| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 2,839 |
| تعداد مقالات | 32,221 |
| تعداد مشاهده مقاله | 41,159,735 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 18,392,707 |
تهیه فیلترسلولزی هوا از الیاف بامبو | ||
| تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 05 آذر 1403 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijwpr.2024.366975.1781 | ||
| نویسندگان | ||
| زهرا کاظمی کرچنگی* 1؛ نورالدین نظرنژاد2؛ حسن شریفی3 | ||
| 1دانشجوی دکتری صنایع چوب و فراورده های سلولزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران | ||
| 2دانشیار، گروه صنایع چوب و فراورده‌های سلولزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران | ||
| 3استادیار گروه مهندسی صنایع چوب و فرآورده‌های لیگنوسلولزی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری | ||
| چکیده | ||
| چکیده سابقه و هدف: امروزه با توسعه سریع جامعه انسانی، آلودگی ذرات معلق (PM) در جو افزایش یافته است. ذرات معلق به راحتی وارد سیستم تنفسی انسان شده و اثرات جدی بر سلامت دارند، به‌عنوان یکی از مسائل بحرانی و مخاطره‌آمیز در جوامع شهری مدرن مطرح هستند. فیلترهای هوا نقشی کلیدی در کاهش انتشار این ذرات و جلوگیری از اثرات مضر آنها بر سلامت انسان ایفا می‌کنند. با توجه به اهمیت روزافزون مسئله آلودگی هوا و اثرات مخرب آن بر سلامت انسان و محیط زیست، استفاده از فیلترهای مؤثر و سازگار با محیط زیست بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، مواد طبیعی و زیست‌تجزیه‌پذیر نظیر الیاف بامبو، گزینه مناسبی برای جایگزینی با مواد پلیمری مصنوعی درساخت فیلتر محسوب می‌شوند. این تحقیق بر تهیه و ارزیابی فیلتر سلولزی هوا با استفاده از الیاف بامبو برای مقابله با آلودگی هوا متمرکز است. مواد و روش‌ها: برای تهیه فیلتر، الیاف بامبو ابتدا از طریق فرآیند تهیه خمیر کاغذ به روش سودا آنتراکینون با هیدروکسید سدیم 25 درصد نسبت به وزن خشک چوب، مدت زمان پخت 2 ساعت و دمای پخت 175 درجه سانتی گراد با مقدار آنتراکینون (AQ) 2/0 درصد خمیرسازی شد سپس طی توالی D0ED1 به وسیله دی‌اکسید کلر و سود رنگبری شد. در ادامه، فرایند رنگبری به منظور اصلاح سطح با استفاده از پراکسید هیدروژن 3 درصد، سیلیکات سدیم 3 درصد و نسبت هیدروکسید سدیم به پراکسید هیدروژن 8/0 انجام شد. سپس 3 درصد پلی وینیل الکل به سوسپانسیون حاصل اضافه شد و به مدت 10 دقیقه با زمان ماند یکسان برای همه تیمارها همزده شد. سوسپانسیون با یک هموژنایزر اولترا توراکس همگن شد و جهت تهیه فیلتر سلولزی در خشک‌کن انجمادی در دمای 110- درجه سانتی‌گراد در طول 72 ساعت خشک شدند. نتایج: نتایج نشان داد که اکسیداسیون و افزودن PVA تأثیر مثبت بر ویژگی‌های مکانیکی و ساختاری فیلتر دارند. شاخص مقاومت کششی فیلترها پس از اکسیداسیون و افزودن PVA بهبود قابل توجهی یافته و از 236/0 نیوتن متربرگرم به 528/0 نیوتن متربرگرم افزایش یافت. میزان تخلخل و نفوذپذیری هوا نیز تحت تأثیر اکسیداسیون و افزودن PVA قرار گرفتند که پس از اکسیداسیون، با افزایش تعداد گروه‌های کربوکسیل و بهبود پراکندگی الیاف سلولزی تخلخل و نفوذپذیری هوا افزایش یافتند. در حالی که افزودن PVA، پیوندهای هیدروژنی قوی ایجاد نمود و تخلخل و نفوذپذیری هوا کاهش یافت. تصاویر میکروسکوپی الکترونی (SEM) نیز تغییرات ساختاری ناشی از اکسیداسیون را به وضوح نشان دادند، پس از اکسیداسیون و افزودن PVA تراکم شبکه فیبری افزایش یافت و پراکندگی یکنواخت الیاف را بهبود داد و ساختاری منسجم‌تر درحالی که منفذهای کوچک میان الیاف همچنان وجود داشتند ایجاد نمود. سطح ویژه و اندازه متوسط منافذ فیلترها با استفاده از روش BET بررسی شد که نشان می‌دهد در فیلترهای اکسید شده و حاوی PVA سطح ویژه بیشتر شد و اندازه منافذ در همه فیلترها در مقیاس نانو حفظ شد. نتیجه‌گیری: این نتایج نشان می‌دهد که ترکیب الیاف بامبو اکسید شده حاوی PVA به تولید فیلترهای هوای کارآمد با ویژگی‌های بهبود یافته منجر می‌شود که می‌تواند به کاهش آلودگی هوا کمک کند زیرا این فیلترها با دارا بودن منافذ در مقیاس نانو قادر به جلوگیری از عبور ذرات معلق PM هستند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| واژه های کلیدی: فیلتر هوا؛ اکسیداسیون؛ پلی ونیل الکل؛ الیاف بامبو | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Preparation of cellulose air filter from bamboo fibers | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Zahra Kazemi Karchangi1؛ Noureddin Nazarnezhad2؛ hasan sharifi3 | ||
| 1Ph.D. Student of Wood and Cellulose Product, Sari Agricultural science and Natural Resources University, Sari, Iran | ||
| 2Associated Professor, Wood and Cellulose Product Department, Sari Agricultural science and Natural Resources University, Sari, Iran | ||
| 3Associate Professor, Department of Wood and LignoCellulose products industries. Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University | ||
| چکیده [English] | ||
| abstract Background and purpose: Today, with the rapid development of human society, the pollution of particles matter (PM) in the atmosphere has increased. Suspended particles easily enter the human respiratory system and have serious effects on health, they are considered as one of the critical and risky issues in modern urban societies. Air filters play a key role in reducing the emission of these particles and preventing their harmful effects on human health. Due to the growing importance of air pollution and its harmful effects on human health and the environment, the use of effective and environmentally friendly filters has received more attention. In this regard, natural and biodegradable materials such as bamboo fibers are considered a suitable alternative to synthetic polymer materials in making filters. This research focuses on the preparation and evaluation of cellulose air filter using bamboo fibers to deal with air pollution. Materials and methods: To prepare the filter, bamboo fibers were first pulped through the process of soda anthraquinone with sodium hydroxide 25% of dry weight, pulping time 2 hours and temperature 175 degrees Celsius with 0.2% anthraquinone (AQ), then during D0ED1 sequence was bleached by chlorine dioxide and soda. In the next step, the oxidation process was carried out with 3% hydrogen peroxide, 3% sodium silicate and the ratio of sodium hydroxide to hydrogen peroxide 0.8. Then 3% polyvinyl alcohol was added to the resulting suspension and stirred for 10 minutes with the same retention time for all treatments. The suspension was homogenized with an Ultra Thorax homogenizer and dried in a freeze dryer at -110°C for 72 hours to prepare the cellulose filter. Results: The results showed that oxidation and addition of PVA have a positive effect on the mechanical and structural characteristics of the filter. The tensile strength of filters improved significantly after oxidation and adding PVA and increased from 0.236 Nm/g to 0.528 Nm/g. The amount of porosity and air permeability were also affected by oxidation and PVA addition, after oxidation, the porosity and air permeability increased by increasing the number of carboxyl groups and improving the dispersion of cellulose fibers. While the addition of PVA created strong hydrogen bonds and reduced porosity and air permeability. Electron microscopic images (SEM) also clearly showed the structural changes caused by oxidation. After oxidation and adding PVA, the density of the fiber network increased and improved the uniform dispersion of fibers and created a more coherent structure while small pores between fibers still existed. The specific surface area and the average pore size of the filters were checked using the BET method, which shows that the specific surface area increased in the oxidized and PVA-containing filters, and the pore size was maintained in the nano scale in all filters. Conclusion: These results show that the combination of oxidized bamboo fibers containing PVA leads to the production of efficient air filters with improved characteristics that can help reduce air pollution because these filters are able to prevent the passage of PM suspended particles by having pores at the nanoscale. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Keywords: air filter, oxidation, polyvinyl alcohol, bamboo fibers | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 60 |
||