Bộ lọc không khí thể hiện hiệu suất tuyệt vời và độ bền trong môi trường khắc nghiệt

Bộ lọc không khí thể hiện hiệu suất tuyệt vời và độ bền trong môi trường khắc nghiệt

    Bộ lọc không khí thể hiện hiệu suất tuyệt vời và độ bền trong môi trường khắc nghiệt

    Miếng bọt biển tổng hợp ZIF-8 @ PDA @ PDMS với hình dạng tùy chỉnh giúp lọc hiệu quả cao các chất ô nhiễm PM trong điều kiện nhiệt độ cao và độ ẩm cao. Nhà cung cấp hình ảnh: Yukui Gou, Đại học Phúc Châu

    Newly developed air filter showcases excellent performance and endurance in harsh environments
    Một nhóm các nhà nghiên cứu đã thiết kế một miếng bọt biển composite hiệu suất cao hoạt động hiệu quả để lọc các hạt vật chất trong môi trường nhiệt độ cao và độ ẩm cao. Miếng bọt biển, với đặc tính cơ học tuyệt vời, được làm bằng vật liệu thân thiện với môi trường. Bộ lọc này có tiềm năng giúp chống ô nhiễm không khí trong ô tô và trong công nghiệp.

    Nhóm các nhà nghiên cứu Trung Quốc từ Đại học Phúc Châu đã công bố công trình của họ trên tạp chí Đặc biệt vào ngày 3 tháng 10 năm 2022.

    Các chất dạng hạt từ khí thải ô tô và ống khói công nghiệp gây ra mối nguy hiểm đáng kể cho cả con người và môi trường. Vấn đề ô nhiễm khí thải đang tồn tại ở các nước trên thế giới. Ô nhiễm dạng hạt đặc biệt nguy hiểm đối với con người, làm suy giảm hệ thần kinh trung ương và hệ hô hấp. Để giải quyết vấn đề ô nhiễm không khí và cải thiện chất lượng môi trường, các nhà khoa học đã và đang nghiên cứu chế tạo các bộ lọc không khí tốt hơn. Nhưng cho đến thời điểm này, các bộ lọc không khí đang được phát triển đã không hoạt động tốt trong môi trường khắc nghiệt, nơi nhiệt độ cao, độ ẩm cao hoặc nhu cầu lọc trong thời gian dài mang lại nhiều thách thức.

    Để chế tạo một bộ lọc không khí tốt hơn, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một thiết bị chụp hạt ba chiều. Họ đã sử dụng một phương pháp làm mẫu hy sinh đơn giản để tạo ra một miếng bọt biển polydimethylsiloxan (PDMS). Tiếp theo, họ phủ một lớp phủ polydopamine (PDA) lên khung xương xốp bằng phương pháp tải tại chỗ. Sau đó, một số lượng lớn các hạt ZIF-8 được phát triển trên lớp phủ PDA. ZIF-8 là một khung kim loại-hữu cơ, một loại vật liệu xốp có tính linh hoạt trong cấu trúc và khả năng kiểm soát hóa học của chúng. Khung kim loại-hữu cơ thể hiện tiềm năng tốt cho các ứng dụng trong lĩnh vực hấp phụ khí và lọc không khí. Các lỗ rỗng dồi dào trong miếng bọt biển composite cung cấp luồng không khí tốt và các hạt ZIF-8 nâng cao hiệu suất lọc của miếng bọt biển.

    Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm miếng bọt biển của họ trong điều kiện nhiệt độ cao (250 độ C) và độ ẩm cao (độ ẩm tương đối 90%) mô phỏng môi trường nhiệt độ cao công nghiệp. Kết quả ở nhiệt độ và độ ẩm cao cho thấy tiềm năng ứng dụng mạnh mẽ của bọt biển composite trong ngành công nghiệp.


    Các chất dạng hạt sinh ra từ khí thải ô tô và ống khói công nghiệp đòi hỏi các bộ lọc phải có khả năng chịu nhiệt độ cao và độ ẩm cao, và các đặc tính cơ học tốt. Tín dụng: Tartila
    Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm thêm miếng bọt biển composite trong các điều kiện cần thiết để sử dụng trong việc lọc khí thải ô tô. Miếng bọt biển có thể dễ dàng định hình và có cấu trúc ổn định, cho phép nó được sử dụng trong các tình huống khác nhau, khi cần thiết. Vì vậy nhóm nghiên cứu đã chuẩn bị miếng xốp composite để lắp ở miệng ống xả. Trong các thử nghiệm khí thải ô tô, mô phỏng khí thải do ô tô thải ra trong quá trình hoạt động bình thường, miếng bọt biển composite đạt hiệu quả hơn 99% trong việc loại bỏ các chất dạng hạt. Ngay cả sau 65 giờ lọc, bọt biển composite vẫn đạt được hiệu suất tuyệt vời.

    Yuekun Lai, giáo sư tại Đại học Fuzhou, cho biết: “Nghiên cứu này cung cấp một ý tưởng mới để thiết kế bộ lọc không khí hiệu quả cao 3D có thể thích ứng với môi trường khắc nghiệt”. Bởi vì bọt biển composite có độ ổn định cấu trúc tốt và cũng có thể dễ dàng tạo hình, nó thích hợp để sử dụng trong các ứng dụng khác nhau, từ ống xả ô tô, ống khói công nghiệp đến quạt nhà bếp.

    Ông Lai cho biết: “Trong bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu của chúng tôi sẽ khám phá các bộ lọc khí có thể thích ứng với nhiệt độ cao hơn, cũng như các cách xử lý một số thành phần ô nhiễm không khí chứ không chỉ lọc vật chất dạng hạt”. Bằng cách này, các nhà nghiên cứu có thể mở rộng các kịch bản ứng dụng của bộ lọc khí và cũng cải thiện tiềm năng cho các ứng dụng thực tế. Ông Lai cho biết: “Mục tiêu cuối cùng của chúng tôi là đạt được một bộ lọc khí có thể được sử dụng trong nhiều môi trường khác nhau và một loại vật liệu lọc hiệu quả cao với nhiều chức năng khác nhau.

    Nhóm nghiên cứu bao gồm Yukui Gou, Yuanye Hao, Weilong Cai, Jianying Huang và Yuekun Lai từ trường Cao đẳng Kỹ thuật Hóa học, Đại học Phúc Châu. Cai, Huang và Lai cũng làm việc tại Phòng thí nghiệm đổi mới Qingyuan.

    Zalo
    Hotline