Reusable photocatalytic microcapsule for dye treatment in wastewater

โดย ณฤดี ศรีสว่าง

ปี 2563

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการเตรียมพอลิ (เมทิลเมทาคริเลต-อะคริลิก แอซิด-ไดไวนิลเบนซีน) ไมโครแคปซูลกักเก็บอนุภาคนาโนบิสมัทวานาเดทและอนุภาคนาโนเหล็กออกไซด์ ด้วยกระบวนการสังเคราะห์แบบแขวนลอยโดยกลไกอนุมูลอิสระแบบโยกย้ายไอโอดีนสำหรับการบำบัดสีย้อมในน้ำเสีย

การทดลองแบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอน ขั้นตอนแรกเป็นการสังเคราะห์อนุภาคนาโนบิสมัทวานาเดทและอนุภาคนาโนเหล็กออกไซด์ โดยการใช้อนุภาคนาโนบิสมัทวานาเดทที่ปรับสภาพพื้นผิวด้วยเอ็มพีเอสจะมีเปอร์เซ็นต์การบรรจุและเปอร์เซ็นต์การกักเก็บที่สูงกว่าการใช้อนุภาคนาโนบิสมัทวานาเดทที่ไม่ปรับสภาพพื้นผิว ในขั้นตอนที่สองเป็นการเตรียมพอลิ (เมทิลเมทาคริเลต-เมทิลอะคริเลต-ไดไวนิลเบนซีน) ไมโครแคปซูล ซึ่งสภาวะที่เหมาะสม คือ การใช้อนุภาคนาโนบิสมัทวานาเดทปรับสภาพพื้นผิวด้วยเอ็มพีเอสที่อัตราส่วนระหว่างมอนอเมอร์ต่ออนุภาคนาโนบิสมัทวานาเดทต่ออนุภาคนาโนเหล็กออกไซด์ 65 : 30 : 5 และอัตราส่วนเมทิลเมทาคริเลตต่อเมทิลอะคริเลตต่อไดไวนิลเบนซีน 55 :25 : 20 ซึ่งจะมีเปอร์เซ็นต์การบรรจุและเปอร์เซ็นต์การกักเก็บสูงที่สุด ก่อนทำการบำบัดด้วยสีย้อมจะทำการไฮโดรไลซ์พอลิ (เมทิลเมทาคริเลต-เมทิลอะคริเลต-ไดไวนิลเบนซีน) เป็นพอลิ (เมทิลเมทาคริเลต-อะคริลิก แอซิด-ไดไวนิลเบนซีน) ไมโครแคปซูล ที่มีสมบัติตอบสนองต่อการเปลยี่ นแปลงพเีอช ในขั้นตอนสุดท้าย ได้นำไมโครแคปซูลที่สภาวะที่เหมาะสมมาใช้ในการบำบัดเมทิลีนบลูซึ่งเป็นตัวแทนของสีย้อม พบว่า พอลิ (เมทิลเมทาคริเลต-อะคริลิก แอซิด-ไดไวนิลเบนซีน) ไมโครแคปซูล มีประสิทธิภาพในการบำบัดสีย้อมสูงกว่าพอลิ (เมทิลเมทาคริเลต-เมทิลอะคริเลต-ไดไวนิลเบนซีน) ไมโครแคปซูลที่สภาวะเบสถึงแม้ว่าจะต่ำกว่าการใช้อนุภาคนาโนบิสมัทวานาเดทโดยตรง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการบำบัดสีย้อมของไมโครแคปซูล จึงทำการเพิ่มความเป็นรูพรุนของไมโครแคปซูลโดยการเติมสารลดแรงตึงผิวและการสกัดส่วนของพอลิเมทลิ เมทาคริเลตจากเปลือกของไมโครแคปซูล โดยในกรณีที่เติมสแปน 80 ที่ความเข้มข้น 20 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก มีประสิทธิภาพในการบำบัดเมทิลีนบลูสูงที่สุดและเท่ากับการใช้อนุภาคนาโนบิสมัทวานาเดทโดยตรง ส่วนในกรณีของการสกัดด้วยตัวทำละลายพอลิเมอร์ไมโครแคปซูลที่สกัดด้วยอะซิโทน 0.5 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก เป็นเวลา 3 ชั่วโมง มีประสิทธิภาพในการบำบัดเมทิลีนบลูสูงที่สุดและเทียบเท่ากับการใช้อนุภาคนาโนบิสมัทวานาเดทโดยตรง เนื่องจากไมโครแคปซูลมีการกักเก็บอนุภาคนาโนเหล็กออกไซด์ไว้ภายใน จึงสามารถนำไมโครแคปซูลที่ใช้แล้วกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างน้อย  5 ครั้ง ถึงแม้ว่าประสิทธิภาพในการบำบัดเมทิลีนบลูจะค่อย ๆ ลดลงตามจำนวนครั้งในการบำบัดแต่ยังคงมีประสิทธิภาพในการบำบัดเมทิลีนบลูมากกว่า 50 เปอร์เซ็นต์

ดังนั้น จึงประสบความสำเร็จในการเตรียมพอลิ (เมทิลเมทาคริเลต-อะคริลิก แอซิด-ไดไวนิลเบนซีน) ไมโครแคปซูลกักเก็บอนุภาคนาโนบิสมัทวานาเดทและอนุภาคนาโนเหล็กออกไซด์ โดยกลไกอนุมูลอิสระแบบโยกย้ายไอโอดีน โดยไมโครแคปซูลนั้นมีประสิทธิภาพสูงสำหรับการบำบัดเมทิลีนบลูในน้ำเสียสังเคราะห์ได้เทียบเท่ากับอนุภาคนาโนบิสมัทวานาเดทโดยตรง และยังสามารถนำไมโครแคปซูลกลับมาใช้ซ้ำได้

Download : โฟโตแคตาไลติกไมโครแคปซูลที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้สำหรับการบำบัดสีย้อมในน้ำเสีย