف نشان داده شده است. برای کاهش غلظت ذرات معلق در مراکز شهری، آنالیز های شیمیایی روی ذرات زیر 2.5 میکرون و مطالعات شناسایی منابع آلاینده، نشان داده است که باید محدودیت های انتشار ترکیبات آلی فرار (VOCs)، اکسید های نیتروژن و گوگرد انجام گردد.

در حالی که سطوح ذرات زیر 2.5 میکرون اتمسفر بسیار زیاد است، گردش هوای بیرون ممکن است تأثیر مضری بر کیفیت هوای داخل ساختمان داشته باشد. در داخل ساختمان نیز تجزیه بی هوازی اجزای مبلمان، نقاشی، فرش، مصالح ساختمانی و منسوجات، به ویژه در خانه های مدرن یا اخیراً بازسازی شده با تهویه ناکافی، می تواند به طور قابل توجهی بر کیفیت هوا داخل ساختمان تأثیر بگذارد.

پیشرفت های اخیر در فناوری نانو، فرصت های باورنکردنی را برای استفاده از نانومواد برای حذف آلاینده ها باز نموده است. نانومواد مساحت سطحی بیشتری را ارائه می دهند و ویژگی های مغناطیسی، الکتریکی و کاتالیزوری بسیار متفاوتی را نشان می دهند که آن ها را برای تصفیه، جذب، فیلتراسیون و فوتوکاتالیست در مقایسه با ذرات بزرگ تر مناسب نموده است.

نانومواد در حال حاضر در فیلترکردن ذرات، جذب گاز، حذف باکتری ها و فراوری کاتالیزور مورد استفاده قرار می گیرند. آن ها در دستگاه های مختلف تصفیه برای به حداقل رساندن ذرات معلق و سایر آلاینده ها مانند VOC و NOx استفاده شده اند.

برخلاف فیلتر های هوای چند لایه معمولی، فیلتر های هوای نانوالیافی دارای سطح و تخلخل بالا بوده که منجر به کاهش فشار و مقاومت جریان هوا می گردد. این مواد احتیاجی به پمپ های با ظرفیت بالا ندارند. عملکرد فیلتر تحت تأثیر راندمان فیلتراسیون و بعلاوه افت فشار است. بهینه سازی اثر فیلتراسیون نانوالیاف با افزایش قطبیت و بار های الکترواستاتیک سطوح در پلیمر های مورد استفاده برای ایجاد آن ها، یک راهبرد رایج است. اجزای فعال را می توان در پلیمر های مورد استفاده برای فراوری نانوالیاف گنجاند تا قابلیت های خاص مختلفی را ارائه دهد.

در تحقیقی دیگر، یک نانو ژنراتور تریبوالکتریک در یک فیلتر هوای متشکل از پلیمر الکتروریسی شده با سیم های پوشش داده شده از فولاد ضدزنگ قرار داده شد تا بتواند انرژی مورد احتیاج فیلتر به وسیله خود فیلتر تامین گردد. هنگامی که این فیلتر با یک ماده فعال فوتوکاتالیست جفت شد، نتایج برجسته ای از نظر جذب PM 2.5 و تجزیه فرمالدئید نشان داد. ماسک های صورت و مواد مورد استفاده در پنجره که از نانوکامپوزیت ها و منسوجات نبافته فراوری شده اند، برای کاربرد های دنیای واقعی به منظور حفاظت از سلامت عمومی با جلوگیری از نفوذ PM 2.5 از خارج به داخل فضای مورد نظر، ایجاد شده اند.

فرآیند جذب یک روش غیر مخرب برای حذف آلاینده های گازی از هوا است. این فناوری می تواند شامل دو مکانیسم مجزا باشد: جذب شیمیایی (کووالانسی) و جذب فیزیکی (غیرکووالانسی).

به نظر می رسد که مواد کربنی در اشکال مختلف، بیشترین جاذب مورد استفاده برای حذف VOC باشند. از سوی دیگر، اکسید گرافن ممکن است در انواع ساختار ها به عنوان یک بستر فلزی برای کاتالیزور ها استفاده گردد که برای جذب و تجزیه همزمان VOCs طراحی شده اند.

اگرچه توسعه فناوری تصفیه هوا بر اساس نانومواد موانع عملی متعددی پیش رو داشته باشد، با این حال به نظر می رسد شانس زیادی برای دستیابی به اهداف نهایی وجود دارد. انتقال جرم ناکافی و زمان قرار گرفتن بیشتر در معرض آلاینده ها بر روی سطح فوتوکاتالیست می تواند کارایی آن ها را به شدت محدود کند. استفاده از کمپرسور یا فن در این دستگاه ها برای راهنمایی هوا بر روی سطح فوتوکاتالیست ممکن است، این مسائل را حل نماید.

فناوری نانو چندین مزیت از جمله شرایط کاری مطلوب، احتیاج به حداقل تجهیزات و هزینه های جاری مقرون به صرفه را در پی دارد.