การดูดซับไตรฮาโลมีเทนโดยมีโซพอรัสซิลิเกต

Abstract

งานวิจัยนี้ทำการสังเคราะห์ตัวกลางดูดซับมีโซพอรัสซิลิเกตและดัดแปรพื้นผิวด้วยการต่อติดหมู่ฟังก์ชั่นแบบเดี่ยว ได้แก่ 3-aminopropyltriethoxy- 3-mercaptopropyl- และ n-octyldimethyl- และแบบคู่ระหว่าง 3-aminopropyltriethoxy- และ 3-mercaptopropyl เพื่อศึกษาผลของการต่อติดหมู่ฟังก์ชั่นอินทรีย์ต่อประสิทธิภาพและกลไกการดูดซับสาร ไตรฮาโลมีเทน (Trihalomethanes: THMs) เปรียบเทียบกับถ่านกัมมันต์ชนิดผง (PAC) จากนั้นทำการศึกษาเปรียบเทียบจลนพลศาสตร์และประสิทธิภาพในการดูดซับไตรฮาโลมีเทนทั้ง 4 ชนิด ได้แก่ คลอโรฟอร์ม (CHCl₃), ไดคลอโรโบรโมมีเทน (CHBrCl₂), ไดโบรโมคลอโรมีเทน (CHBr₂Cl) และไตรโบรโมมีเทน (CHBr₃) ที่ช่วงความเข้มข้นต่ำ (0-500 ไมโครกรัมต่อลิตร) ที่ พีเอช 7 และค่าความแรงประจุ 0.01 โมลาร์ และทำศึกษาผลกระทบของโครงสร้างของ THMs ที่แตกต่างกันต่อสมบัติการดูดซับแบบคัดเลือกของตัวกลางดูดซับในสารละลายทั้งแบบเดี่ยวและแบบผสม จากผลการทดลองพบว่า หมู่3-mercaptopropyl- บนมีโซพอรัสซิลิเกต มีประสิทธิภาพในการดูดซับสารไตรฮาโลมีเทนทั้ง 4 ชนิด อัตราเร็วในการดูดซับของตัวกลางดูดซับชนิดไม่ชอบน้ำมีค่าสูงกว่าตัวกลางดูดซับชนิดชอบน้ำ โครงสร้างของสาร THMs ที่แตกต่างกันส่งผลต่อประสิทธิภาพการดูดซับและสมบัติการดูดซับแบบคัดเลือก ซึ่งสารประกอบกลุ่ม โบรโมมีเทน มีแนวโน้มในการถูกดูดซับโดยหมู่ M-HMS ได้ดีกว่าสารประกอบกลุ่มคลอโรมีเทน กลไกการดูดซับสาร THMs คาดว่าเกิดจากแรงทางประจุไฟฟ้าระหว่างไอออนและคู่ขั้ว (Ion-dipole electrostatic force) นอกจากนี้ สารอิเล็กโตรไลท์ในน้ำประปาไม่ส่งผลต่อสมบัติการคัดเลือกของตัวกลางดูดซับมีโซพอรัสซิลิเกต ในขณะที่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการดูดซับของ PAC โดยทำให้ประสิทธิภาพการดูดซับ THMs ลดลง