การกำจัดสีย้อมโดยการใช้นาโนคอมพอสิตไคโตซาน/พอลิไวนิลแอลกอฮอล์-ออกไซด์ของโลหะ

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เตรียม PVA/Chitosan-ZnO nanocomposite แบบ One-pot method เพื่อใช้กำจัดสีย้อมในน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม การสังเคราะห์ ZnO แบบควอนตัมดอท (Quantum dots) ทำให้ได้อัตราส่วนของพื้นที่ผิวต่อปริมาตรเพิ่มมากขึ้นส่งผลให้การดูดซับมีประสิทธิภาพสูงขึ้น แต่เพื่อทำให้ควอนตัมดอทมีความเสถียรมากขึ้นและไม่เกิดการรวมกันหรือเกิด Ostwald ripening จึงใช้สาร Chitosan และ PVA ทำหน้าที่เสมือนเป็น matrix ป้องกันการรวมตัวกันของควอนตัมดอท ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาตัวแปรการดูดซับ ได้แก่ อุณหภูมิ (35, 40 และ 45 องศาเซลเซียส) ประเภทของสีย้อม (เมทิลีนบลู, คองโกเรด และแอซิดบลู) pH (2-10) เวลา (5-60 นาที) และความเข้มข้นของสารละลายสีย้อม (60, 80 และ 100 มิลลิกรัมต่อลิตร) จากการวิเคราะห์โครงสร้างผลึกของสารตัวอย่างที่เตรียมขึ้นด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ (X-Ray Diffractometer; XRD) พบว่าลักษณะของพีคการเลี้ยวเบนที่มุม 2θ สอดคล้องกับรูปแบบการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์มาตรฐานของซิงค์ออกไซด์ แสดงว่าสารที่สังเคราะห์ได้ด้วยวิธีการ One-pot มีซิงค์ออกไซด์เป็นองค์ประกอบหลักตามต้องการ ผลการศึกษาการดูดซับพบว่าการดูดซับสีย้อมเพิ่มขึ้นตามระยะเวลา ได้สภาวะที่เหมาะสมในการดูดซับที่ความเข้มข้นเริ่มต้น 100 มิลลิกรัมต่อลิตร ของสีย้อมเมทิลีนบลู คือที่ 35 องศาเซลเซียส และพีเอช 10 ของสีย้อมคองโกเรด คือที่ 45 องศาเซลเซียส และพีเอช 6 และของสีย้อมแอซิดบลู คือที่ 35 องศาเซลเซียส และพีเอช 2 ผลการศึกษาอุณหพลศาสตร์ของการดูดซับพบว่าสีย้อมเมทิลีนบลูและสีย้อมคองโกเรดสามารถเกิดขึ้นเองได้และเกิดการดูดซับได้ดีที่อุณหภูมิสูง ในขณะที่สีย้อมแอดซิดบลูอาจต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาในการดูดซับ และการดูดซับจะลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น