ارزیابی اثر نانولوله‌های کربنی تک‌جداره بر میزان تخلخل فیلترهای نانولیفی بی‌بافت

Abstract

تخلخل به عنوان نسبت حجم فضاهایی خالی به حجم کل فیلتر، یکی از مهمترین مشخصه‌های فیلتراسیون در نظر گرفته می‌شود. مطالعه حاضر اثر افزودن نانولوله کربنی تک‌جداره (SWNT) بر میزان تخلخل فیلترهای نانولیفی بی‌بافت پلیمری حاصل از فرآیند الکتروریسی را مورد بررسی قرار می‌دهد. بدین منظور دو نوع محلول الکتروریسی آماده گردید. طرح آزمایش از طریق روش رویه پاسخ تهیه شد که در آن پارامترهای الکتروریسی شامل غلظت محلول، ولتاژ دستگاه و فاصله سوزن تزریق تا جمع‌آوری کننده به عنوان متغیرهای ورودی و پارامترهای تخلخل و قطر الیاف به عنوان متغیر پاسخ مد نظر قرار گرفت. مطالعات ریخت‌شناسی الیاف تولیدی از طریق پردازش تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی صورت گرفت. در بیشتر ترکیب‌های آزمایشی‌، اضافه کردن SWNT باعث بهبود خواص ریخت‌شناسی الیاف گردید. ولتاژ دستگاه بیشترین تاثیر را بر میزان تخلخل هر دو نوع الیاف PAN و PAN/SWNT داشت (به ترتیب، 39/0r = و 6/0r =). بطور میانگین درصد تخلخل مدیاهای تولید شده از الیاف PAN/SWNT(41%) نسبت به الیاف PAN (5/44%) کمتر و میانگین قطر الیاف PAN/SWNT (7/149 نانومتر) نسبت به الیاف PAN (1/108 نانومتر) بیشتر بود. در مجموع، افزودنSWNT به محلول الکتروریسی توانست باعث بهبود خواص ریخت‌شناسی الیاف، افزایش میانگین قطر الیاف و کاهش درصد تخلخل فیلتر مدیا گردید، با این حال بسته به شرایط مختلف الکتروریسی نتایج می‌توانست متفاوت باشد.