Scholarship of Research internal

Scholarship of Research Internal /Scholarship of Research Internal / Complete / Article 2016


Status : Complete
By : Profile
Thai name : การเตรียมและการดัดแปรถ่านกัมมันต์ด้วย เหล็ก (III) เพื่อกำจัดอาร์เซนิกในน้ำ
Englsih name : Preparation and modification of activated carbon by Iron (III) for removal arsenic in water
Faculty : คณะวิทยาศาสตร์
Year : 2016
Period : 12 month
ID : 05/2559
ISBN : -

Thai Abstract
งานวิจัยนี้ได้ผลิตถ่านกัมมันต์จากถ่านคาร์บอไนซ์ (ถ่านหุงต้มจากต้นกระถิน) บดและร่อนถ่านให้มีขนาด 400 mesh หาภาวะที่เหมาะสมในการกระตุ้นถ่านคาร์บอนไนซ์ทางกายภาพด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1 – 5 ชั่วโมง และการกระตุ้นทางเคมีด้วย กรดฟอสฟอริก (H3PO4) เข้มข้น 45 ร้อยละโดยมวล อัตราส่วนกรดต่อถ่าน 2.3:1 โดยมวลที่อุณหภูมิเดียวกัน พบว่าการกระตุ้นที่เหมาะสมคือการกระตุ้นด้วยความร้อนอุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง (502) KMnO4 เป็นสารออกซิไดซ์ที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพถ่านกัมมันต์ 502 ในการดูดซับเหล็ก(III) ไอออน เพิ่มขึ้นร้อยละ 142 ถ่านกัมมนต์ที่ดัดแปรด้วย KMnO4 และ เหล็ก (III) ไอออน มีประสิทธิภาพ
ในการกำจัดอาร์เซนิก (V) ( HAsO42- ) ไอออนสูงถึง 100 เท่าเมื่อเทียบกับถ่านคาร์บอไนซ์ (CC) ศึกษาลักษณะทางกายภาพของถ่านคาร์บอไนซ์ดัดแปร และ ถ่านกัมมันต์ดัดแปร ได้แก่ ขนาดพื้นที่ผิว (SBet) ปริมาตรรูพรุน (Vt) และ ค่า pHpzc บนพื้นที่ผิว ศึกษาชนิดและปริมาณของหมู่ฟังก์ชัน ศึกษากลไกการดูดซับโดยใช้แบบจำลองของแลงเมียร์และฟรุนดลิช พบว่าถ่านกัมมันต์ดัดแปรสอดคล้องกับแบบจำลองของ
แลงเมียร์แสดงว่าเป็นการดูดซับแบบชั้นเดียว (R2 เข้าใกล้ 1) ศึกษาจลนศาสตร์การดูดซับพบว่าสอดคล้องกับแบบจำลอง pseudo-second-order และจากการศึกษาเทอร์โมไดนามิกส์โดยใช้อุณหภูมิในการทดลองเป็น 30 40 50 และ 55 องศาเซลเซียส พบว่าการดูดซับเหล็ก (III) ไอออน และ อาร์เซนิก (V) ( HAsO42- ) ไอออนลงบนพื้นผิวของถ่านเป็นแบบดูดความร้อน และศึกษาการคายออกของการดูดซับเหล็ก (III) ไอออน และ อาร์เซนิก (V) ( HAsO42- ) ไอออนของถ่านกัมมันต์ สามารถคายออกได้โดยใช้กรดกรดไนตริก (HNO3) จากงานวิจัยนี้พบว่าถ่านกัมมันต์ดัดแปร KMnO4 และ เหล็ก(III) ไอออน สามารถกำจัด อาร์เซนิก (V) ( HAsO42- ) ไอออน ในน้ำได้ดี โดยเมื่อนำถ่านกัมมันต์ดัดแปร KMnO4 และ เหล็ก (III) ไอออน ไปกำจัด อาร์เซนิก (V) ( HAsO42-) ไอออน ในน้ำผิวดินและน้ำบาดาลบริเวณเหมืองแร่ทองคำสามารถกำจัดได้ถึงร้อยละ 100
English Abstract
This research was divided into two main parts; one is to study of preparation and modification of activated carbon, and the other is to examine the application of modified activated carbon on Arsenic removal. First, activated carbon was prepared primarily from carbonized carbon of Leucaena Leucocephala (Lam) de Wit. The carbonized carbon was crushed, and then selected by using 400 mesh sieve. To determine the suitable condition for activated carbon production, different
operating conditions of pyrolysis (e.g. 400 - 5000C and 1-5 hours) was investigate with and without the addition of chemical activation, phosphoric acid (H3PO4). It was found that the activated carbon prepared at 500ºC for 2 hours without phosphoric acid activation (502) showed the best adsorption capacity. Next, activated carbon 502 was further modified chemically by using KMnO4 as an oxidizing agent, followed by treatment with Fe (III) ion. Physical properties of modified activated carbon were studied in terms of surface area (SBet), total pore volume (Vt) and pHpzc). The functional
groups on carbon surface and their concentration were also determined. Moreover, adsorption isotherm was studied by using the Langmuir and Freundlich models. The data could fit with Langmuir model (R2 approaching to 1). Moreover, adsorption kinetic was investigated as well as the thermodynamic was evaluated at different temperatures (30, 40 , 50 and 550C ). The data indicated that pseudo-second-order kinetic was the best model, describing adsorption behavior of Fe(III) and As (V) (HAsO42-). The interaction between Fe(III) and As (V) ( HAsO42 ) onto absorbent surface was endothermic reaction. To regenerate absorbent, Nitric acid (HNO3) was required as desorption catalyst of Fe(III) and As
(V) ( HAsO42- ) from activated carbon. In the second half of this study, the application of modified activated carbon in water treatment was studied by sampling ground/ surface water nearby gold mine. The results indicated that modified activated carbon showed remarkable improvement in removing Arsenic (HAsO42- ) 100 folds.
Keywords: Activated Carbon, Fe(III), Arsenic
bursa escort bursa escort