การสังเคราะห์เรซินเเลกเปลี่ยนไอออนจากซิลิกาเจลเสริมประสิทธิภาพด้วยเเมกนีไทด์

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

คริษฐเศรษฐ์ เดชทัพ, รัชชานนท์ ฝั่งชลจิตต์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ปิยดา เกิดด้วยทอง

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย นครศรีธรรมราช

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2564

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ไอออนของโลหะหนักเป็นสารปนเปื้อนที่อันตรายที่สุดซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาสุขภาพร้ายเเรงได้โดยปัญหาการปนเปื้อนของโลหะหนักสามารถเเก้ไขได้หลากหลายวิธี ซึ่งเเต่ละวิธีจะมีข้อดีข้อเสียที่เเตกต่างกันออกไปเช่นการใช้บ่อตกตะกอนบ่อเติมอากาศเพื่อเป็นการบำบัดน้ำเสียเริ่มต้นก่อนปล่อยทิ้งสู่แหล่งน้ำสาธารณะแต่ระบบดังกล่าวใช้ต้นทุนค่อนข้างสูงเเละใช้ระยะเวลานานในขณะที่วิธีบำบัดทางกายภาพ เคมีกายภาพ เคมีและวิธีทางชีวภาพเป็นการบำบัดน้ำเสียที่อาศัยธรรมชาติเป็นตัวช่วยในการกำจัดสารปนเปื้อนออกจากน้ำเสียซึ่งเป็นวิธีการที่ใช้ต้นทุนต่ำและมีความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสูง

โดยงานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อทำการสังเคราะห์เรซินเเลกเปลี่ยนไอออนจากซิลิกาเจลสำหรับรองรับการสังเคราะห์เเมกนีไทด์เพื่อผลิตตัวดูดซับโลหะหนักที่สามารถเเยกโลหะหนักออกจากเรซินได้อย่างง่ายดายด้วยการใช้เฟลด์เเม่เหล็ก โดยขั้นตอนเเรกของการทำการทดลองคือการสังเคราะห์เรซินจากซิลิกาเจลโดยการทำปฏิกิริยาพันธะระหว่างหมู่ไฮดรอกซิลของซิลิกาเจลกับหมู่คาร์บอกซิลของสารละลายกรดซัลฟิวริกด้วยกระบวนการปรับสภาพกรดเเก่ ในขั้นตอนที่สองเป็นการเสริมเเรงเเม่เหล็กเเก่เรซินโดยการเเทนที่ไฮโดรเจนไอออนด้วย Fe2+ และ Fe3+ บนหมู่ซัลโฟนิกของเรซินจากนั้นนำไปปรับสภาพด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์เพื่อก่อให้เกิดอนุภาคเเมกนีไทด์บนผิวเรซินเรียกชื่อกระบวนการนี้ว่ากระบวนการเสริมเเรงเเม่เหล็ก ขั้นตอนที่สามคือการศึกษาประสิทธิภาพของเรซินทั้งสองชนิด โดยเริ่มจากการสร้างกราฟมาตรฐานนำมาใช้สำหรับการหาปริมาณไอออนโลหะที่เหลืออยู่ในสารละลายที่ผ่านการกรองจากเรซินเเต่ละชนิดเเละทำการหาเปอร์เซ็นต์ (%) การดูดซับไอออนโลหะหนักของเรซิน จากนั้นทำการศึกษาสมบัติทั่วไปของเรซินประกอบด้วย การหาค่าความจุแลกเปลี่ยนไอออนของเรซิน ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่บอกขีดความสามารถสูงสุดในการแลกเปลี่ยนไอออนของเรซิน รวมถึงการบวมตัวเเละการดูดความชื้น ที่มีผลต่อการดูดซับไอออนโลหะหนักของเรซิน

จากการทำการทดลองคาดว่าเรซินสังเคราะห์จากซิลิกาเจลเสริมประสิทธิภาพด้วยเเมกนีไทด์จะมีความสามารถในการดูดซับไอออนของโลหะหนักในน้ำเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีความสามารถในการดูดซับโลหะหนักที่ดีกว่าเรซินสังเคราะห์จากซิลิกาเจล โดยผู้คนสามารถนำเรซินสังเคราะห์จากซิลิกาเจลเสริมประสิทธิภาพด้วยเเมกนีไทด์มาใช้แทนสารเคมีหรือผลิตภัณฑ์ตัวอื่นที่จะส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้