摘要:مقدمه : نانو الیاف به خودی خود نرم و شکننده است و در تلاش برای حمایت خوب ساختاری معمولاً بر روی یک زیرلایه سفت نشانده می شوند. با این حال، یکی از چالشهای عمده در ساختارهای اینچنینی، چسبندگی خوب لایه نانوالیاف بر روی زیرلایه است که در این خصوص پردازش پلاسما به عنوان یک روش پاک و سازگار با محیط زیست برای اصلاح سطح تلقی میگردد . مطالعه حاضر به مقایسه عملکرد فیلتراسیون نانوالیاف هیبریدی پلی آکریلونیتریل ( PAN ) و نانوذرات اکسید منیزیم ( MgO ) ساده و پردازش شده با پلاسما در حذف ذرات ریز از جریان هوا میپردازد. روش بررسی : نانوالیاف از محلول wt % 16 متشکل از پلیمر پلی آکریلونیتریل، نانوذرات اکسید منیزیم (با نسبت 3:1) و حلال N ، N -دی متیل فرمامید توسط تکنیک الکتروریسی تولید گردیدند. سطح رویی بخش از نانوالیاف تولید ی تحت پردازش پلاسمای سرد با منبع تغذیه فرکانس رادیویی (56/13 مگاهرتز با توان 20 وات) ، گاز تشکیلدهنده آرگون و فشار عملیاتی 2/0 تور قرار گرفتند. آزمون کارایی اولیه در حذف عددی ذرات مطابق استاندارد ISO 29463 و EN 779 انجام گرفت. افت فشار و فاکتور کیفیت برای مدیاهای تولیدی تعیین گردید. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی ( SEM )، مطالعات ریخت شناسی الیاف و تعیین قطر الیاف صورت گرفت. از الگوریتمهای تجزیه و تحلیل تصاویر SEM از طریق نرمافزار MATLAB برای محاسبه درصد تخلخل مدیاها استفاده شد. به منظور تایید حضور نانوذرات اکسید منیزیم در نانوالیاف PAN/MgO الگوی پراش ایکس ( XRD از آنها تهیه شد. یافتهها: نانوالیاف PAN/MgO ساده از قطر الیاف (56/65 ± 38/221 نانومتر) کوچکتری برخوردار بود و انجام پردازش پلاسما باعث افزایش قطر الیاف (62/72 ± 07/295 نانومتر) شده است. از نظر ریخت شناسی، هر دو نوع نانوالیاف دانهدار و میزان تخلخل سطحی نانوالیاف PAN/MgO ساده و پردازش شده به ترتیب 41 و 48 درصد بود. نتایج ارزیابی عملکرد مدیاهای تولیدی در حذف عددی ذرات نشان داد که میانگین کارایی اولیه مدیای ساده و پردازش شده به ترتیب 07/6 ± 37/90 و 86/8 ± 60/73 درصد برای جمع آوری ذرات 10 تا 1000 نانومتری محاسبه گردید. حداقل میانگین کارایی (`/81) و حداکثر میانگین کارایی (�/97) مدیای ساده به ترتیب مربوط به سایز ذره 8/101 نانومتر و 900 نانومتر بود. حداقل میانگین کارایی (W/51) و حداکثر میانگین کارایی (%/99) مدیای پردازش شده به ترتیب مربوط به سایز ذره 8/101 نانومتر و 900 نانومتر بود. میانگین افت فشار اولیه مدیای ساده و پردازش شده در سرعت سطحی آزمون به ترتیب 11/3 ± 22/78 و 33/2 ± 00/22 پاسکال و میانگین فاکتور کیفیت آنها برای جمع آوری ذرات 10 تا 1000 نانومتری به ترتیب برابر 029/0 و 060/0 (پاسکال/1) تعیین شد. نتیجه گیری: به طور کلی، بیشترین درصد کارایی فیلتراسیون و کمترین میزان افت فشار به ترتیب برای مدیای PAN/ MgO ساده و پردازش شده بدست آمد. با این حال بالاترین فاکتور کیفیت متعلق به مدیای پردازش شده بود. با انجام پردازش پلاسما اگرچه کارایی جمع آوری ذرات کاهش پیدا کرد ولی با کاهش چشمگیر افت فشار مدیا در نهایت فاکتور کیفیت نسبت به مدیای ساده میزان قابل توجهتری را بدست آورد.
其他摘要:Introduction: The present study aimed to compare the filtration performance between neat hybrid electrospun nanofibers consisting of polyacrylonitrile (PAN) polymer and magnesium oxide (MgO) nanoparticles and plasma treated ones in removing fine particles from the air stream. Methodology : The upper surface of the nanofibers were processed by cold-plasma with a radio frequency power supply (13.56 MHz with a power of 20 watts), argon gas and operating pressure of 0.2 torr. Initial efficiency tests for numerical removal of particles have been done in accordance with standards ISO 29463 and EN 779. Pressure drop and quality factor were determined for the fabricated media. In order to confirm the presence of magnesium oxide nanoparticles in the nanofibers, X-ray diffraction pattern (XRD) was prepared. Analysis algorithms of SEM images were used to calculate the porosity of filters using MATLAB software. Result: The mean initial efficiency of neat and plasma-treated media was 90.77 ± 6.7 % and 73.66 ± 8.86 % for collecting particles from 10 to 1000 nm, respectively. The initial mean pressure drop of the neat and treated media at the test face velocity was 78.22 ± 3.11 pa and 22.00 ± 2.33 pa, respectively, and their mean quality factor for collecting 10 to 1000 nm particles was 0.029 and 0.010 (Pascal/1), respectively. Conclusion: By performing plasma treatment, collection efficiency of particle decreased, but with a significant decrease in pressure drop, so neat media ultimately presented the higher score of quality factor than treated one