การเตรียมและพิสูจน์เอกลักษณ์ฟิล์มไฮโดรเจลที่เตรียมจากแป้งข้าวโพดและพอลิอะครีลิคสำหรับประยุกต์ใช้ดูดซับไอออนตะกั่วจากสารละลาย

บทคัดย่อ

โครงการวิจัยนี้ได้สังเคราะห์และพิสูจน์เอกลักษณ์ไฮโดรเจลที่เตรียมจากพอลิอะคริลิกแอซิดกับแป้งข้าวโพดผ่านปฏิกิริยากราฟต์โคพอลิเมอไรเซซันโดยใช้โพแทสเซียมโบรเมตและไทโอยูเรียไดออกไซด์เป็นตัวริเริ่ม และอีพิคลอโรไฮดรินเป็นสารเชื่อมขวาง โดยได้ศึกษาผลของปริมาณตัวเชื่อมขวางและอัตราส่วนแป้ง/อะคริลิกแอซิดและศึกษาการประยุกต์ใช้ในการดูดซับโลหะหนักในสารละลายด้วย ผลการทดลองพบว่า ปริมาณตัวเชื่อมขวางที่ 2.50 g ให้ผลดีที่สุดเนื่องจากให้ %mass swelling สูงที่สุดเท่ากับ 800% และอัตราส่วน 50/50 ก็ให้ผล %mass swelling ดีที่สุด และเรายังพบว่า pH มีผลต่อการบวมตัวของไฮโดรเจลที่เตรียมได้ โดยพบว่า pH = 7 คือ สภาวะที่เหมาะสมสำหรับการดูดซับน้ำได้ดีที่สุด จากการศึกษาสัณฐานวิทยาด้วยเทคนิค SEM พบว่าตัวอย่างที่เติมปริมาณสารเชื่อมขวาง 2.50 g และอัตราส่วนระหว่างแป้ง/อะคริลิกแอซิด ที่ 50/50 มีขนาดของรูพรุนที่สม่ำเสมอและขนาดที่พอเหมาะจึงทำให้เกิดการดูดซับน้ำได้ดีที่สุด จากผล FTIR spectra พบพีคที่ 3318, 1750 – 1650 และ 1365 cm-1 ของ O-H, C=O และ C-O-C stretching ตามลำดับ ซึ่งยืนยันว่าประสบผลสำเร็จในการเตรียมไฮโดรเจล จาก DSC curves พบ Tg อยู่ในช่วง 152 - 175 oC ซึ่งสูงกว่าของแป้งบริสุทธิ์ค่อนข้างมากและไฮโดรเจลที่เตรียมได้มีความเสถียรทางความร้อนที่สูงประมาณ 280 oC และจากเทคนิค XRD พบว่าโครงสร้างของไฮโดรเจลเป็นแบบอสัณฐานวิทยา และสุดท้ายได้ศึกษาการดูดซับไอออนโลหะตะกั่ว(II) จากสารละลายน้ำตัวอย่าง ซึ่งพบว่าไฮโดรเจลชนิด 50:50 สามารถประยุกต์ใช้ในการดูดซับไอออนโลหะตะกั่วได้สูง 248 mg/g และจากการศึกษาจลนศาสตร์ของดูดซับไอออนโลหะหนัก พบว่าการดูดซับเป็นแบบ pseudo-second order และพบว่ากลไกการดูดซับที่สภาวะสมดุลเป็นแบบฟรอยดิชไอโซเทอร์มที่มีการดูดซับเป็นแบบหลายชั้น จากความสามารถในการดูดซับโลหะตะกั่วได้สูงถึง 248 mg/g นี้ ทำให้วัสดุไฮโดรเจลที่เตรียมจากแป้งและอะคริลิกแอซิดเหมาะสมสำหรับเป็นตัวที่ดีในการกำจัดโลหะหนักจากน้ำเสีย

คำสำคัญ