การดัดแปรขยะผ้าเป็นตัวดูดซับทางเคมีเพื่อกำจัดโลหะหนัก

บทคัดย่อ

ขยะผ้าเป็นผลิตภัณฑ์ในอุตสาหกรรมสิ่งทอหนึ่งในอุตสาหกรรมหลักของประเทศไทย มีโครงสร้างเป็นพอลิเมอร์สายยาวสามารถดัดแปรโครงสร้างให้มีคุณสมบัติของหมู่ฟังก์ขันที่มีประจุบวกหรือประจุลบเพื่อนำไปใช้งานดูดขับโลหะหนักในทางเคมีได้ การศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการดัดแปรพันธะเคมีของขยะผ้าอุตสาหกรรม ซึ่งเป็นเส้นใยโพลิเอสเตอร์ผสมคอตตอนด้วยวิธีการกราฟต์เส้นใยด้วยกรดอะคริลิคต่อหมู่ฟังก์ชันคาร์บอกซิลให้กับเส้นใยก่อนทำการเชื่อมต่อหมู่ฟังก์ชันอะมิโนให้เส้นใยด้วยสารละลายเอธิลืนไดเอมีน และศึกษาประสิทธิภาพและปัจจัยที่มีผลต่อการดูดขับด้วยเส้นใยประดิษฐ์ดัดแปรด้วยชุดทดลองแบบกะและแบบไหลต่อเนื่องในชุดกรองแบบชั้นบรรจุ (packed bed fiter) ในชั้นตอนการสังเคราะห์หมู่ฟังก์ชันพบว่า สภาวะที่เหมาะสมในปฏิกิริยากราฟต์กรดอะคริลิคบนเส้นใยประดิษฐ์ทั้ง 4 ชนิด คือ กรดตะคริลิค เข้มข้น 3 และ 4โมลาร์ เบนโซอิลเปอร์ออกไซด์ 0.1 กรัม และเส้นใยในล่อนตัดแปรมีประสิทธิภาพในการกำจัด Pb (II) และ Cr (VI) มากกว่าเส้นใยตัดแปรอีก 3 ชนิด โดยประสิทธิภาพในการกำจัด Pb (II) และ Cr (VI) ของเส้นใยในล่อนตัดแปรมากกว่าเส้นใยในล่อนที่ไม่ผ่านการตัดแปรถึง 1-16 และ 1-2 เท่าตามลำดับ จากนั้นทำการศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการดูดขับโลหะหนักของเส้นใยไนล่อนดัดแปร พบว่าสำหรับความสามารถในการดูดชับ Pb (I) สูงสุงสุดพบที่ค่าฟีเอช 5 ระยะเวลาเข้าสู่สมดุลที่ 150 นาที และความเข้มข้นสูงสุดที่ 250 มิลลิกรัมต่อลิตร ในส่วนความสามารถในการดูชับ Cr (VI) สูงสุดพบที่ค่าพีเอช 3 ระยะเวลาเข้าสู่สมดุลที่ 180 นาที และความเข้มข้นสูงสุดที่ 250 มิลลิกรัมต่อลิตร จลนพลศาสตร์การดูดซันสอดคล้องกับแบบจำลองปฏิกิริยาอันดับสองเทียม และสมดุลการดูดขับสอดคล้องกับแบบจำลองสมดุลการดูด ขับของแลงเมียร์ ค่าความสามารถในการดูดซับที่คำนวณได้จากสมการมีค่าเท่ากับ 51.81 และ 49.75 มิลลิกรัมต่อกรัม สำหรับ Pb (I) และ Cr (VI) ตามลำดับ การศึกษาการดูดขับในขุดทดลองแบบไหลต่อเนื่องพบว่าประสิทธิภาพการดูดขับ Pb (I) และ Cr (VI) เพิ่มขึ้น เมื่อมีการหมุนเวียนขยะผ้าดัดแปรกลับมาเข้าระบบอีกครั้ง

คำสำคัญ