Похожие статьи
Научные специалисты из Университета Фучжоу разработали высокоэффективную композитную губку, которая эффективно фильтрует твердые частицы в условиях высокой температуры и влажности. Обладающая отличными механическими свойствами, она изготовлена из экологически чистых материалов. Фильтр может помочь в борьбе с загрязнением воздуха в автомобилях и промышленности. Работа ученых опубликована в журнале Particuology.
Твердые частицы из выхлопных газов автомобилей и промышленных дымоходов представляют значительную угрозу как для людей, так и для окружающей среды. Загрязнение выхлопными газами является проблемой в странах всего мира. Твердые частицы особенно опасно для человека, поскольку они повреждают центральную нервную систему и дыхательную систему.
Для решения проблемы загрязнения воздуха и улучшения качества окружающей среды ученые работают над созданием более совершенных воздушных фильтров. Однако разработанные до сих пор технологии плохо работают в суровых условиях, где высокие температуры, повышенная влажность или необходимость длительной фильтрации создают дополнительные проблемы.
Чтобы создать лучший воздушный фильтр, исследовательская группа разработала трехмерное устройство для захвата частиц. Они использовали простой метод жертвенного шаблона для создания губки из полидиметилсилоксана (PDMS). Затем нанесли покрытие из полидопамина (PDA) на каркас губки, используя метод загрузки на месте. На покрытии PDA было выращено большое количество частиц ZIF-8. ZIF-8 представляет собой металлоорганический каркас, класс пористых материалов, которые отличаются универсальностью структуры и химической настраиваемостью.
Металлоорганические каркасы обладают большим потенциалом в области адсорбции газов и фильтрации воздуха. Обильные поры в композитной губке обеспечивают хороший поток воздуха, а частицы ZIF-8 повышают эффективность фильтрации губки.
Команда протестировала губку при высокой температуре (250 градусов Цельсия) и высокой влажности (90 процентов относительной влажности), что имитировало промышленную среду с высокими температурами. Результаты, полученные при высоких температурах и влажности, свидетельствуют о высоком потенциале композитной губки для промышленного применения.
Кроме того, разработка была дополнительно протестирована в условиях, необходимых для использования в автомобильной фильтрации выхлопных газов.
Отмечается, что губка легко формуется и обладает структурной стабильностью, что позволяет использовать ее в различных ситуациях по мере необходимости. Поэтому команда подготовила композитную губку для установки в горловину выхлопной трубы. В испытаниях автомобильных выхлопных газов, которые имитировали выхлопные газы, выбрасываемые автомобилями во время нормальной работы, разработка достигла более чем 99-процентной эффективности удаления твердых частиц. Даже после 65 часов фильтрации технология по-прежнему обеспечивала отличную производительность.
«Это исследование дает новую идею для разработки высокоэффективных 3D воздушных фильтров, которые могут адаптироваться к суровым условиям», — рассказывает Юекун Лай, профессор Университета Фучжоу.
Поскольку композитная губка обладает хорошей структурной стабильностью и легко поддается формовке, она подходит для применения в самых разных областях — от выхлопных труб автомобилей до промышленных дымоходов и кухонных вентиляторов.
«На следующем этапе наша исследовательская группа будет изучать газовые фильтры, способные адаптироваться к более высоким температурам, а также способы очистки конкретных компонентов загрязнителей воздуха, а не только фильтрации твердых частиц», — подчеркнул ученый.
Эксклюзивный перевод*
Фото: ЮКУИ ГОУ, УНИВЕРСИТЕТ ФУЧЖОУ
Ведущий автор рубрик «образование», «аналитический блог», «психология». Также занимаюсь переводами с зарубежных источников. Считаю, что от ошибки никто не застрахован, но настоящие СМИ распространяют и комментируют информацию, в достоверности которой они убеждены и источники которой они хорошо знают.
