TiO2 บนตัวรองรับจากต้นกล้วย: ตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงลอยน้ำได้สำหรับการย่อยสลายสารคาร์บาริล

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ปัทมพร เอกธนบดี, ธนภรณ์ เลิศล้ำ, สิรินันท์ ลิ้มสุวรรณ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ธีรนันท์ ศิริตานนท์

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนสุรวิวัฒน์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2564

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

คาร์บาริล เป็นวัตถุอันตรายทางการเกษตรประเภทยาฆ่าแมลงกลุ่มคาร์บาเมต (carbamate) การตกค้างของคาร์บาริล (carbaryl) เป็นสารพิษตกค้างเป็นอันตราย ใช้เป็นสารฆ่าแมลงศัตรูพืชในผลิตผลทางการเกษตร นอกจากนี้ยังใช้กับสัตว์ปีก ปศุสัตว์ และสัตว์เลี้ยง เพื่อกำจัดแมลงรบกวน กลไกการออกฤทธิ์/การเกิดพิษกลไกการออกฤทธิ์ คือ ยับยั้งการทำงานของแอซีทิลโคลีนเอสเทอเรส ทำให้สารสื่อประสาทแอซีทิลโคลีนถูกทำลายลดลง จึงเกิดอาการพิษเนื่องจากการทำงานของระบบสื่อประสาทโคลิเนอร์จิค (cholinergic neurotransmission) ทำงานมากเกินปกติ มีพิษปานกลาง สามารถดูดซึมผ่านทางผิวหนังได้ โดยเฉพาะรอยแผลหรือรอยข่วน ดังนั้นควรหลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรง นอกจากนี้สารฆ่าแมลงในกลุ่มนี้ยังทำให้เกิดความระคายเคืองต่อตาอย่างมากในระยะยาว ถ้าได้รับคาร์บาริลทางการรับประทานจัดเป็นสารก่อมะเร็งได้

กระบวนการเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง คือ เป็นการเร่งปฏิกิริยาเคมีโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่สามารถทำหน้าที่เป็น ตัวเร่งปฏิกิริยาเคมีได้โดยการกระตุ้นด้วยแสง ตัวเร่งปฏิกิริยานี้จะทำหน้าที่ลดพลังงานกระตุ้นของการ เกิดปฏิกิริยาเคมี จึงสามารถเพิ่มอัตราเร็วของปฏิกิริยาเคมีได้ โดยที่ตัวสารไม่ถูกทำให้เปลี่ยนแปลงหรือทำให้หมดไปในกระบวนการที่เกิดขึ้น

สารที่ได้รับความนินมใช้ในปัจจุบันคือไททาเนียมไดออกไซด์ (TiO2) เนื่องจากเกิดปฏิกิริยาได้เร็ว ทนทานต่อการกัดกร่อน มีความเสถียรสูง ความสามารถในการละลายต่ำ ไม่เป็นพิษ และที่สำคัญที่สุดคือราคาถูก

จากคุณสมบัติของกระบวนการเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงจึงมีงานวิจัยสลายสารคาร์บาริลที่เป็นสารตกค้างในน้ำด้วยกระบวนการเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงโดยใช้การฉายรังสีแสงและผลการวิจัยพบว่าการใช้ไททาเนียมไดออกไซด์ 1-2 กรัม/ลิตร ให้ประสิทธิภาพดีที่สุด สามารถสลายได้ 95.5-96% ภายในเวลา 180 นาที โดยแสงจากดวงอาทิตย์สามาถสลายได้ดีกว่าแสงจากหลอดไฟแบล็คไลท์

ในโครงงานนี้จึงมีแนวคิดที่จะหาวิธีในการทำให้ไททาเนียมไดออกไซด์ตกค้างในปริมาณน้อยที่สุดในปฏิกิริยาโดยมีการนำต้นกล้วยมาเป็นตัวรองรับเนื่องจากคาดว่าจะสามารถนำมาใช้ซ้ำได้อีก และใช้กระบวนการเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงมาสลายสารคาร์บาริลในน้ำเพื่อเป็นการลดปริมาณสารคาร์บาริลที่ตกค้างอยู่ในน้ำและลดปัญหาที่เกิดขึ้นจากการตกค้างของสารคาร์บาริล