การผลิตไฮโดรเจนพร้อมกับการสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสียจากการผลิตไบโอดีเซลโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงไทเทเนียมไดออกไซด์เจืออโลหะ

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษากัมมันตภาพในการผลิตไฮโดรเจนพร้อมกับการสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสียจากการผลิตไบโอดีเซลโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงไทเทเนียมไดออกไซด์เจืออโลหะ ตัวแปรที่ศึกษา คือ ความเข้มข้นเริ่มต้นของน้ำเสีย ชนิดอโลหะ ได้แก่ คาร์บอน (C) ซิลิคอน (Si) และฟอสฟอรัส (P) ที่เจือลงบนตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงไทเทเนียมไดออกไซด์ ปริมาณฟอสฟอรัสร้อยละ 1 3 5 7 และ 9 โดยน้ำหนัก และความสามารถในการนำตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงกลับมาใช้ซ้ำ พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง P1/T400ให้กัมมันตภาพในการผลิตไฮโดรเจนและลดค่าซีโอดีสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง C1/T400 และ Si1/T400 เท่ากับ 6.43 มิลลิโมลต่อกรัมตัวเร่งปฏิกิริยา และร้อยละ 26.0 ตามลำดับ ภายใต้ภาวะความเข้มข้นเริ่มต้นของน้ำเสียที่ไม่ผ่านการเจือจาง ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยา 4 กรัมต่อลิตร ความเข้มแสง 5.93 มิลลิวัตต์ต่อตารางเซนติเมตร ที่อุณหภูมิห้อง เป็นเวลา 4 ชั่วโมง เนื่องจากตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง P1/T400 มีแถบช่องว่างพลังงานที่แคบและมีตำแหน่งแถบเวเลนซ์และแถบนำในโครงสร้างที่เหมาะสมต่อการผลิตโปรตอน (H+) และตัวออกซิไดซ์ (HO• และ O2•-) ซึ่งส่งผลต่อการผลิตไฮโดรเจนและการลดค่าซีโอดี ปริมาณฟอสฟอรัสที่เจือลงบนตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง T400 ที่ให้กัมมันตภาพในการผลิตไฮโดรเจนและลดค่าซีโอดีสูงที่สุด ได้แก่ P7/T400 โดยสามารถผลิตไฮโดรเจนได้สูงถึง 8.34 มิลลิโมลต่อกรัมตัวเร่งปฏิกิริยา และลดค่าซีโอดีได้เท่ากับร้อยละ 50.6 นอกจากนี้ตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง P7/T400 ยังคงให้กัมมันตภาพในการผลิตไฮโดรเจนและลดค่าซีโอดีสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง T400 แม้ผ่านการนำกลับมาใช้ซ้ำ 4 ครั้ง