奈米微粒與健康風險研究─子計畫三：奈米微粒控制技術研究(II)(1/2)
Date Issued
2004-07-31
Date
2004-07-31
Author(s)
DOI
922621Z002012
Abstract
無論從理論或是實驗中均可以發現在某些情況之下，粒徑小的微粒，尤其是粒徑
小於1μm 的微粒，常會有充電不足的現象。不帶電的微粒在電場中並不會受到庫侖
力的作用而被收集，以致於當微粒小至某一程度之後，靜電集塵器的收集效率反而會
有下降趨勢。換句話說，從質量濃度的觀點，靜電集塵器雖然有相當高的效率，不過
卻無法有效地收集奈米粒徑的微粒。本實驗的目的即在於尋找適合的海綿濾材，以期
有效收集從靜電集塵器脫逃的奈米微粒。實驗中使用定流量噴霧器(Constant Output
Atomizer)產生粒徑100∼7nm 的固體測試微粒並利用掃瞄式電移動度微粒分徑儀
(Scanning Mobility Particle Sizer, Model 3085)分別量測海綿及靜電集塵器上、下游
的微粒濃度與分佈，藉此探討海綿濾材對於奈米微粒的收集效率如何受到孔隙度、表
面風速及填充密度等條件所影響。
實驗的結果顯示，在相同厚度與相同填充密度的條件下，由於較大孔隙度的海綿
具有較小的纖維直徑，較多的纖維表面積，微粒的穿透率會隨海綿孔隙度的增加而降
低(15nm 的微粒在60ppi 海綿其穿透率為62％，而隨著孔隙度增加為100ppi 穿透率
減少至9％)。另外，由於停留在海綿濾材時間長短不同，因此奈米微粒對於海綿的穿
透率會隨著表面風速的減小而降低(15nm 的微粒表面風速由9.5cm/s 增加至66cm/s
時，所得到穿透率由10.5％上升至62.5％)。海綿填充密度的影響與孔隙度類似，較
高填充密度意味著有較多濾材表面積因此填充密度越大其奈米微粒穿透率越小。從研
究中可發現，低孔隙度、低填充密度且低過濾風速可以得到較高的過濾品質。在實驗
中靜電集塵器處理風量設計為100 L/min。微粒粒徑小於最易穿透粒徑(大約0.3 μm)
其穿透率隨著粒徑減少而降低。不過在15 nm（穿透率為19％）以下，微粒因為部分
充電的原因使得微粒穿透率上升。利用海綿濾材(110 ppi，填充密度 0.04，厚度
25.4 mm)串接於靜電集塵器之後可以有效控制奈米微粒(穿透率由 19% 降低至
2.5%)。由於靜電集塵器所造成的壓降幾乎可以忽略，即使奈米微粒經過靜電集塵器
時有部分充電而無法完全收集的情形，從過濾品質而言靜電集塵器仍是優於海綿濾
材。
Subjects
過濾
奈米微粒
海綿濾材
穿透率
Filtration
Nanoparticles
Filter foams
Publisher
臺北市：國立臺灣大學公共衛生學院職業醫學與工業衛生研究所
Type
report
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922621Z002012.pdf
Size
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