Abstract:
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ เพื่อศึกษาสมบัติทางกายภาพและเคมีของหญ้าคา เพื่อใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการผลิตน้ำมันเชื้อเพลิงจากขยะพลาสติกบนเกาะสีชัง โดยงานวิจัยนี้แบ่งการทดลองออกเป็น 3 ระยะ ได้แก่ ระยะที่ 1 ศึกษาองค์ประกอบของขยะพลาสติกบนเกาะสีชัง ผลการศึกษาพบว่าองค์ประกอบของขยะพลาสติกที่มีปริมาณมากที่สุดได้แก่ พลาสติกชนิดพอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูงร้อยละ 48 รองลงมาคือ พอลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำร้อยละ 22 พอลิเอทิลีนเทเรฟแทเลตร้อยละ 13 พอลิโพรพิลีนร้อยละ 10 และพอลิสไตรีนร้อยละ 7 ตามลำดับ ระยะที่ 2 ศึกษาการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาจากหญ้าคา โดยศึกษาการเตรียมซิลิกาจากหญ้าคาเพื่อเป็นวัสดุรองรับด้วยวิธีการปรับปรุงสมบัติด้วยกรดและการเผาพบว่า ภาวะที่เหมาะสมในการสกัดซิลิกาจากหญ้าคือที่อุณหภูมิ 700 องศาเซลเซียส 2 ชั่วโมง ให้ปริมาณซิลิการ้อยละ 97.70 โครงสร้างผลึกเป็นแบบอสัณฐาน พื้นที่ผิว 172 ตารางเมตร/กรัม และปริมาณรูพรุน 0.43 ลูกบาศก์เซนติเมตร/กรัม ซิลิกาที่ได้จะถูกนำมาสังเคราะห์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาซิลิกาอะลูมินาที่อัตราส่วนอะลูมินาต่อซิลิการ้อยละ 20 40 60 และ 80 พบว่าเมื่อเพิ่มอัตราส่วนของอะลูมินาจะทำให้พื้นที่ผิวของตัวเร่งปฏิกิริยามีปริมาณเพิ่มขึ้นถึงที่อัตราส่วนร้อยละ 60 ซึ่งเป็นอัตราส่วนที่มีพื้นที่ผิวมากที่สุดคือ 200 ตารางเมตร/กรัม และระยะที่ 3 ศึกษาการใช้หญ้าคาเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการผลิตน้ำมันเชื้อเพลิงจากขยะพลาสติก พบว่าการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาจะช่วยให้พลาสติกเกิดการแตกตัวได้ดีขึ้น ทำให้ได้ผลผลิตน้ำมันเพิ่มขึ้น และช่วยลดระยะเวลาการทำปฏิกิริยา โดยตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมสำหรับการใช้ในปฏิกิริยาการแตกตัวของพลาสติกมากที่สุดคือ อะลูมินาต่อซิลิกาอัตราส่วนร้อยละ 60 ที่ปริมาณร้อยละ10 ของน้ำหนักพลาสติก ให้ร้อยละผลผลิตของน้ำมันมากที่สุดคือ 93.11 และใช้ระยะเวลาในการทำปฏิกิริยาน้อยที่สุดคือ 20 นาที ให้ค่าความร้อนอยู่ที่ 10,801 แคลอรี่/กรัม ซึ่งมีค่าผ่านมาตรฐานของน้ำมันเตา และเมื่อเปรียบเทียบผลผลิตของน้ำมันที่ผลิตได้กับตัวเร่งปฏิกิริยาทางการค้าพบว่า ร้อยละผลได้ของน้ำมันมีค่าใกล้เคียงกับตัวเร่งปฏิกิริยาทางการค้าชนิดซิลิกาอะลูมินา จากผลการทดลองในงานวิจัยนี้สามารถนำไปประยุกต์เป็นแนวทางในการจัดการขยะพลาสติกบนเกาะสีชังอย่างยั่งยืนได้
