توسعه فیلترهای تنفسی پیشرفته مبتنی بر کربن فعال اصلاح‌شده با چارچوب‌های فلزی–آلی جهت حذف گازهای سمی در کاربردهای هوانوردی

حسینی مرادی, سیدعلی; پسوه ای, سیاوش

doi:10.22034/joae.2026.578344.1325

توسعه فیلترهای تنفسی پیشرفته مبتنی بر کربن فعال اصلاح‌شده با چارچوب‌های فلزی–آلی جهت حذف گازهای سمی در کاربردهای هوانوردی

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

سیدعلی حسینی مرادی ¹

سیاوش پسوه ای ²

¹ استادیار، دانشکده دانشکده فیزیک، دانشگاه پدافند هوایی خاتم الانبیا، تهران، ایران.

² کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

10.22034/joae.2026.578344.1325

چکیده

در محیط‌های هوانوردی، به‌ویژه در شرایط اضطراری، نشت سوخت و آتش‌سوزی، وجود گازهای سمی تهدیدی جدی برای ایمنی تنفسی خدمه و سرنشینان محسوب می‌شود. در این پژوهش، به‌منظور ارتقای کارایی سامانه‌های فیلتراسیون تنفسی در کاربردهای هوانوردی، کربن فعال اصلاح‌شده با چارچوب‌های فلزی–آلی (MOFs) به‌عنوان جاذب پیشرفته گازهای سمی مورد بررسی قرار گرفت. کربن فعال پایه از بیوچار پوست گردو تهیه و به‌عنوان بستر جاذب انتخاب شد و سپس با چهار نوع MOF شامل ZIF‑8، ZIF‑67، UiO‑66 و MIL‑101(Cr) به روش هیدروترمال اصلاح گردید. ویژگی‌های ساختاری و سطحی نمونه‌ها با استفاده از آزمون‌های XRD، BET، FTIR و SEM ارزیابی شد. نتایج نشان داد که اصلاح کربن فعال با MOFها موجب افزایش قابل‌توجه مساحت سطح ویژه (تا حدود 1320 m²/g) و بهبود توزیع تخلخل شده است. از میان نمونه‌ها، MIL‑101(Cr)@AC بالاترین ظرفیت جذب CO₂ را نشان داد، در حالی‌که ترکیب UiO‑66/MIL‑101(Cr) بیشترین پایداری عملکرد را در برابر رطوبت و شرایط دمایی محیطی دارا بود. مقادیر گرمای جذب در بازه 39 تا 44 کیلوژول بر مول قرار گرفت که حاکی از غالب بودن فرآیند جذب فیزیکی و مناسب بودن جاذب برای کاربردهای چرخه‌ای است. در مجموع، نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که استفاده از کربن فعال اصلاح‌شده با MOFها می‌تواند رویکردی مؤثر و کاربردی برای طراحی فیلترهای تنفسی پیشرفته در سامانه‌های ایمنی هوانوردی و هوافضا به‌منظور حذف گازهای سمی باشد.

کلیدواژه‌ها

ایمنی هوانوردی کربن فعال

جذب گازهای سمی

فیلتر تنفسی

بیوچار پوست گردو

موضوعات