การเตรียมและการหาลักษณะสมบัติของวัสดุพรุนจากถ่านแกลบกัมมันต์โดยการหล่อแบบ

Abstract

ถ่านกัมมันต์เป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในการดูดกลิ่นอย่างแพร่หลายทั้งในครัวเรือนและอุตสาหกรรมน้ำดื่ม เครื่องกรองน้ำดื่มโดยทั่วไปจะประกอบด้วย 3 ส่วนคือ ส่วนดูดซับกลิ่น ที่ทำจากถ่านกัมมันต์ และส่วนลดความกระด้างของน้ำ ที่ทำจากเรซินแลกเปลี่ยนไอออน ส่วนคัดกรองอนุภาคขนาดละเอียดเป็นไส้กรองรูพรุนสูงที่ทำจากอะลูมินาพรุน หรือ ไดอะตอมไมท์ โดยไส้กรองเซรามิกสามารถขึ้นรูปได้ด้วยวิธีการหล่อแบบและต้องมีสมบัติการไหลผ่านของน้ำที่ดีและความพรุนตัวสูงซึ่งรูพรุนจะต้องมีขนาดที่เล็กระดับไมโครเมตร งานวิจัยนี้ให้ความสนใจในการผลิตไส้กรองน้ำจากถ่านแกลบกัมมันต์ที่มีลักษณะเป็นท่อปลายปิดซึ่งมีสมบัติดูดกลิ่นและมีรูพรุนขนาดเล็กระดับไมโครเมตรสำหรับการคัดกรองในวัสดุชิ้นเดียวที่ขึ้นรูปด้วยวิธีการหล่อแบบ ได้ทำการศึกษาผลของอัตราส่วนผสมระหว่างถ่านแกลบ น้ำ และตัวเชื่อมประสาน ขนาดอนุภาคของถ่านแกลบเนื่องจากระยะเวลาการบดในกระบวนการเตรียมน้ำสลิป อุณหภูมิการเผาโดยศึกษาที่อุณหภูมิ 700 800 และ 900 องศาเซลเซียส โดยเผาในภาชนะสเตนเลสปิด ขณะเผาจะใช้ถ่านแกลบที่ยังไม่บดมาปกคลุมชิ้นงานเพื่อป้องกันการออกซิเดชัน แล้วทำการวิเคราะห์สมบัติต่างๆ เพื่อการใช้งานเป็นตัวกรองน้ำและการดูดกลิ่น จากการทดลองพบว่าอัตราส่วนร้อยละโดยมวลของการบดผสมที่เหมาะสมคือ ถ่านแกลบร้อยละ 43 ต่อน้ำร้อยละ 57 และใช้คาร์บอกซิเมทิลเซลลูโลสร้อยละ 1.25 โดยน้ำหนัก ชิ้นงานที่เตรียมจากการบดผสมถ่านแกลบด้วยหม้อบดปอร์ซเลนความเร็วสูง เป็นเวลา 60 นาที และทำการหล่อแบบในแม่พิมพ์ปูนปลาสเตอร์เป็นเวลา 2 ชั่วโมง หลังจากแกะแบบและอบแห้งชิ้นงาน ทำการเผาที่อุณหภูมิ 900 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1 ชั่วโมง ให้ค่าการหดตัวรวมหลังเผา 5.88 เปอร์เซ็นต์ การดูดซึมน้ำ 58.74 เปอร์เซ็นต์ ความแข็งแรง 1.06 เมกะพาสคัล ขนาดรูพรุนเฉลี่ย 0.83 ไมโครเมตร พื้นที่ผิวจำเพาะ 72.62 ตารางเมตรต่อกรัม ซึ่งเป็นตัวชี้วัดสมบัติการดูดกลิ่น