การดูดซับสารกลุ่มไตรฮาโลมีเทนโดยวัสดุโครงข่ายโลหะอินทรีย์ที่ทำการคาร์บอไนซ์

จิรภิญญา โอทอง

Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/80010

Title:	การดูดซับสารกลุ่มไตรฮาโลมีเทนโดยวัสดุโครงข่ายโลหะอินทรีย์ที่ทำการคาร์บอไนซ์
Other Titles:	Adsorption of trihalomethanes by carbonized metal organic frameworks
Authors:	จิรภิญญา โอทอง
Advisors:	ปฏิภาณ ปัญญาพลกุล
Other author:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
Issue Date:	2562
Publisher:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract:	งานวิจัยนี้มีเป้าหมายเพื่อศึกษาการประยุกต์ใช้วัสดุโครงข่ายโลหะอินทรีย์ที่ทำการคาร์บอไนซ์เพื่อดูดซับสารกลุ่มไตรฮาโลมีเทน โดยทำการสังเคราะห์วัสดุโครงข่ายโลหะอินทรีย์ (MOFs) ชนิด MIL-53(Al), ZIF-8(Zn) และ HKUST-1(Cu) ที่อุณหภูมิห้อง และนำมาผ่านกระบวนการคาร์บอนไนเซชันที่อุณหภูมิ 900 องศาเซลเซียส ภายในก๊าซไนโตรเจน ( carbonized MIL-53(Al), carbonized ZIF-8(Zn) และ Carbonized HKUST-1(Cu)) เพื่อเพิ่มเสถียรภาพในวัฏภาคน้ำ และศึกษาดูดซับสารกลุ่มไตรฮาโลมีเทนทั้ง 4 ชนิด ได้แก่ คลอโรฟอร์ม(TCM), โบรโมฟอร์ม(TBM), โบรโมไดคลอรามีเทน (BDCM) และไดโบรโมคลอรามีเทน (DBCM) แบบทีละเทในน้ำประปา โดยทำการเปรียบเทียบประสิทธิภาพการดูดซับกับถ่านกัมมันต์ชนิดผงเกรดการค้า (PAC) จากผลการทดลองพบว่าตัวดูดซับที่ทำการคาร์บอไนซ์มีประสิทธิภาพในการดูดซับสูงกว่าตัวดูดซับแบบปกติ carbonized MIL-53(Al) มีอัตราเร็วในการดูดซับสารไตรฮาโลมีเทนทั้ง 4 ชนิดสูงกว่า carbonized MOFs อีก 2 ตัวและใกล้เคียงกับ PAC โดยจลนพลศาสตร์การดูดซับของสารไตรฮาโลมีเทนของ carbonized MIL-53(Al) และถ่านกัมมันต์ชนิดผงเกรดการค้า เป็นไปตามจลนพลศาสตร์การดูดซับลำดับที่ 2 เสมือน และเข้าสู่สภาวะสมดุลภายในระยะเวลา 40 นาที และ 60 นาที ตามลำดับ การศึกษาไอโซเทอมการดูดซับพบว่า carbonized MIL-53(Al) สามารถดูดซับสารไตรฮาโลมีเทนได้ดีกว่า PAC โดยสามารถดูดสารโบรโมฟอร์มได้ดีที่สุด (TCM<BDCM<DBCM<TBM) และไอโซเทอมการดูดซับของตัวกลางดูดซับที่ผ่านการคาร์บอนไนซ์สอดคล้องกับสมการของเรดลิค-เพเทอร์สัน และสมการของซิปส์ กลไกการดูดซับสารไตรฮาโลมีเทน คาดว่าเกิดจากแรงทางประจุไฟฟ้าระหว่างไอออนและคู่ขั้ว (Ion-dipole electrostatic force) และความชอบน้ำของสารกลุ่มไตรฮาโลมีเทน รวมถึงขนาดอนุภาคของ carbonized MOFs ซึ่งส่งผลต่อการแพร่เข้าสู่รูพรุนภายใน
Other Abstract:	This research aimed to investigate the application of carbonized metal-organic frameworks for trihalomethanes adsorption. Metal-organic frameworks (MOFs) (MIL-53(Al), ZIF-8(Zn) and HKUST-1(Cu)) were synthesized at room temperature and then carbonized at a temperature of 900 °C under flow of nitrogen gas for increasing the stability (carbonized MIL-53(Al), carbonized ZIF-8(Zn) and Carbonized HKUST-1(Cu)). Then the synthesized adsorbents were used to adsorb four types of Trihalomethanes (THMs) in Tap water under batch system and compared with commercial powdered activated carbon (PAC). Form the obtained results; carbonized MOFs exhibited better adsorption capacity than non-carbonized MOFs. The carbonized MIL-53(Al) showed a higher adsorption rate and reached the equilibrium faster than the other two carbonized MOFs and comparable to PAC. Adsorption kinetics of all adsorbents and PAC followed pseudo-second-order kinetic model and reach equilibrium in 40 and 60 min, respectively. Besides, adsorption isotherms of carbonized MIL-53(Al) had higher capacities than PAC and followed the order as (TCM<BDCM<DBCM<TBM). The obtained adsorption isotherms can fit well with Redlich and Peterson including Sips isotherm models. Adsorption mechanisms were expected to relate with Ion-dipole electrostatic force, hydrophobicity of trihalomethanes as well as particle size of adsorbents, which can interfere the internal pore accessibility.
Description:	วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2562
Degree Name:	วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level:	ปริญญาโท
Degree Discipline:	วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม
URI:	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/80010
URI:	http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2019.1290
metadata.dc.identifier.DOI:	10.58837/CHULA.THE.2019.1290
Type:	Thesis
Appears in Collections:	Eng - Theses

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
6070141021.pdf		5.91 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record