การศึกษาประสิทธิภาพของคาร์บอนดอทที่มีสมบัติทางแม่เหล็กในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ฐิติมา คำมูล, ปวีณวรรณ ศรีสวน, พรนภา เกลี้ยงโท้
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
อนุสิษฐ์ เกื้อกูล
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
สีย้อมเป็นสารเคมีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อทำให้ผลิตภัณฑ์ต่างๆ มีสีสันสวยงามและน่าดึงดูด สีย้อมหลายชนิดเกิดการปนเปื้อนในแหล่งน้ำ ก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมตามมา สีย้อมมีหลายชนิดส่วนใหญ่มีอันตรายต่อสุขภาพ ตัวอย่างเช่น เมทา-ฟีนิลลีนไดแอมีน(m-phennylenediamine)เป็นสีย้อมที่ใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสีย้อมผมและเป็นสารตกตะกอนซีเมนต์ สามารถก่อมะเร็ง การกลายพันธุ์(mutation)โรคภูมิแพ้ ทำลายระบบประสาทและเม็ดเลือด และทำให้เซลล์ขาดออกซิเจน เมทาลีนบลู(methylene blue)เป็นสีย้อมที่ใช้แพร่หลายและปนเปื้อนมากับน้ำทิ้งจากโรงงานก่อให้เกิดการกลายพันธุ์ ผิวหนังเกิดอาการแพ้ มะเร็ง และอาการแสบตา(พีระศักดิ์ เภาประเสริฐ, 2563)
ด้วยเหตุนี้จึงต้องมีการสลายสีของน้ำทิ้งก่อนปล่อยลงสู่ธรรมชาติ วิธีการสลายสีย้อมมีหลายวิธี ดังนี้ การดูดซับด้วยถ่านกัมมันต์ (Gao and Yap et al. & Shawwa and Smith.(2001อ้างถึงใน วิมลพร เอี่ยมอมรพันธ์, 2555) การตกตะกอนด้วยสารเคมี (Chemical Coagulation,วิมลพร เอี่ยมอมรพันธ์และคณะผู้วิจัย) กระบวนการบำบัดทางชีววิทยา(Bajpai,1994,วิมลพร เอี่ยมอมรพันธ์และคณะผู้วิจัย)การออกซิไดซ์ด้วยโอโซน(Kreetachat and Damrongsri et al., 2007 ) วิธีการสลายสีแต่ละวิธีก็มีข้อดีข้อเสียที่แตกต่างกันไปตามชนิดและคุณลักษณะของสีย้อมนั้นๆแต่การสลายสีย้อมก็ยังมีอีกวิธีหนึ่งที่ง่ายและน่าสนใจ คือกระบวนการสลายสีย้อมด้วยแสง(Photo catalytic) จากการศึกษางานวิจัยที่ผ่านมามีการใช้คาร์บอนดอทร่วมกับไทเทเนียมไดออกไซด์หรือออกไซด์พวกโลหะเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาภายใต้แสงอุลต้าไวโอเล็ตเพื่อให้เกิดสลายตัวที่เร็วขึ้นพบว่าคาร์บอนดอททำให้การเร่งปฏิกิริยาดีขึ้นหลายเท่าตัว โดยคาร์บอนดอททำหน้าที่เป็นตัวให้และรับอิเล็กตรอนที่ดีทำให้การถ่ายโอนอิเล็กตรอนดีขึ้น ประสิทธิภาพการย่อยสลายสลายจึงเพิ่มมากขึ้น ดังนั้นคณะผู้วิจัยสนใจที่จะศึกษาการนำคาร์บอนดอทเพียงอย่างเดียวมาใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงภายใต้แสงวิสิเบิล โดยศึกษาสภาวะที่เหมาะสมด้วยการสังเคาราะห์เคมีสีเขียวจากมะนาว เนื่องจากมะนาวเป็นแหล่งของกรดซิตริกที่ดีสามารถหาได้ง่าย จากการสังเคราะห์คาร์บอนดอทซึ่งเป็นสารตั้งต้นจากธรรมชาติคือการใช้ผลผลิตจากธรรมที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลักมาสกัดด้วยกระบวนการต่างๆเพื่อให้เป็นสารตั้งต้น แต่เนื่องจากอนุภาคของคาร์บอนดอทมีขนาดเล็กและกระจายตัวได้ดีในสารละลายตัวอย่างซึ่งไม่สามารถแยกออกมาได้เมื่อเป็นตัวเร่งแล้ว คณะผู้วิจัยจึงมีแนวคิดที่จะพัฒนาให้คาร์บอนดอทมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กเพื่อที่จะสามารถนำกลับมาใช้ใหม่หรือนำออกมาจากสารละลายตัวอย่างได้