คาร์บอนกัมมันต์จากแบคทีเรียเซลลูโลสที่กระตุ้นด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์เพื่อกำจัดสารแอมโมเนียมไอออนออกจากสารละลายน้ำ

Abstract

งานวิจัยนี้ได้พัฒนาตัวดูดซับจากแบคทีเรียลเซลลูโลสด้วยวิธีกระตุ้นโดยใช้สารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ และเผาในเตาเผาที่อุณหภูมิ 400 และ 500 องศาเซลเซียส เพื่อกำจัดแอมโมเนียมไอออนออกจากสารละลายน้ำ โดยมีการศึกษาวิเคราะห์คุณลักษณะและโครงสร้างภายในด้วยเทคนิค Scanning electron microscope (SEM) เทคนิค BET surface area (BET) เทคนิค Fourier transforms infrared (FTIR) spectroscopy และเทคนิค X-ray Diffraction (XRD) ซึ่งพบว่าโครงสร้างภายในคาร์บอนกัมมันต์ที่ได้มีรูพรุนจำนวนมากและพื้นผิวมีประจุลบ ซึ่งแสดงถึงความสามารถในการจับกับประจุบวกของแอมโมเนียมไอออนในสารละลายน้ำได้เป็นอย่างดี จากนั้นทำการศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพการดูดซับ ประกอบด้วยความเข้มข้นของสารละลายเริ่มต้นจาก 60 ถึง 360 ppm ระยะเวลาในการดูดซับ และอุณหภูมิสำหรับการดูดซับ โดยทำการทดลองแบบกะ และจากการทดลองพบว่าคาร์บอนกัมมันต์จากแบคทีเรียลเซลลูโลสจะสามารถดูดซับได้อย่างรวดเร็วในช่วง 40 นาทีแรก และค่อยๆเข้าสู่สมดุลภายในเวลาประมาณ 150 นาที โดยปริมาณการดูดซับจำเพาะที่สูงที่สุดคือ 221.44 มิลลิกรัม/กรัม โดยใช้ตัวดูดซับคาร์บอนกัมมันต์ที่ถูกกระตุ้นด้วยสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ 10 M และเผาที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส และใช้ความเข้มข้นเริ่มต้นของแอมโมเนียมไอออน 360 ppm นอกจากนี้ยังพบว่าประสิทธิภาพในการดูดซับจะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจาก 30 ถึง 50 องศาเซลเซียส และจากการศึกษาสมการสมดุลการดูดซับ พบว่าสมการสมดุลการดูดซับแบบ Freundlich สามารถใช้อธิบายผลการดูดซับแอมโมเนียมไอออนออกจากสารละลายน้ำด้วยตัวดูดซับที่เตรียมจากแบคทีเรียลเซลลูโลสได้ดีกว่าสมการสมดุลการดูดซับแบบ Langmuir