ผลของหมู่ฟังก์ชันบนพื้นผิวของมีโซพอรัสซิลิเกตต่อการดูดซับกรดฮาโลอะซิติก

Abstract

กรดฮาโลอะซิติกเป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้ จากกระบวนการฆ่าเชื้อโรคในการผลิตน้ำดื่มและน้ำประปาซึ่งเป็นสารที่ก่อให้เกิดมะเร็ง งานวิจัยนี้ทำการสังเคราะห์มีโซพอรัสซิลิเกตและปรับปรุงพื้นผิวด้วยการต่อติดหมู่ฟังก์ชัน ได้แก่ หมู่อะมิโนและหมู่เมอร์แคปโต รวมทั้งแทนที่ธาตุโลหะไททาเนียมในโครงสร้างผลึก เพื่อศึกษาเปรียบเทียบความสามารถในการดูดซับกรดฮาโลอะซิติก 5 ชนิด (HAA₅) โดยทำการศึกษาจลนพลศาสตร์และไอโซเทอร์มการดูดซับของ HAA₅ ที่ช่วงความเข้มข้นต่ำ (0-200 µg/l) รวมถึงผลของพีเอช และโครงสร้างโมเลกุลของ HAA₅ ต่อความสามารถในการดูดซับ พบว่า พื้นที่ผิวจำเพาะเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้ความสามารถในการดูดซับ HAA₅ สูง ส่วนมีโซพอรัสซิลิเกตที่ต่อติดหมู่อะมิโนมีความสามารถในการดูดซับต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ผิวจำเพาะสูงสุดเนื่องมาจากผลของประจุบวกบนพื้นผิว ในขณะที่มีโซพอรัสซิลิเกตที่มีหมู่ซิลานอล ยังคงมีความสามารถในการดูดซับสูงเนื่องจากพันธะไฮโดรเจนและพื้นที่ผิวจำเพาะ นอกจากนี้กลุ่มของกรดคลอโรอะซิติกจะถูกดูดซับได้ดีกว่ากลุ่มของกรดโบรโมอะซิติก โดยกรดโมโนคลอโรอะซิติกที่มีธาตุฮาโลเจน 1 อะตอมถูกดูดซับได้ดีที่สุด ส่วนความสามารถในการดูดซับด้วยถ่านกัมมันต์ชนิดผงยังคงสูงกว่ามีโซพอรัสซิลิเกตชนิดต่างๆ จากการศึกษาผลของพีเอชพบว่า ที่พีเอช 5 มีแนวโน้มที่ HAA₅ จะถูกดูดซับได้ดีกว่า ส่วนความสามารถในการดูดซับที่พีเอช 9 มีแนวโน้มลดลง ซึ่งแปรผันตามแรงทางไฟฟ้าและความแรงของพันธะไฮโดรเจน นอกจากนี้การศึกษาสมบัติในการคัดเลือกการดูดซับ HAA₅ พบว่า ความสามารถในการดูดซับขึ้นอยู่กับชนิด และจำนวนอะตอมของธาตุฮาโลเจนในโมเลกุลของกรด HAA₅ ความสามารถในการดูดซับกรด HAA₅ แบบผสมโดยถ่านกัมมันต์ชนิดผงมีต่ำกว่ามีโซพอรัสซิลิเกตชนิดต่างๆ เนื่องมาจากเกิดการแย่งชิงพื้นที่ผิวในการดูดซับ ส่วนประจุในน้ำประปามีผลต่อความสามารถในการดูดซับกรด HAA₅ โดย PAC