بررسی‌ میزان‌ جذب‌ ‌ذرات‌ ‌معلق‌ کوچک‌تر‌ ‌از‌ 2/5 ‌میکرون‌ ‌توسط‌ فیلتر‌های‌ خودرو و بهبود کیفیت‌ جذب‌ این‌ ‌فیلتر‌ها‌ با‌ استفاده‌ از‌نانوالیاف‌ ‌پلیمری‌ ‌و‌ ‌کامپوزیتی‌

زمینه و هدف: ذرات معلق یکی از آلاینده‌های اصلی هوا مخصوصاً در کشورهای در حال توسعه می‌باشند. بخشی از این ذرات به دلیل قطر کوچک خود، توسط بدن جذب شده و در نهایت وارد سیستم گردش خون انسان یا سیستم تنفسی می‌شوند. ازآن جا که سوخت ناقص موتور خودرو‌ها منبع اصلی تولید ذرات معلق است، سرنشینان خودرو به‌ویژه در ترافیک شهرهای بزرگ در معرض این آلودگی قرار دارند. از این‌رو، مطالعه حاضر با هدف ارزیابی فیلترهای تجاری موجود در انواع خودرو‌ها به لحاظ میزان جذب ذرات معلق کوچک‌تر از2/5 میکرون (pm2.5) انجام گرفت و در ادامه جهت بهبود قابلیت حذف ذرات معلق توسط این فیلترها از نانوالیاف پلی‌آکریلونیتریل و کامپوزیت آن با نانوکیتوزان استفاده شد.روش بررسی: ابتدا سیستمی برای اندازه‌گیری کارایی جذب pm 2.5 و افت فشار فیلترها در آزمایشگاه طراحی و ساخته شد. سپس شش نمونه از انواع فیلترهای تجاری هوای کابین و موتور خودروهای داخلی و خارجی تهیه شده و جذب آن‌ها اندازه‌گیری شد. در ادامه فیلترهایی از جنس نانوالیاف پلیمری و کامپوزیتی به عنوان جاذب ساخته شده و کارایی آن‌ها بررسی گردید و درنهایت نتایج مورد مقایسه قرار گرفت.یافته‌ها: برای فیلتر‌های تجاری موتور خودرو جذب برابر با صفر وجذب فیلتر‌های کابین در گستره8/33-5 % به دست آمد. جذب ذرات معلق توسط فیلتر‌ نانو الیاف پلی‌آکریلونیتریل و فیلتر‌ نانوالیاف کامپوزیتی پلی‌آکریلونیتریل با نانوکیتوزان به ترتیب 97 و 95 درصد اندازه‌گیری شد.بحث و نتیجه گیری: با توجه به این‌که فیلتر‌ خودرو‌های بررسی شده در این پژوهش قابلیت حذف pm2.5 را نداشتند، از فیلترهای نانویی استفاده شد. نتایج نشان داد که فیلترهای نانو الیاف پلی‌آکریلونیتریل توانایی حذف 97-95 % از  pm2.5 را دارند و بنابراین می‌توان با افزودن یک لایه نانو الیاف معرفی شده در این پژوهش به فیلترهای خودرو مخصوصاً فیلتر کابین، کارآیی حذف را افزایش داد و بدین ترتیب هوای پاکی برای سرنشینان خودرو تاًمین نمود.

Investigation of PM2.5 Adsorption on Car Filters and Improvement of Their Adsorption Quality Using Polymeric and Composite Nanofibers

Background and Objective: Particulate matter is one of the main air pollutants, especially in developing countries. Due to their small diameter, some of these particles are absorbed by the body and eventually entered the human circulatory or respiratory system. Since incomplete combustion of fuels are the main source of particulate matter, car occupants are particularly exposed to this pollution, especially in large city traffic. Therefore, the present study was conducted to evaluate the commercial filters in various vehicles in terms of the absorption of particulate matter less than 2.5 microns (PM2.5). Then polyacrylonitrile nanofiber and its composite with nanochitosan were used to improve the ability to remove suspended particles by these filters .Material and Methodology: First, a system was designed and built in the laboratory to measure the adsorption efficiency of PM2.5 and the pressure drop of filters. Then, six samples of various commercial cabin air filters and engine air filters were prepared and their PM2.5 adsorption was measured. The polymeric and composite nanofiber filters were made and their efficiency was investigated and finally, the results were compared.Findings: For commercial engine air filters, the PM 2.5 adsorption was equal to zero and the absorption by cabin air filters was measured in the range of 58.33%. The adsorption was measured respectively 97 and 95% by polyacrylonitrile nanofiber and polyacrylonitrile composite nanofiber filter with nanochitosan .Discussion and Conclusion:  This study showed that the car filters were not able to remove PM2.5 but the polyacrylonitrile nanofiber filters were able to remove 9597% of PM2.5. Therefore, by adding a layer of Nanofiber introduced in this study to car filters, especially cabin filters, the PM2.5 removal efficiency can be improved, thus clean air is provided for car occupants.