การดูดซับสีรีแอคทีฟและสีดิสเฟิร์สในน้ำเสียสังเคราะห์โดยใช้ถ่านเปลือกเมล็ดกาแฟที่ปรับปรุงสภาพด้วยสารลดแรงตึงผิวชนิดประจุบวก
วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต (วิศวกรรมเคมี), 2562
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Theses and Dissertations |
| Language: | Thai |
| Published: |
มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
2024
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19532 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Institution: | Prince of Songkhla University |
| Language: | Thai |
| id |
th-psu.2016-19532 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
Prince of Songkhla University |
| building |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| continent |
Asia |
| country |
Thailand Thailand |
| content_provider |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| collection |
PSU Knowledge Bank |
| language |
Thai |
| topic |
น้ำเสีย การบำบัด การดูดซับ ถ่านชีวภาพ |
| spellingShingle |
น้ำเสีย การบำบัด การดูดซับ ถ่านชีวภาพ ฉัตรสุดา โกศัยกานนท์ การดูดซับสีรีแอคทีฟและสีดิสเฟิร์สในน้ำเสียสังเคราะห์โดยใช้ถ่านเปลือกเมล็ดกาแฟที่ปรับปรุงสภาพด้วยสารลดแรงตึงผิวชนิดประจุบวก |
| description |
วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต (วิศวกรรมเคมี), 2562 |
| author2 |
สุรัสวดี กังสนันท์ |
| author_facet |
สุรัสวดี กังสนันท์ ฉัตรสุดา โกศัยกานนท์ |
| format |
Theses and Dissertations |
| author |
ฉัตรสุดา โกศัยกานนท์ |
| author_sort |
ฉัตรสุดา โกศัยกานนท์ |
| title |
การดูดซับสีรีแอคทีฟและสีดิสเฟิร์สในน้ำเสียสังเคราะห์โดยใช้ถ่านเปลือกเมล็ดกาแฟที่ปรับปรุงสภาพด้วยสารลดแรงตึงผิวชนิดประจุบวก |
| title_short |
การดูดซับสีรีแอคทีฟและสีดิสเฟิร์สในน้ำเสียสังเคราะห์โดยใช้ถ่านเปลือกเมล็ดกาแฟที่ปรับปรุงสภาพด้วยสารลดแรงตึงผิวชนิดประจุบวก |
| title_full |
การดูดซับสีรีแอคทีฟและสีดิสเฟิร์สในน้ำเสียสังเคราะห์โดยใช้ถ่านเปลือกเมล็ดกาแฟที่ปรับปรุงสภาพด้วยสารลดแรงตึงผิวชนิดประจุบวก |
| title_fullStr |
การดูดซับสีรีแอคทีฟและสีดิสเฟิร์สในน้ำเสียสังเคราะห์โดยใช้ถ่านเปลือกเมล็ดกาแฟที่ปรับปรุงสภาพด้วยสารลดแรงตึงผิวชนิดประจุบวก |
| title_full_unstemmed |
การดูดซับสีรีแอคทีฟและสีดิสเฟิร์สในน้ำเสียสังเคราะห์โดยใช้ถ่านเปลือกเมล็ดกาแฟที่ปรับปรุงสภาพด้วยสารลดแรงตึงผิวชนิดประจุบวก |
| title_sort |
การดูดซับสีรีแอคทีฟและสีดิสเฟิร์สในน้ำเสียสังเคราะห์โดยใช้ถ่านเปลือกเมล็ดกาแฟที่ปรับปรุงสภาพด้วยสารลดแรงตึงผิวชนิดประจุบวก |
| publisher |
มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ |
| publishDate |
2024 |
| url |
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19532 |
| _version_ |
1806509631642533888 |
| spelling |
th-psu.2016-195322024-07-09T03:23:19Z การดูดซับสีรีแอคทีฟและสีดิสเฟิร์สในน้ำเสียสังเคราะห์โดยใช้ถ่านเปลือกเมล็ดกาแฟที่ปรับปรุงสภาพด้วยสารลดแรงตึงผิวชนิดประจุบวก Adsorption of Reactive and Disperse Dyes from Wastewater Using Cationic Surfactant-modified Coffee Husk Biochar ฉัตรสุดา โกศัยกานนท์ สุรัสวดี กังสนันท์ Faculty of Engineering Chemical Engineering คณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมเคมี น้ำเสีย การบำบัด การดูดซับ ถ่านชีวภาพ วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต (วิศวกรรมเคมี), 2562 A solid agricultural waste, coffee husk, was applied as an adsorbent for reactive and disperse dye-polluted wastewater treatment. The coffee husk was pyrolyzed at 450°C and then chemically activated using 50 %wt ZnCl2 solution. The CH contains higher average pore size but slightly lower surface area than those of commercial activated carbon (AC). The CH was then modified using a cationic surfactant, Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), at 7.5 mM of initial CTAB concentration, pH 7 at 30°C, 170 rpm, and 7.5 h. The adsorption behaviors of CTAB on CH adsorbents suited well with the pseudo-second order adsorption kinetics and the Langmuir isotherm model. For dye removal, the experiment was divided into two parts. For part 1, the modified coffee husk biochar (MCH) was applied for reactive dyes removal. The selected reactive dyes are reactive yellow 145 (RDY145), reactive red 195 (RDR195), and reactive blue 222 (RDB222). The adsorption kinetics was fit well with the pseudo-second order for all three dyes. The adsorption isotherm was agreed well with the Langmuir isotherm model. The removal efficiency of RDY145 (83.796) was the highest and followed by RDR195 (71.1%) and RDB222 (59.6%), respectively. The adsorption of RDY145 using MCH was subsequently compared with AC and surfactant-modified activated carbon (MAC). It was found that the dye adsorption using MCH was higher than AC and MAC around 9 folds. For part 2, the MCH was applied for disperse dyes removal. The selected disperse dyes were disperse yellow 3 (DDY3), disperse red 60 (DDR60), and disperse blue 56 (DDB56). The removal efficiency of DDY3 (79.5 %) was the highest, followed by DDR6 (23.2 %), and DDB56 (9.7 %), respectively. The adsorption kinetics was fit well by a pseudo-first order model and the adsorption isotherms matched well the Freundlich model, for DDY3 and DDB56. Besides, the adsorption kinetics of DDR60 was fit well by a pseudo-second order model and the adsorption isotherms matched well the Langmuir model. In addition, the removal efficiency of DDY3 using MAC (85.8 %) was higher than AC (84.3 %) and MCH (79.5 %), respectively. The standard deviation was less than 10. To improve the adsorption of DDY3, the CH and AC were then modified using cationic (CTAB), anionic (Sodium dodecyl sulfate, SDS) or nonionic surfactant (Polyethylene glycol sorbitan monooleate, Tween 80). The hydrophilic head group of SDS is smaller than that of CTAB and Tween 80, respectively. It was found that the adsorption of DDY3 using SDS-modified was the highest, followed by those of CTAB-modified, and Tween 80-modified, respectively. The smaller hydrophilic head group provides the higher adsorption. Additionally, the adsorption efficiency of DDY3 using surfactant-modified CH was higher than those using AC for all conditions. Additionally, the variation of pH solution provided no effect on reactive and disperse dyes removal efficiency. Moreover, the dye removal using a fixed-bed column was preliminary studied and discussed. The adsorption of RDY145 and DDY3 using MCH, AC, and MAC were observed and compared. The column packed with MCH provided the highest RDY145 removal and that packed with AC provided the highest DDY3 removal. เปลือกเมล็ดกาแฟจัดเป็นวัสดุเหลือทางการเกษตร ซึ่งสามารถนํามาพัฒนาเป็นตัว ดูดซับสีย้อมออกจากน้ําเสียได้ โดยงานวิจัยนี้นําเปลือกเมล็ดกาแฟมาผลิตเป็นถ่านชีวภาพเพื่อใช้ใน การศึกษาการดูดซับสีรีแอคทีฟและสีดิสเพิร์สออกจากน้ําเสียสังเคราะห์ ถ่านเปลือกเมล็ดกาแฟถูก นําไปเผาที่อุณหภูมิ 450 องศาเซลเซียส และนําไปกระตุ้นด้วยสารละลายซิงค์คลอไรด์ (ZnCl2) เข้มข้นร้อยละ 50 โดยน้ําหนัก จากนั้นแล้วนําถ่านดังกล่าวมาปรับปรุงสภาพด้วยสารลดแรงตึงผิวชนิด ประจุบวก Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) ที่สภาวะความเข้มข้นเริ่มต้นของสารลด แรงตึงผิวประจุบวก CTAB 7.5 มิลลิโมลต่อลิตร พีเอช 7 ที่อุณหภูมิห้อง แล้วนําไปเขย่าที่ความเร็ว รอบ 170 รอบต่อนาที เป็นเวลา 7.5 ชั่วโมง ได้เป็นถ่าน MCH (Modified cofee husk biochar) และพบว่าการดูดซับของสารลดแรงตึงผิว CTAB เป็นไปตามแบบจําลองอัตราเร็วปฏิกิริยาเทียมอันดับ สองและแบบจําลองไอโซเทอมการดูดซับของแลงเมียร์ จากนั้นแบ่งการทดลองเป็นสองส่วน คือ การทดลองส่วนที่หนึ่ง ศึกษาการดูดซับสีรีแอคทีฟ (สีย้อมชนิดประจุลบ) ได้แก่ สี เหลือง Reactive yellow 145 (RDY145) สีแดง Reactive red 195 (RDR195) และสีน้ําเงิน Reactive blue 222 (RDB222) ด้วยถ่าน MCH พบว่าประสิทธิภาพการดูดซับสีเหลือง RDY145 (ร้อยละ 83.7) มากกว่าสีแดง RDR195 (ร้อยละ 71.1) และสีน้ําเงิน RDB222 (ร้อยละ 59.6) ตามลําดับ โดยสีโมเลกุลขนาดเล็กถูกดูดซับได้ดีกว่าโมเลกุลขนาดใหญ่ การดูดซับของสีรีแอคทีฟ เป็นไปตามแบบจําลองอัตราเร็วปฏิกิริยาเทียมอันดับสองและไอโซเทอมการดูดซับของแลงเมียร์ โดย ถ่าน MCH ให้ประสิทธิภาพการดูดซับสูงกว่าถ่านกัมมันต์ (Activated carbon, AC) และถ่านกัมมันต์ ที่ปรับปรุงสภาพด้วยสารลดแรงตึงผิว CTAB (Modified activated carbon, MAC) ถึง 9 เท่า เนื่องจากขนาดรูพรุนของถ่าน MCH กว้างกว่าถ่าน AC และถ่าน MAC ประมาณ 1.9 อังสตรอม และ ประจุบวกที่ส่วนหัวของสารลดแรงตึงผิวชนิดประจุบวก CTAB ส่งเสริมการดูดซับสีประจุลบได้ดียิ่งขึ้น การทดลองส่วนที่สอง คือ ศึกษาการดูดซับสีดิสเพิร์ส (สีย้อมชนิดไม่มีประจุ) ได้แก่ สีเหลือง Disperse yellow 3 (DDY3) สีแดง Disperse red 60 (DDR60) และสีน้ําเงิน Disperse blue 56 (DDB56) ด้วยถ่าน MCH โดยประสิทธิภาพการดูดซับสีเหลือง DDY3 (ร้อยละ79.5) มากกว่าสีแดง DDR6 (ร้อยละ 23.2) และสีน้ําเงิน DDB56 (ร้อยละ 9.7) ซึ่งสอดคล้องกับขนาด โมเลกุลสี สีขนาดเล็กมีค่าการดูดซับสูงสุด นอกจากนี้พบว่าการดูดซับสีเหลือง DDY3 และสีน้ําเงิน DDR56 เป็นไปตามแบบจําลองอัตราเร็วปฏิกิริยาเทียมอันดับหนึ่งและไอโซเทอมการดูดซับของฟรุน ดริช การดูดซับสีแดง DDR60 เป็นไปตามแบบจําลองอัตราเร็วปฏิกิริยาเทียมอันดับสองและไอโซ เทอมการดูดซับของแลงเมียร์ ประสิทธิภาพในการดูดซับถ่าน MAC (ร้อยละ 85.8) มากกว่าถ่าน AC (ร้อยละ 84.3) และถ่าน MCH (ร้อยละ 79.5) ตามลําดับ จากการทดลองซ้ํา 2 ครั้ง และค่าส่วน เบี่ยงเบนมาตรฐาน (Standard Deviation) ไม่เกิน 10 ทั้งนี้ส่วนหัวที่มีประจุของสารลดแรงตึงผิวอาจ ขัดขวางการแพร่เพื่อดูดซับของสีดิสเพิร์สซึ่งไม่มีประจุเข้าสู่ผิวถ่าน ทั้งนี้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการดูด ซับสีเหลือง DDY3 ได้นําถ่าน AC และถ่าน CH มาปรับปรุงสภาพด้วยสารลดแรงตึงผิว 3 ชนิด ได้แก่ สารลดแรงตึงผิวชนิดประจุบวก CTAB สารลดแรงตึงผิวชนิดประจุลบ Sodium dodecyl sulfate (SDS) และสารลดแรงตึงผิวชนิดไม่มีประจุ Polyethylene glycol sorbitan monooleate (Tween80) โดยส่วนหัวของสารลดแรงตึงผิว SDS มีขนาดเล็กกว่า CTAB และ Tween80 ตามลําดับ ผลการทดลองพบว่าถ่านที่ผ่านการปรับปรุงสภาพด้วยสารลดแรงตึงผิวชนิดประจุลบ SDS มีร้อยละ การดูดซับสีเหลือง DDY3 สูงสุด และถ่าน CH ที่ผ่านการปรับปรุงสภาพด้วยสารลดแรงตึงผิวทั้งสาม ชนิดมีประสิทธิภาพการดูดซับสูงกว่าถ่าน AC ทุกชนิด สารลดแรงตึงผิวที่มีส่วนหัวเล็กและส่วนหาง ยาวส่งผลให้ประสิทธิภาพการดูดซับดีขึ้น นอกจากนี้การศึกษาผลของพีเอชในการดูดซับสีเหลือง RDY145 และการดูดซับสี เหลือง DDY3 ด้วยถ่าน MCH ในช่วงพีเอช 3 - 9 ที่อุณหภูมิห้อง พบว่าค่าพีเอชไม่มีผลต่อการดูดซับ และมีการศึกษาการดูดซับเบื้องต้นในคอลัมน์แบบเบดนิ่ง (Fixed-bed column) โดยศึกษาการดูดซับ สีเหลือง RDY145 และสีเหลือง DDY3 ด้วยถ่าน MCH ถ่าน AC และถ่าน MAC พบว่าคอลัมน์ที่บรรจุ ด้วยถ่าน MCH ให้ประสิทธิภาพในการดูดซับสีเหลือง RDY145 สูงสุด ส่วนการดูดซับสีเหลือง DDY3 พบว่าถ่าน AC ให้ประสิทธิภาพการดูดซับสูงสุด ซึ่งการศึกษาการดูดซับในคอลัมน์แบบเบดนึง สอดคล้องกับการดูดซับแบบกะที่กล่าวมาแล้วข้างต้น 2024-07-09T03:23:19Z 2024-07-09T03:23:19Z 2019 Thesis http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19532 th Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Thailand http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/th/ application/pdf มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ |