การเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงเพื่อบำบัดน้ำเสียที่ปนเปื้อนสีรีแอคทีฟ

Abstract

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาเกี่ยวกับการกำจัดสีรีแอคทีฟเรด 120 ผ่านกระบวนการเร่งปฏิกิริยาบนตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงซึ่งเป็นชนิดวิวิธพันธุ์ วิธีการนี้เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และใช้ต้นทุนต่ำ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของชนิดของตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงแบบวิวิธพันธุ์ที่มีผลต่อการกำจัดสีรีแอคทีฟเรด 120 เพื่อลดปัญดาการปนเปื้อนของสีย้อมสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ โดยทำการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา 7 ชนิด ได้แก่ ไทเทเนียมไดออกไซด์เกรดการค้า ไทเทเนียมไดออกไซด์หลังแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส ไทเทเนียมไดออกไซด์จากวิธีการโซล-เจล และไทเทเนียมไดออกไซด์เจือด้วยเหล็ก 1, 4, 7, และ 10 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก จากผลการวิเคราะห์โครงสร้างด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ (X-ray diffraction, XRD) พบว่า โครงสร้างผลึกของตัวเร่งปฏิกิริยาไทเทเนียมไดออกไซด์เกรดการค้าและไทเทเนียมไดออกไซด์แคลไซน์เป็นแบบผสมระหว่างอนาเทสและรูไทล์ ส่วนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่สังเคราะห์จากวิธีการโซล-เจลและไทเทเนียมไดออกไซด์เจือด้วยเหล็ก พบว่า โครงสร้างผลึกแบบ อนาเทสเท่านั้น และเมื่อศึกษาผลของการเจือเหล็กต่อการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของตัวเร่งปฏิกิริยา พบว่า การเจือเหล็กในปริมาณที่สูงขึ้นส่งผลให้การเกิดผลึกและขนาดผลึกของตัวเร่งปฏิกิริยาลดลง จากผลการทดลองความสามารถในการย่อยสลายสีย้อมรีแอคทีฟเรด 120 ที่ร้อยละ 50 พบว่า ไทเทเนียมไดออกไซด์เจือด้วยเหล็ก 10 เปอร์เซ็นต์ ให้ประสิทธิภาพในการย่อยสลายได้ดีที่สุดภายในระยะเวลา 37 นาที รองลงมาคือ ไทเทเนียมไดออกไซด์เจือด้วยเหล็ก 4 เปอร์เซ็นต์, ไทเทเนียมไดออกไซด์เจือด้วยเหล็ก 7 เปอร์เซ็นต์, ไทเทเนียมไดออกไซด์เจือด้วยเหล็ก 1เปอร์เซ็นต์, ไทเทเนียมไดออกไซด์ที่สังเคราะห์จากวิธีการโซล-เจล, ไทเทเนียมไดออกไซด์แคลไซน์และไทเทเนียมไดออกไซด์เกรดการค้า ที่ระยะเวลา 45, 47, 54, 96, 100 และ 125 นาที ตามลำดับ ภายใต้แสงอาทิตย์ ที่สภาวะความเข้มข้นสีย้อมเริ่มต้น 100 มิลลิกรัมต่อลิตร ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง 0.2 กรัมต่อสารละลายสีย้อม 10 มิลลิลิตร