فصلنامه بهداشت و ایمنی کار

---

مقدمه: باوجود اقبال روز افزون کاربرد فیلترهای نانولیفی برای تصفیه آلاینده‌های ذره‌ای از جریان هوا، مطالعات کم تری به بحث در خصوص امکان سنجی کاربرد آن ها در حذف آلاینده‌های گازی پرداخته است، درحالی که در اکثر محیط های کاری هر دو شکل آلاینده وجود دارد. تولوئن ماده‌ای سمی و موتاژنیک می‌باشد  و مواجهه مزمن با غلظت‌های پایین آن ممکن است باعث طیف وسیعی از اثرات سوء سلامتی بر افراد در معرض مواجهه شود. مطالعه حاضر با هدف تولید نانوالیاف پلیمری بر پایه نانولوله کربنی تک جداره  از طریق روش الکتروریسی و پردازش سطح آن با پلاسمای سرد و هم چنین ارزیابی عمل کرد آن در حذف گاز تولوئن انجام گرفت.
روش کار: لایه‌های نانولیفی توسط فرآیند الکتروریسی از محلول الکتروریسی شامل پلیمر پلی آکریلونیتریل (PAN) و نانولوله کربنی تک جداره (SWNT) به نسبت ترکیبی 1:99 تحت شرایط عملیاتی  ولتاژ کاربردی: 20 کیلوولت ، فاصله سوزن تا صفحه جمع‌آوری کننده: 10سانتی متر، میزان تزریق: 1 میلی‌لیتر بر ساعت، قطر سوزن: گیج 18 و سرعت چرخش درام  1000- 500 دور در دقیقه تولید شدند.  سطح نانوالیاف تولیدی مورد پردازش پلاسما قرار گرفتند. دستگاه پلاسمای مورد استفاده با منبع تغذیه فرکانس رادیویی (13/56 مگاهرتز با توان 20 وات) ، گاز تشکیل‌دهنده آرگون و فشار عملیاتی 2/0  بود. شرایط آزمون نمونه‌های تولیدی برای حذف گاز تولوئن مطابق استاندارد ISO 10121-1:2014 آماده گردید که روش آزمون عمل کرد مدیاهای تصفیه هوا نوع فاز گازی را برای انواع مدیاهای صفحه تخت ارایه می‌دهد. به منظور اندازه گیری غلظت بخار تولوئن از دستگاه قرائت مستقیم Firstcheck مجهز به دتکتور PID استفاده گردید. مطالعات ریخت شناسی الیاف با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد.   طیف سنجی مادون قرمز- تبدیل فوریه (FTIR) به منظور شناسایی ترکیبات آلی و گروه های عاملی در نانوالیاف صورت گرفت.  
یافته ها: نتایج حاصل از آنالیز تصاویر نشان داد که میانگین قطر الیاف 19/7±16/169 نانومتر و میانگین ضریب تغییرات آن 23/0 محاسبه گردید. ریخت شناسی الیاف، یکنواخت و  دانه دار تعیین شد. میانگین ضخامت، درصد تخلخل و ضریب نفوذپذیری هوا مدیا  به ترتیب 15/0 میلی متر،43 درصد و 75/5 دارسی مشخص گردید. میانگین درصد کارایی نانوالیاف  PAN/SWNT پردازش شده با پلاسما در حذف گاز تولوئن 98 درصد و میانگین افت فشار آن ها حدود 100 پاسکال به دست آمد. طیف FTIR مدیای آزمون نشان داد که پیک‌های ظاهر شده در طول موج‌های معین مربوط به ارتعاش گروه‌های آلیفاتیک C-H باندهای  C-C و C=O مربوط به پلیمر PAN‌ و نانولوله کربنی می‌باشد.
نتیجه گیری: حذف گاز تولوئن از طریق ساخت نانوالیاف هیبریدی PAN و SWNT پردازش شده با پلاسما محقق شد. نانوالیافی با مشخصات ریخت شناسی یکنواخت تولید شدند و کارایی حذف مناسب و افت فشار پایین  از خود نشان دادند.

---

مقدمه: با توجه به توسعه روزافزون استفاده از ترکیبات آلی فرّار ازجمله تولوئن و اثرات سوء آن‌ها برسلامتی افراد، روش‌های متنوعی از جمله تلفیق پلاسمای سرد و کاتالیست/فتوکاتالیست  جهت کنترل این ترکیبات توسعه یافته است.هدف از انجام این مطالعه کارایی تلفیق فتوکاتالیست HZSM-5/TiO2 و پلاسمای سرد جهت حذف بخارات تولوئن است.
روش کار: جهت تهیه فتوکاتالیست از زئولیت HZSM-5 و TiO2 در 3 و 8 درصد وزنی استفاده شد. ذرات TiO2 با استفاده از روش تلقیح بر روی زئولیت HZSM-5 نشانده شدند. برای بررسی خصوصیات فتوکاتالیست از آزمون‌های پراش اشعه ایکس، میروسکوپ الکترونی روبشی و تعیین سطح ویژه استفاده گردید. بخارات تولوئن در غلظتppm  2±58 با استفاده از سیستم دینامیک تولید و در فشار و دمای محیط و رطوبت 6 درصد از راکتور حاوی 1 گرم فتوکاتالیست به‌طور مداوم عبور داده شد. درنهایت راندمان حذف  برای سه حالت پلاسما ، پلاسما و فوتوکاتالیست 3 و 8 درصد وزنی در محدوده ولتاژی 4000 تا 8000 ولت بافاصله 500 ولت محاسبه گردید.  
یافته ها: در مطالعه حاضر راندمان حذف بخارات تولوئن به ترتیب 9/44، 36/75 و 68/66 درصد برای پلاسما ، HZSM-5/TiO2 3% و HZSM-5/TiO2 8% وزنی بدست آمد که HZSM-5/TiO2 3% بهترین راندمان را نشان داد. همچنین با افزایش ولتاژ، راندمان حذف نیز افزایش یافت به‌طوری‌که در ولتاژ 7000 ولت به حداکثر خود رسید.
نتیجه گیری: افزودن فتوکاتالیست HZSM-5/TiO2 به پلاسمای سرد سبب افزایش قابل‌ملاحظه‌ای در راندمان حذف آلاینده گردید و همچنین HZSM-5/TiO2 3% بهترین راندمان را نشان داد. استفاده از این تلفیق می‌تواند راهکار مؤثری برای حذف بخارات تولوئن در محیط‌های صنعتی بدون به مصرف انرژی بالا باشد. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده پیشنهاد می‌شود این تلفیق برای سایر ترکیبات آلی فرار نیز موردبررسی قرار گیرد.