การดัดแปรผิวของถ่านกัมมันต์เตรียมจากกากตะกอนบำบัดน้ำเสียสำหรับการทำกลีเซอรอลดิบให้บริสุทธิ์

Abstract

กลีเซอรอลดิบที่ได้จากการผลิตไบโอดีเซลจะมีความบริสุทธิ์ค่อนข้างต่ำ เนื่องจากมีการปนเปื้อนของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหลือจากกระบวนการผลิต น้ำ สบู่และเกลือ งานวิจัยนี้ศึกษาการเตรียมถ่านกัมมันต์จากกากตะกอนบำบัดน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมและการดัดแปรผิวถ่านกัมมันต์เพื่อการทำกลีเซอรอลดิบปรับสภาพให้บริสุทธิ์โดยกระตุ้นด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ที่อัตราส่วนโดยน้ำหนักระหว่างโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์กับถ่านชาร์เท่ากับ 0.50-1.50 และอุณหภูมิในการกระตุ้นเท่ากับ 500-900 องศาเซลเซียส จากผลการทดลองพบว่าอัตราส่วนระหว่างโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์กับถ่านชาร์เท่ากับ 1.00 และอุณหภูมิในการกระตุ้น 800 องศาเซลเซียส ส่งผลให้ค่าพื้นที่ผิวและปริมาตรรูพรุนเท่ากับ 1,042 ตารางเมตรต่อกรัม และ 0.6783 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อกรัม ตามลำดับ ซึ่งสามารถเพิ่มความบริสุทธิ์ของกลีเซอรอลดิบปรับสภาพจากร้อยละ 80.87 ไปเป็น 93.28 โดยน้ำหนัก ในขณะที่สีลดลงถึงร้อยละ 82.57 โดยภาวะในการดูดซับที่อัตราส่วนของถ่านกัมมันต์ต่อกลีเซอรอลดิบปรับสภาพเท่ากับ 70 กรัมต่อลิตร เวลาในการดูดซับ 120 นาที และความเร็วรอบในการเขย่า 250 รอบต่อนาที ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าการเพิ่มความบริสุทธิ์ของกลีเซอรอลดิบปรับสภาพด้วยถ่านกัมมันต์เชิงพาณิชย์ถึง 1.02 เท่า และเมื่อทำการดัดแปรผิวถ่านกัมมันต์ด้วยการรีฟลักซ์ในกรดไนตริกและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่ความเข้มข้น 3.0-9.0 โมลต่อลิตร ที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 10 ชั่วโมง พบว่าถ่านกัมมันต์ที่ได้มีพื้นที่ผิวและปริมาตรรูพรุนเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยและไม่สามารถเพิ่มความบริสุทธิ์ของกลีเซอรอลดิบปรับสภาพอย่างมีนัยสำคัญ