Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/57339
Title: การเตรียมและการกำหนดลักษณะสมบัติของถ่านกัมมันต์จากผงถ่านหินแอนทราไซด์ : รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์
Other Titles: Preparation and characterization of activated carbon from anthracite powder
Authors: วิวัฒน์ ตัณฑะพานิชกุล
ธวัชชัย ชรินพาณิชกุล
สิทธิเดช สิทธิประณีต
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
Subjects: คาร์บอนกัมมันต์
ถ่านหินแอนทราไซต์
การดูดซับ
Issue Date: 2546
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: งานวิจัยนี้ได้นำเทคโนโลยีน้ำเหนือวิกฤตมาใช้เพิ่มรูพรุนของถ่านหินแอนทราไซด์ และถ่านกัมมันต์ 3 ประเภท คือ ถ่านกัมมันต์ทางการค้า ถ่านกัมมันต์จากยางรถยนต์ และถ่านกัมมันต์จากแอนทราไซด์ โดยในการทดลองได้ใช้น้ำกลั่น และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ให้เป็นของเหลวที่ก่อให้เกิดสภาวะเหนือวิกฤตในระบบ ตัวแปรทีทำการศึกษาคือ เวลาที่ใช้ในการทำปฏิกิริยา การเตรียมถ่านแอนทราไซด์ด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์หรือโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ก่อนทำปฏิกิริยา และความเข้มข้นของสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ จากผลการทดลองพบว่า เวลาที่ใช้ และการปรับปรุงสมบัตของถ่านก่อนทำปฏิกิริยาไม่ส่งผลต่อรูพรุนของวัสดุคาร์บอน ในกรณีที่ใช้น้ำกลั่นนั้น พื้นที่ผิว และปริมาตรของเมโซพอร์ของถ่านกัมมันต์เพิ่มขึ้นเล็กน้อย ในขณะที่ปริมาตรไมโครพอร์จะมีค่าลดลงนอกจากนี้รูพรุนของถ่านกัมมันต์ลดลงเมื่อความเข้มข้นของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สูงขึ้น อย่างไรก็ตามจากผลการทดลองสรุปได้ว่า วิธีนี้สามารถใช้เพิ่มสมบัติรูพรุนให้กับถ่านกัมมันต์ได้เพียงบางส่วนเท่านั้น ในการศึกษาคุณสมบัติการดูดซับในเฟสของเหลวและการนำกลับมาใช้ใหม่ด้วยน้ำที่สภาวะเหนือวิกฤตนั้น ฟีนอลและสีย้อมอินทรีย์ Red 31 ได้ถูกเลือกเป็นสารถูกดูดซับบนตัวอย่าง เมื่อนำถ่านกัมมันต์ที่เตรียมจากผงแอนทราไซด์ที่กระตุ้นด้วยไอน้ำโดยตรงไปทดสอบเปรียบเทียบกับถ่านกัมมันต์ทางการค้า ผลการศึกษาพบว่าการดูดซับในเฟสของเหลว ถ่านกัมมันต์ที่เตรียมได้นั้นมีความสามารถในการดูดซับฟีนอลเปรียบได้กับทางการค้า แต่มีความสามารถในการดูดซับสีย้อมอินทรีย์ต่ำกว่าอย่างชัดเจน นอกจากนี้ประสิทธิภาพในการนำกลับมาใช้ใหม่ครั้งที่ ½ ของถ่านกัมมันต์ที่เตรียมได้และถ่ามกัมมันต์ทางการค้าที่อิ่มตัวด้วยฟีนอล คือ 55/98 และ 65/99% ส่วนในกรณีสีย้อมอินทรีย์เรด 31 คือ 78/100 และ 338/93% ตามลำดับ โดยมีการสูญเสียเนื้อถ่านน้อยกว่า 4% จากการนำกลับมาใช้ใหม่ในแต่ละครั้ง เนื่องจากการสูญเสียเนื้อถ่านที่ต่ำและประสิทธิภาพในการนำกลับมาใช้ใหม่ที่สูง ดังนั้นในเบื้องต้นจึงสรุปได้ว่า การนำกลับมาใช้ใหม่ด้วยน้ำเหนือวิกฤตเป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพเหมาะสมที่จะนำมาใช้บำบัดถ่านกัมมันต์ที่ใช้แล้ว
Other Abstract: Supercritical water technology is used for improving porous properties of anthracite powder and three kinds of activated carbon : commercial activated carbon, activated carbon from waste tires and activated anthracite. Distilled water and hydrogen peroxide solution are used as a liquid medium in batch process supercritical water treatment. The experimental variables are treatment time, chemical (NaOH and KOH solution) pre-treatment and concentration of hydrogen peroxide solution. The experimental results show that treatment time and chemical pre-treatment have little effect on the porous properties of the anthracite powder. In case of using distilled water as liquid medium, a slight increase in the surface area and mesopore volume is observed, while the micropore volume decreases. Moreover, the porous properties of activated carbon decrease while the concentration of hydrogen peroxide solution increases. However, it is clear that supercritical water treatment is only in some content effective for improving porous properties of activated carbon. In liquid-phase adsorption and supercritical water regeneration studies, phenol and organic dye Red 31, are selected as the representative adsorbates. The steam activated anthracite powder is compared with a commercial activated carbon. The results indicate that the obtained activated anthracite shows comparable phenol adsorption capacity but much lower dye adsorption capacity than the commercial one. However, supercritical water regeneration efficiency is remarkably high. The first/second regeneration efficiency of commercial activated carbon and activated anthracite exhausted with phenol are 55/98 and 65/99% and in case of Red 31 are 78/100 and 338/93% with losses of activated carbon less than 4% per regeneration. Regarding successive regeneration of used activated carbon, it is reasonable concluded that this regeneration using supercritical water technology is suitable for treating exhausted activated carbon.
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/57339
Type: Technical Report
Appears in Collections:Eng - Research Reports

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Wiwat_ta_b18347046.pdf1.64 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.