شماره ركورد
33724
پديد آورنده
بهنام صديق ايماني
عنوان
ساخت و بررسي خواص فيلتر هوا مبتني بر مش نايلوني پوششدهي شده با نانوساختارهاي نقره، گرافن و نانولولههاي كربني
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
نانو فناوري - نانو مواد
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/6/31
استاد راهنما
ميثم جلالي
استاد مشاور
ندارد
دانشكده
فناوريهاي نوين
چكيده
PM2.5 بهعنوان يكي از مهمترين آلايندههاي هوا، امروزه به يك چالش جهاني در حوزه سلامت و محيطزيست تبديل شده است. كشور ايران نيز مشابه بسياري از نقاط جهان، بهويژه در كلانشهرهايي مانند تهران، با معضل افزايش غلظت PM2.5 مواجه است كه هزينه هاي اقتصادي و اجتماعي سنگيني را به نظام بهداشتي و زيست محيطي تحميل مي كند كه اين امر ضرورت توسعه فناوريهاي نوين فيلتراسيون را دوچندان ميسازد. در اين پژوهش، به ساخت و ارزيابي فيلتر هواي مبتني بر مش نايلوني پوشش دهي شده با نانوذرات نقره، اكسيدگرافن و نانولوله كربني پرداخته شده است. هدف از اين تحقيق، بهبود عملكرد فيلتراسيون و مقايسه بين نانومواد صفر، يك و دو بعدي براي افزايش بازده حذف PM2.5 از هوا مي باشد. در اين تحقيق مش μ 10 با راندمان اوليه جذب 45/36 % به عنوان بستر انتخاب گرديد. آزمونهاي مشخصه يابي نظير SEM، TEM،FTIR ،XRD و اندازه گيري زاويه تماس بر روي نانومواد و مش انجام شد. نمونه ها 1، 3 و 5 بار غوطهور شدند كه پوشش نانومواد روي مش نايلوني با تصاوير SEM تاييد شد. راندمان حذف ذرات معلق براي نمونه پوشش داده شده با نانوذرات نقره، نانولوله كربني و اكسيد گرافن از به ترتيب 02/39% ، 2/46% و 21/52% (با يك بار غوطه وري) به 28/44%، 99/48% و 07/69% (با سه بار غوطه وري) رسيد و در نهايت به 71/47%، 76/50% و 71/69% ( با پنج بار غوطه وري) رسيد. بهترين نمونه تك لايه از نظر راندمان مربوط به مش پوشش داده شده با اكسيد گرافن با پنج بار غوطه وري بود. نهايتاً با بهكارگيري پيكربندي فيلتر دولا، راندمان جذب نمونه فوق به 77/81% رسيد. اين نتايج نشان ميدهند كه استفاده از نانومواد ميتواند بهطور مؤثري راندمان فيلترها را در جذب PM2.5 بهبود بخشد و در اين ميان نانومواد دوبعدي نظير اكسيدگرافن عملكرد بهتري نسبت به نانومواد تك بعدي و صفر بعدي مانند نانولوله هاي كربني و نانوذرات نقره دارند. اين تحقيق مي تواند گامي مؤثر در توسعه فيلترهاي هوا با قابليت كاهش PM2.5 براي بهبود كيفيت هوا باشد .
تاريخ ورود اطلاعات
1404/07/07
عنوان به انگليسي
Fabrication and investigation of properties of air filter based on nylon mesh coated with nanostructures of silver, graphene and carbon nanotubes
تاريخ بهره برداري
9/22/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
بهنام صديق ايماني
چكيده به لاتين
PM2.5 particles, as one of the most important air pollutants, have become a global challenge in the fields of health and the environment. Similar to many other regions worldwide,iran, especially in its metropolitan areas like Tehran, faces the critical of increasing PM2.5 concentrations, which impose heavy economic and social costs on the healthcare and environmental systems thereby doubling the necessity for developing novel filtration technologies. This study focuses on the fabrication and evaluation of an air filter based on a nanofiber mesh coated with silver nanoparticles, graphene oxide, and carbon nanotubes. The objective of this research is to enhance filtration performance and compare the efficiency of zero-, one-, and two-dimensional nanomaterials in improving the removal efficiency of PM2.5. A nylon mesh with a pore size of 10μm and initial removal efficiency of 36.45% was selected as the substrate. Characterization tests such as SEM, TEM, FTIR, XRD, and contact angle measurements were performed on the nanomaterials and the nylon mesh. The samples were immersed for 1, 3, and 5 coating cycles, and SEM images confirmed the successful deposition of nanomaterials on the nylon surface.The removal efficiency of PM2.5 for the samples coated with silver nanoparticles, carbon nanotubes, and graphene oxide reached 39.02%, 46.2%, and 52.21% after one cycle; 44.28%, 48.99%, and 69.07% after three cycles; and 47.71%, 50.76%, and 69.71% after five cycles, respectively.The best-performing sample in terms of efficiency was the mesh coated with graphene oxide after five immersion cycles. Finally, the highest performance was achieved by stacking two layers of the best-performing filter (GO-coated after five immersions), which increased the adsorption efficiency to 81.77%. These results demonstrate that the use of nanomaterials can effectively enhance the efficiency of filters in adsorbing PM2.5, among which two-dimensional nanomaterials such as graphene oxide exhibit superior performance compared to one- and zero-dimensional nanomaterials like carbon nanotubes and silver nanoparticles. This research can be an effective step towards developing air filters with enhanced capabilities for reducing PM2.5 and improving air quality.
كليدواژه هاي فارسي
: فيلتر هوا، نانوذرات نقره، گرافن، نانولوله كربني، آلودگي هوا، ذرات معلق
كليدواژه هاي لاتين
Air filter, silver nanoparticles, graphene, carbon nanotubes, air pollution, particulate matter
Author
Behnam Sedigh Imani
SuperVisor
DR. Maisam Jalaly