Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/83626
| Title: | การสกัดยูเรเนียมจากน้ำทะเลโดยใช้ตัวดูดจับประสิทธิภาพสูง เพื่อเป็นแหล่งพลังงานทดแทนในอนาคต : รายงานการวิจัย |
| Other Titles: | Uranium Recovery from Seawater Using High Efficiency Adsorbent for Future Alternative Energy Source |
| Authors: | ดุลยพงศ์ วงศ์แสวง |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์ |
| Subjects: | ยูเรเนียม แหล่งพลังงานทดแทน น้ำทะเล Uranium Renewable energy sources Seawater |
| Issue Date: | 2561 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาสังเคราะห์เอมีดอกซิมพอลิเมอร์เจลเพื่อดูดจับยูเรเนียมในน้ำทะเล โดยศึกษาสัดส่วนของมอนอเมอร์อะคริโลไนไตรล์และเมทตะคริลิคแอซิด ปริมาณของสารเชื่อมโยง และปริมาตรไฮโดรเจน เปอร์ออกไซด์ อีกทั้งยังทำการศึกษาระยะเวลาที่ใช้ในการฉายและอุณหภูมิที่ใช้ในการฉายรังสีอัลตราไวโอเลต (UV-C) เพื่อการสังเคราะห์เจลพอลิเมอร์ที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดในการนำไปดูดจับยูเรเนียมในน้ำทะเล สัดส่วนของมอนอเมอร์อะคริโลไนไตรล์ต่อเมทตะคริลิคแอซิด ที่ทำการศึกษาคือ 90:10, 80:20, 70:30 และ 60:40 ปริมาณของสารเชื่อมโยงที่ทำการศึกษา คือ 0.25, 0.5, 1 และ 2 กรัม/100 มิลลิลิตร มอนอเมอร์ และปริมาตรของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ คือ 50, 60, 70 และ 80 มิลลิลิตร/100 มิลลิลิตร มอนอเมอร์ ระยะเวลาที่ใช้ในการฉายรังสีอัลตราไวโอเลต (UV-C) คือ 4, 6, 8 และ 10 ชั่วโมง และอุณหภูมิที่ใช้ในการฉายรังสีอัลตราไวโอเลต คือ 45 และ 80℃ ผลการสังเคราะห์พบว่า ระยะเวลาที่ใช้ในการฉายรังสีอัลตราไวโอเลตที่เหมาะสมที่สุด คือ 8 ชั่วโมง และอุณหภูมิที่ใช้ในการฉายรังสียูวีที่เหมาะสม คือ 45℃ ส่วนสภาวะที่เหมาะสมที่สุดในการสังเคราะห์เจลพอลิเมอร์เพื่อให้ได้ปริมาณการดูดจับยูเรเนียมสูงสุด คือ สัดส่วนของอะคริโลไนไตรล์ต่อเมทะคริลิคแอซิดที่ 80:20 ปริมาณสารเชื่อมโยงเท่ากับ 1 กรัม/100 มิลลิลิตร มอนอเมอร์ และปริมาตร ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เท่ากับ 60 มิลลิลิตร/100 มิลลิลิตร มอนอเมอร์ โดยผลการดูดจับยูเรเนียมในน้ำทะเลในห้องปฏิบัติการวิจัยที่เพิ่มความเข้มข้นของยูเรเนียมในน้ำทะเลเป็น 10 ppm และจุ่มแช่เป็นเวลา 1 สัปดาห์ สามารถดูดจับยูเรเนียมได้สูงถึง 17.02 mg U/g adsorbent นอกจากนี้ผลการพิสูจน์เอกลักษณ์ของหมู่ฟังก์ชันในเจลพอลิเมอร์ก่อนและหลังขั้นตอน Amidoximation ด้วยเทคนิค FTIR พบว่าหมู่ไซยาโนทั้งหมด (หรือเกือบ ทั้งหมด) ถูกเปลี่ยนเป็นหมู่เอมีดอกซิม การใช้มอนอเมอร์มาสังเคราะห์เพื่อให้ได้เจลพอลิเมอร์นี้มีประสิทธิภาพดีกว่างานวิจัยที่ผ่านมาที่มีการใช้เส้นใยพอลีเอทิลีนเป็น Substrate เนื่องจากไม่มีค่าใช้จ่ายของ Substrate และเมื่อคำนวณค่าประสิทธิภาพการดูดจับในหน่วย mg U/g adsorbent เจลพอลิเมอร์จะมีค่าประสิทธิภาพการดูดจับสูงกว่าการใช้เส้นใยพอลิเอทิลีนเนื่องจากไม่มีมวลของ Substrate อยู่ในตัวหาร นอกจากนี้หากนำไปใช้งานจริง การที่มวลของตัวดูดจับลดลงจะทำให้มีความสะดวกในการขนย้ายและการติดตั้งมากขึ้น ท้ายสุดแล้ว การที่ไม่ใช้เส้นใยพอลีเอทิลีนซึ่งไม่สามารถย่อยสลายได้ในสิ่งแวดล้อม ทำให้ตัวดูดจับนี้มีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น |
| Other Abstract: | This research synthesized the amidoxime polymer gel for uranium extraction from seawater. Studied parameters were the ratio of acrylonitrile monomer to methacrylic acid monomer, crosslink agent concentration and hydrogen peroxide concentration. Moreover, the UV-C irradiation time as well as temperature were studied to allow synthesis of the highest capacity gel for uranium adsorption in seawater. The studied ratios of acrylonitrile monomer to methacrylic acid monomer were 90:10, 80:20, 70:30 and 60:40. The studied crosslink agent concentrations were 0.25, 0.5, 1 and 2 g/100 ml monomer. The studied hydrogen peroxide concentrations were 50, 60, 70 and 80 ml/100 ml monomer. The studied UV-C irradiation times were 4, 6, 8 and 10 hours and the studied irradiation temperatures were 45 and 80 ℃. Results revealed that the optimum irradiation time and temperature were 8 hours and 45 ℃, respectively. The optimized synthetic condition to obtain the highest uranium adsorption capacity was the ratio of acrylonitrile monomer to methacrylic acid monomer of 80:20, crosslink agent concentration of 1 g/100 ml monomer and hydrogen peroxide concentration of 60 ml/100 ml monomer. Uranium adsorption result in the laboratory with added 10 ppm of uranium in seawater sample and submersion time of 1 week indicated the very high uranium adsorption capacity of 17.02 mg U/g adsorbent. Moreover, functional group analysis of the polymer gel before and after the amidoximation process using FTIR technique showed that all of (or most of) the cyano group was converted into the amidoxime group. By synthesizing the polymer gel from monomers, the adsorption capacity will be superior to previous researches with the use of polyethylene fibers as substrates because of the absence of the substrate cost and the calculated adsorption capacity in mg U/g adsorbent will be higher than those based on polyethylene fibers because there is no mass of the substrate in the denominator. Additionally, in real applications, the reduced mass of the adsorbent will assist in transportation as well as in installation. Finally, as polyethylene cannot be decomposed in the environment, this polymer gel adsorbent is highly environmentally friendly. |
| URI: | https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/83626 |
| Type: | Technical Report |
| Appears in Collections: | Eng - Research Reports |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Doonyapong_Wo_Res_2561.pdf | 44.7 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.