การหาสภาวะที่เหมาะสมในการเตรียมฟิล์มบางนาโนคอมโพสิตที่มีการเติมสารละลายคอลลอยด์ของไทเทเนียมออกไซด์ด้วยวิธีการพื้นผิวตอบสนอง

ปรมินทร์ อาจหาญ

dc.contributor.advisor	ชลิดา คล้ายโสม
dc.contributor.author	ปรมินทร์ อาจหาญ
dc.contributor.other	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
dc.date.accessioned	2022-11-02T09:44:35Z
dc.date.available	2022-11-02T09:44:35Z
dc.date.issued	2564
dc.identifier.uri	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/80831
dc.description	วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2564
dc.description.abstract	เทคโนโลยีการแยกด้วยเยื่อเลือกผ่านเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมสำหรับกระบวนการทำน้ำบริสุทธิ์ด้วยการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล และระบบบำบัดน้ำ ปัญหาทั่วไปของการใช้งานเยื่อเลือกผ่านคือฟาวลิ่งที่ยึดเกาะบนพื้นผิวเยื่อเลือกผ่าน โดยพบว่าแนวโน้มของการเกิดคราบบนผิวเยื่อเลือกผ่านมีความสัมพันธ์กับสัณฐานวิทยาของพื้นผิว และความสามารถในการชอบน้ำหรือไม่ชอบน้ำของเยื่อเลือกผ่าน แนวทางในการพัฒนาเพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้คือการแต่งเติมอนุภาคนาโนที่จะช่วยเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของพื้นผิวของเยื่อเลือกผ่านทั้งทางเคมี และทางกายภาพ หนึ่งในอนุภาคที่ได้รับการศึกษาคือไทเทเนียมออกไซด์ (TiO2) เนื่องจากมีคุณสมบัติที่โดดเด่น ทั้งด้านการทำความสะอาดตัวเอง การฆ่าเชื้อด้วยตนเอง และความสามารถในการสร้างพื้นผิวเยื่อเลือกผ่านที่ชอบน้ำมาก ในงานนี้จะเตรียมเยื่อเลือกผ่านนาโนคอมโพสิตฟิล์มบางโพลีเอไมด์ที่มีการเติมคอลลอยด์ของ TiO2 โดยปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันระหว่างวัฏภาค เพื่อหาสภาวะการเตรียมที่เหมาะสมที่สุด ที่จะทำให้ได้เยื่อเลือกผ่านที่มีการซึมผ่านสูง การกักกันเกลือ และความทนทานต่อเกิดฟาวลิ่งสูง โดยได้ประยุกต์ใช้วิธีการพื้นผิวการตอบสนอง ประกอบกับการออกแบบการทดลองแบบ Box-Behnken ทำการศึกษาตัวแปรประกอบด้วยสารเติมแต่ง 3 ชนิดในสารละลาย m-phenylenediamine (MPD) ได้แก่ TiO2 คอลลอยด์ โซเดียมโดเดซิลซัลเฟต (SDS) และไตรเอทิลเอมีน (TEA) และทดสอบความต้านทานการเกิดฟาวลิ่งบนพื้นผิวเยื่อเลือกผ่าน โดยโซเดียมแอลจิเนต (SA) เป็นตัวแทนสิ่งสกปรก จากการวิเคราะห์ RSM พบว่าปริมาณที่เหมาะสมของคอลลอยด์ TiO2, SDS และ TEA คือ 18.48 wt%, 0.15 wt% และ 1.9 wt.% ตามลำดับ ซึ่งได้จุดที่เหมาะสมที่สุดที่คาดการณ์ คือ การซึมผ่านของน้ำที่ 2.48 Lm-2h-1bar-1, การกักกันเกลือ 78.83 % และ 92.51%
dc.description.abstractalternative	The membrane separation technology has been the preferred technology for the desalination and water purification process. However, the common problems of this membrane application are surface fouling. The fouling tendency of membranes was found to correlate with surface morphology, pore size, and hydrophobicity of the membrane. An effective strategy to overcome these problems is the incorporation of nanoparticles that alter the surface physicochemical property of the membrane. Titanium dioxide (TiO2) has been widely studied due to its outstanding properties such as self-cleaning, self-sterilizing, and its ability to create a super hydrophilic membrane surface. In this work, polyamide thin-film nanocomposite membrane with addition of TiO2 colloid was fabricated by interfacial polymerization. To obtain the optimal preparation conditions to achieve membrane with high permeability, salt rejection, and fouling resistance, the response surface methodology was applied, and the design of experiments was conducted using the Box-Behnken design. The studies variables include the amount of 3 additives in m-phenylenediamine (MPD) solution: TiO2 colloid, sodium dodecyl sulfate (SDS), and triethylamine (TEA). The fouling resistance on this membrane surface was investigated by sodium alginate (SA) as foulant. The RSM analysis has found that the optimal amount of TiO2 colloidal, SDS, and TEA is 18.48 wt%, 0.15 wt%, and 1.9 wt.%, respectively. The water permeance at 2.48 Lm-2h-1bar-1, 78.83 % salt rejection and 92.51% were obtained at the predicted optimal point.
dc.language.iso	th
dc.publisher	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
dc.relation.uri	http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2021.894
dc.rights	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
dc.subject.classification	Chemical Engineering
dc.title	การหาสภาวะที่เหมาะสมในการเตรียมฟิล์มบางนาโนคอมโพสิตที่มีการเติมสารละลายคอลลอยด์ของไทเทเนียมออกไซด์ด้วยวิธีการพื้นผิวตอบสนอง
dc.title.alternative	Optimization for thin-film nanocomposite membrane fabrication with addition of TIO2 colloidal using response surface methodology
dc.type	Thesis
dc.degree.name	วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
dc.degree.level	ปริญญาโท
dc.degree.discipline	วิศวกรรมเคมี
dc.degree.grantor	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
dc.identifier.DOI	10.58837/CHULA.THE.2021.894