GAC-TiO2 เพื่อประสิทธิภาพในการกรองน้ำดื่ม

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ลิปิการ์ อินทร์จันทร์, พิมพ์รพี ไกรนรา

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

กรกนก อุบลชลเขต

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนป่าพะยอมพิทยาคม (โครงการ วมว.-ม.ทักษิณ)

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

น้ำเป็นปัจจัยพื้นฐานที่มีความสำคัญมากในการดำรงชีวิตของมนุษย์ มนุษย์นำน้ำมาบริโภคและใช้ประโยชน์ต่างๆ น้ำที่มนุษย์นำมาบริโภคต้องสะอาดและปลอดภัยต่อร่างกาย และต้องผ่านขั้นตอนการต้มเพื่อให้น้ำสะอาดมากยิ่งขึ้น แต่ในปัจจุบัน ในยุคของการพัฒนาด้านอุตสาหกรรม ทำให้เกิดปัญหาด้านมลพิษสิ่งแวดล้อมและการปนเปื้อนสิ่งสกปรกและโรคที่เกิดจากน้ำเป็นภัยคุกคามสุขภาพที่สำคัญ เช่น ท้องเสีย ท้องร่วง โรคบิด ไทฟอยด์ จึงส่งผลให้น้ำที่จะนำมาบริโภคต้องผ่านขั้นตอนต่างๆ เช่น การกรอง การฆ่าเชื้อ จากปัจจัยดังกล่าวข้างต้นทำให้เครื่องกรองน้ำในปัจจุบันมีราคาสูงขึ้นตามด้วย

ไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2) ซึ่งเป็นหนึ่งในวัสดุพื้นฐานที่สุดในชีวิตประจำวันของเราได้กลายเป็นวัสดุโฟโตคะตะลิสต์ มีคุณสมบัติเช่น ไม่ละลายน้ำ กรดไฮโดรคลอริก กรดซัลฟิวริก นอกเหนือจากคุณสมบัติข้างต้นแล้ว TiO2 ถูกใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องสำอาง และไม่ก่อให้เกิดอันตรายใด ๆ หากกินเข้าไป TiO2 มีความสามารถในการขจัดการปนเปื้อนแบคทีเรียและสิ่งปนเปื้อนอินทรีย์อื่น ๆ เมื่อได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตอ่อน และ ถ่านกัมมันต์ เป็นถ่านที่ต้องนำไปผ่านกระบวนการกระตุ้นด้วยสารเคมี หรือกระตุ้นด้วยวิธีทางกายภาพก่อน เพื่อทำให้โครงสร้างทางกายภาพของถ่านเกิดรูพรุนหรือรอยแตกขนาดเล็กในระดับนาโนเมตรจำนวนมหาศาล ซึ่งพื้นที่ผิวภายในผนังรูพรุนหรือรอยแตกเหล่านั้นทำให้เกิดพื้นที่ว่างขนาดใหญ่ที่อนุภาคสาร และโมเลกุลก๊าซจำนวนมากสามารถเกิดปฏิกิริยาหรือถูกกักอยู่ในถ่าน มีคุณสมบัติในการเป็นตัวดูดซับที่ดีและถูกนำไปใช้ในการกรองเอาสารประกอบอินทรีย์ต่างๆที่ไม่ต้องการออกจากของเหลวหรือก๊าซ เช่น การเตรียมน้ำดื่มบริสุทธิ์ อุตสาหกรรมต่างๆที่ต้องใช้น้ำบริสุทธิ์ การบำบัดน้ำเสีย ใช้ในการฟอกสีของเหลวต่างๆ การทดลองวิจัยในการแยกและเตรียมสารเคมี ทางการแพทย์นำไปใช้ในการกำจัดพิษ การฟอกเลือด และอื่นๆ ใช้กรองกลิ่นและก๊าซที่ไม่ต้องการ

จากวัสดุทั้งสองชนิดนี้ คณะผู้วิจัยจึงมีความสนใจที่จะนำมากรองน้ำร่วมกัน จึงต้องการนำถ่านกัมมันต์และ TiO2 นำมาพัฒนาเป็น GAC-TiO2 เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการกรองน้ำดื่มและการกำจัดแบคทีเรีย ในบรรดาสารกึ่งตัวนำต่างๆที่ได้รับการตรวจสอบในทศวรรษที่ผ่านมา การประยุกต์ใช้ไททาเนียมไดออกไซด์ในกระบวนการ Photocatalysis Application ได้รับความสนใจเป็นอย่างมากเนื่องจากมีข้อดีหลายประการ เช่น ความปลอดสารพิษ ราคาถูก และความเสถียรภาพทางเคมี ผู้จัดทำจึงสนใจที่จะศึกษาประสิทธิภาพในการกำจัดแบคทีเรียของ GAC-TiO2