纤维素基空气过滤解决方案

在《华尔街日报》最近发表的一篇文章亚博网站下载最近,研究人员回顾文献中纤维素的使用空气过滤系统专注于消除空气污染物和透气性。审查了微粒过滤(PM₁₀下午,_2.5下午,_0.3)以及气体和水渗透在纤维素基解决方案从气凝胶和泡沫膜,电影,和复合材料。

研究:纤维素生产的空气过滤系统:一个关键的审查。图片来源:Vink风扇/ Shutterstock.com

背景

工业的快速增长已经引起了全球空气污染增加。自然、化学和社会经济变量影响污染物的分散在空气和土壤。寻找方法来减少空气污染已经持续很长一段时间,由于重大的健康风险。气溶胶粒子从空气污yabo214染通常由分钟固体或液体的组件分为10微米以下颗粒物(PM₁₀)或2.5微米(PM_2.5)。

循环排放的污染对人类和环境的影响。图片来源:里皮,M et al .,材料亚博网站下载

过滤膜材料等粒子尺寸已经被广泛的亚博网站下载研究;然而,粒子滤波方法小于0.3 m仍在发展。yabo214由于日益增长的环境意识,现在的重点是创建系统能够处理污染问题如设计绿色产品和可持续发展的过程。

生产新型环保过滤系统、生物纤维材料具有优异的机械强度和透气性是可取的。亚博网站下载多糖在自然界发现的最普遍,纤维素有广泛的物理和化学性质。可再生纤维素的性质,以及其生物降解能力,形态属性,和化学适应性,使它成为一个合适的矩阵复合材料的发展和广泛的应用。

关于这项研究

在目前的研究中,研究人员评估了各种纤维素基解决方案发表文献中基于他们的品质因数(《)。《价值高(至少0.01 Pa¹在商业高效微粒空气(HEPA过滤器)确保最优折衷过滤效率高(> 99%)和低压降(1 kPa / g)。简要概述后过滤的基本属性,众多cellulose-reinforced和纤维素基与超滤性能客观评价系统,专注于机械和化学屏障机制的差异。控制所有的因素定义的结构元素的质量有效的气体和微粒过滤系统被给予特殊考虑。

一系列形态学因素探索,可以提高最终的过滤性能,强调采用纳米纤维的必要性不仅增加表面积和孔隙度调整最终的解决方案也加强过滤器组成的各种材料。亚博网站下载

除了描述技术方法来提高机械过滤、选择作品的例子被用来证明化学相互作用的重要性,借助于活性官能团的骨干(纳米)纤维素纤维在提高过滤效率没有降低过滤孔隙度。

不同的过滤系统获得纤维素。图片来源:里皮,M et al .,材料亚博网站下载

观察

综述,研究人员观察到控制纤维素纤维的化学和物理性质是至关重要的建立高效空气过滤器在纳米纤维在某些情况下显示相当大的改进。在这方面,nanocellulose电纺的打开车门上广泛的层次可以提高过滤性能的解决方案。新兴技术,即。,3 d打印(eco)安全过滤器,可能会推动未来形态设计对高效过滤。

此外,许多研究表明,纤维素的使用作为一个矩阵或加强组件在大多数情况下应考虑复合材料的最佳途径达到良好gas-filtration特征。详细介绍一些工作还表明,纤维素纤维材料进行的吸附行为取决于机械和扩散过程由系统的形态和生理特征的变化。亚博网站下载然而,化学改性的基本结构可以优化促进选择性过滤效率与特定的污染物。

在其中的一个研究成果,它是观察到的叔丁基醇(稍后通知)TEMPO-oxidized纤维素纳米纤维(TOCNF) /水分散不影响超低渗透空气的压降值(ULPA)和高效微粒空气过滤器。然而,它增加过滤效率从0.0256到0.0357的平均粒径为0.125,从0.0273到0.0383 0.175μm的粒度。这可以归因于TOCNF-aerogel的形态学特征。

此外,在考虑是否需要微孔开放结构的过滤微粒不稳定的粒子,稍后通知作为溶剂的使用媒体在处理气凝胶系统可以作为一个很好的例子,记住,因为它提供了一个合适的平衡需要有效地去除污染物,需要避免的意外上升的压力降。yabo214

表示组合系统的过滤效率的增强nanocellulose和mof的属性的组合。图片来源:里皮,M et al .,材料亚博网站下载

结论

总之,本文阐明了纤维素可用于过程过滤材料,强调这样做的可能性和优势。亚博网站下载个体选择的纤维素和nanocellulose-based材料称为潜在volatile-molecule过滤器进行调查,以突亚博网站下载出进展的采用这些可持续和环境友好材料的应用在各种各样的关键领域,其中包括食品包装和环境净化。

总的来说,作者希望本文可以作为一个起点和一个研究有效指导那些感兴趣,对环境有益,而持久的纤维素基空气过滤器。

源

里皮,M。莉娃,L。卡鲁索,M。et al。纤维素生产的空气过滤系统:一个关键的审查。亚博网站下载(3),976 (2022)。

https://www.mdpi.com/1996-1944/15/3/976

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