Abstract:
งานวิจัยนี้มีเป้าหมายเพื่อศึกษาการประยุกต์ใช้วัสดุโครงข่ายโลหะอินทรีย์ที่ทำการคาร์บอไนซ์เพื่อดูดซับสารกลุ่มไตรฮาโลมีเทน โดยทำการสังเคราะห์วัสดุโครงข่ายโลหะอินทรีย์ (MOFs) ชนิด MIL-53(Al), ZIF-8(Zn) และ HKUST-1(Cu) ที่อุณหภูมิห้อง และนำมาผ่านกระบวนการคาร์บอนไนเซชันที่อุณหภูมิ 900 องศาเซลเซียส ภายในก๊าซไนโตรเจน ( carbonized MIL-53(Al), carbonized ZIF-8(Zn) และ Carbonized HKUST-1(Cu)) เพื่อเพิ่มเสถียรภาพในวัฏภาคน้ำ และศึกษาดูดซับสารกลุ่มไตรฮาโลมีเทนทั้ง 4 ชนิด ได้แก่ คลอโรฟอร์ม(TCM), โบรโมฟอร์ม(TBM), โบรโมไดคลอรามีเทน (BDCM) และไดโบรโมคลอรามีเทน (DBCM) แบบทีละเทในน้ำประปา โดยทำการเปรียบเทียบประสิทธิภาพการดูดซับกับถ่านกัมมันต์ชนิดผงเกรดการค้า (PAC) จากผลการทดลองพบว่าตัวดูดซับที่ทำการคาร์บอไนซ์มีประสิทธิภาพในการดูดซับสูงกว่าตัวดูดซับแบบปกติ carbonized MIL-53(Al) มีอัตราเร็วในการดูดซับสารไตรฮาโลมีเทนทั้ง 4 ชนิดสูงกว่า carbonized MOFs อีก 2 ตัวและใกล้เคียงกับ PAC โดยจลนพลศาสตร์การดูดซับของสารไตรฮาโลมีเทนของ carbonized MIL-53(Al) และถ่านกัมมันต์ชนิดผงเกรดการค้า เป็นไปตามจลนพลศาสตร์การดูดซับลำดับที่ 2 เสมือน และเข้าสู่สภาวะสมดุลภายในระยะเวลา 40 นาที และ 60 นาที ตามลำดับ การศึกษาไอโซเทอมการดูดซับพบว่า carbonized MIL-53(Al) สามารถดูดซับสารไตรฮาโลมีเทนได้ดีกว่า PAC โดยสามารถดูดสารโบรโมฟอร์มได้ดีที่สุด (TCM<BDCM<DBCM<TBM) และไอโซเทอมการดูดซับของตัวกลางดูดซับที่ผ่านการคาร์บอนไนซ์สอดคล้องกับสมการของเรดลิค-เพเทอร์สัน และสมการของซิปส์ กลไกการดูดซับสารไตรฮาโลมีเทน คาดว่าเกิดจากแรงทางประจุไฟฟ้าระหว่างไอออนและคู่ขั้ว (Ion-dipole electrostatic force) และความชอบน้ำของสารกลุ่มไตรฮาโลมีเทน รวมถึงขนาดอนุภาคของ carbonized MOFs ซึ่งส่งผลต่อการแพร่เข้าสู่รูพรุนภายใน
