ถ่านกัมมันต์จากผักตบชวาที่มีคุณสมบัติแม่เหล็กเพือใช้ในการดูดซับสีย้อมเมททิลีนบลู
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
หทัยณรงค์ นวลพงษ์, ทิพย์ปิยะดา ใจดี, นภสร สมบูรณ์
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
ประนอม แซ่จึง
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
โครงงานนี้ศึกษาการเตรียมถ่านกัมมันต์ที่มีสมบัติแม่เหล็ก (MAC) โดยใช้ใช้ถ่านกัมมันต์ (AC) ที่เตรียมจากผักตบชวาและผ่านการกระตุ้นด้วยวิธีทางเคมี เพื่อนำไปใช้ในการดูดซับสีย้อมเมทิลีนบลู (MB) และสามารถแยกถ่านกัมมันต์ที่ดูดซับสีย้อมแล้วออกจากสารละลายได้ง่ายโดยการใช้แม่เหล็ก ผลการทดลองพบว่าสภาวะที่เหมาะสมการเตรียมถ่านกัมมันต์ที่มีสมบัติแม่เหล็ก (MAC) คือ ความเข้มข้นของสารละลาย Fe2+/Fe3+ 0.025 M ในสภาวะเบส อัตราส่วนระหว่าง Fe3O4 : AC คือ 1 : 10 มีการ Purge ด้วยแก๊ส N2 ขณะเตรียม เติมถ่านกัมมันต์ก่อนแล้วจึงเติมสารละลาย Fe2+/Fe3+ เพื่อสังเคราะห์ Fe3O4 และใช้เวลาในการเตรียมสารละลาย 5 นาที ถ่านกัมมันต์ MAC ที่ได้นำไปศึกษาลักษณะโครงสร้างด้วยเทคนิค SEM พบว่ามีพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอ และพบกลุ่มก้อนของอนุภาคขนาดเล็กจำนวนมากบนพื้นผิวที่คาดว่าเป็น Fe3O4 ซึ่ง สอดคล้องกับผลการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค EDX ผลการศึกษาสมบัติแม่เหล็กด้วยเครื่อง VSM พบว่า MAC มีสมบัติแม่เหล็กและจัดเป็นวัสดุแม่เหล็กแบบอ่อน เมื่อทดสอบประสิทธิภาพการดูดซับสีย้อม MB พบว่า MAC สามารถดูดซับสีย้อมได้ช้ากว่า AC การดูดซับสีย้อม MB มีความสอดคล้องกับปฏิกิริยาอันดับสองเสมือน และสอดคล้องกับไอโซเทอมของ Langmuir แสดงถึงการดูดซับแบบชั้นเดียว ประสิทธิภาพการกำจัดสีย้อมไม่ขึ้นกับค่า pH เริ่มต้นของสารละลาย MB และเมื่อทดสอบการคายซับ พบว่า Ethanol เป็นตัวทำละลายที่สามารถทำให้เกิดการคายซับสูงที่สุด เมื่อนำ MAC ที่ใช้แล้วไปล้างด้วย ethanol แล้วนำไปใช้ซ้ำ พบว่าประสิทธิภาพการดูดซับลดลงครึ่งหนึ่ง จากผลการทดลองทั้งหมดแสดงให้เห็นว่าโครงงานนี้ประสบความสำเร็จในการเตรียมถ่านกัมมันต์ที่มีสมบัติแม่เหล็กด้วยวิธีการอย่างง่าย และถ่านกัมมันต์ที่ได้มีประสิทธิภาพในการดูดซับสีย้อมเมทิลีนบลูเท่ากับ 175 mg/g น้อยกว่าถ่านกัมมันต์ธรรมดาเพียงเล็กน้อย อย่างไรก็ตามถ่านกัมมันต์ที่มีสมบัติแม่เหล็กสามารถแยกออกจากสารละลายได้ง่ายโดยใช้แม่เหล็ก และสามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้โดยการคายซับด้วย ethanol ทำให้ประหยัดต้นทุนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม