การดูดซับเกรดฮาโลอะซิติกโดยใช้อนุภาคที่มีสมบัติซูเปอร์พาราแมกเนติก

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาถึงปรากฏการณ์การดูดซับกรดฮาโลอะซิติกซึ่งเป็นสารพลอยได้จากกระบวนการฆ่าเชื้อโรคในกระบวนการผลิตน้ำประปา โดยใช้อนุภาคขนาดนาโนชนิดแมกเนไทต์ที่ถูกเคลือบผิวด้วยซิลิกา ซึ่งมีคุณสมบัติซูเปอร์พาราแมกเนติกทำให้สามารถแยกอนุภาคออกจากน้ำทำได้ง่ายโดยใช้สนามแม่เหล็ก ซึ่งอนุภาคที่มีสมบัติซูเปอร์พาราแมกเนติกได้ถูกทำการปรับปรุงพื้นผิวโดยการต่อติดหมู่ฟังก์ชันแบบเดี่ยวและแบบหมู่ฟังก์ชันคู่ที่สัดส่วน 1:1 โดยหมู่ฟังก์ชันที่ศึกษา ได้แก่ หมู่อะมิโน และ หมู่เมอร์แคปโต เพื่อเปรียบเทียบกับถ่านกัมมันต์ชนิดผง จากผลการทดลองพบว่า การดูดซับกรดฮาโลอะซิติกบนตัวกลางดูดซับทุกชนิดเข้าสู่สมดุลภายในเวลา 24 ชั่วโมง อัตราการดูดซับสอดคล้องกับแบบจำลองปฏิกิริยาอันดับสองเทียม (pseudo second order) นอกจากนั้นความสามารถในการดูดซับกรดฮาโลอะซิติกในช่วงความเข้มข้นต่ำ (0-300 ไมโครกรัมต่อลิตร) พบว่า ความสามารถในการดูดซับกรดฮาโลอะซิติกโดยใช้อนุภาคที่มีสมบัติซูเปอร์พาราแมกเนติกมีลักษณะเฉพาะตัว เนื่องมาจากหมู่ฟังก์ชันบนพื้นผิวตัวกลางดูดซับแต่ละชนิดส่งผลต่อแรงทางประจุไฟฟ้า พันธะไฮโดรเจน และความชอบน้ำของตัวกลางดูดซับจึงทำให้แรงที่สำคัญในการดูดซับกรดแต่ละชนิดแตกต่างกัน โดยกรดฮาโลอะซิติกที่มีโบรมีนเป็นองค์ประกอบในโครงสร้างถูกดูดซับได้มากกว่ากรดฮาโลอะซิติกที่มีคลอรีนเป็นองค์ประกอบ และความเกะกะของโครงสร้างของกรดไตรคลอโรอะซิติกมีผลต่อความสามารถในการดูดซับกรดฮาโลอะซิติกของตัวกลางดูดซับแบบหมู่ฟังก์ชันคู่เช่นกัน ความสามารถในการดูดซับกรดฮาโลอะซิติกของอนุภาคที่มีสมบัติซูเปอร์พาราแมกเนติกแต่ละชนิด แสดงให้เห็นว่าแรงที่ใช้ในการดูดซับไม่มีความสัมพันธ์กับค่าพีเอชของสารละลายการดูดซับกรดฮาโลอะซิติกในน้ำประปาจริง โดยอนุภาคที่มีสมบัติซูเปอร์พาราแมกเนติกมีความสามารถในการดูดซับกรดฮาโลอะซิติกได้สูงกว่า PAC ซึ่งเป็นผลมาจากการดูดซับของ PAC เกิดการแย่งพื้นที่ในการดูดซับกัน