สมบัติในการดูดซับโลหะของซิลิกาที่มีสารต้นแบบเป็นสารลดแรงตึงผิวแคตไอออน

Metal sorption properties of cationic surfactant templated silica

Name: ชนัญญ์ อยู่จุ้ย

ThaSH: ซิลิกา

ThaSH: สารลดแรงตึงผิว

ThaSH: แคตไอออน

Abstract: สมบัติในการสกัดโลหะของซิลิกาที่มีสารต้นแบบเป็นสารลดแรงตึงผิวชนิด CTAB ที่เตรียมผ่านกระบวนการโซล-เจล ซึ่งได้รับการตรวจสอบทั้งในรูปแบบแบทช์และรูปแบบคอลัมน์ จากผลการทดลองในรูปแบบแบทช์พบว่าการสกัดโลหะให้ผลที่ดีเมื่อ pH ของสารละลายโลหะเป็น 4 นอกจากนั้น การมีเกลือ NaNO₃, Na₂HPO₂ และ KNO₃ ผสมอยู่ในสารละลายโลหะส่งผลให้ค่าการสกัดโลหะของซิลิกาดีขึ้น สำหรับ การตรวจสอบลักษณะการดูดซับของซิลิกาชนิดนี้ พบว่า มีลักษณะที่สอดคล้องกับวิธีของ Langmuir โดยที่ความสามารถในการสกัด Fe²⁺, Pb²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺ และ Cd²⁺ เป็น 0.625, 0.488, 0.476, 0.308 and 0.327 มิลลิโมลต่อปริมาณซิลิกา 1 กรัม ตามลำดับ การศึกษาอัตราเร็วในการสกัดโลหะโดยเทียบกับรูปแบบ pseudo-first-order kinetic, pseudo-second-order kinetic และ intra-particle diffusion kinetics พบว่า ซิลิกาชนิดนี้มีอัตราการดูดซับเป็น pseudo-second-order kinetic นอกจากนั้น การศึกษารอบการสกัดและการคายโลหะแสดงให้เห็นว่าซิลิกาชนิดนี้ยังสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ดีถึง 5 ครั้ง โดยยังคงรักษาประสิทธิภาพในการสกัดไว้ได้เหมือนเดิม ในรูปแบบคอลัมน์ พบว่าภาวะที่เหมาะสมต่อความสามารถในการสกัดโลหะของซิลิกาชนิดนี้ใช้อัตราการไหลเป็น 2 มิลลิลิตรต่อนาที และปริมาตรของสารละลายโลหะมีค่าเป็น 300 มิลลิลิตร โดยความสามารถสูงสุดในการสกัด Pb²⁺ และ Ni²⁺ ในรูปแบบคอลัมน์เป็น 0.222 และ 0.589 มิลลิโมลต่อปริมาณซิลิกา 1 กรัม ตามลำดับ สำหรับการศึกษารอบการสกัดและการคายโลหะสามารถนำสารดูดซับกลับมาใช้ใหม่ได้ถึง 3 ครั้ง โดยปราศจากการสูญเสียความสามารถในการดูดซับสาร สำหรับการประยุกต์ซิลิกาชนิดนี้กับการสกัด Pb²⁺ ในน้ำประปา น้ำจากแม่น้ำเจ้าพระยา และน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม พบว่าซิลิกาชนิดนี้ให้ผลการสกัดที่ดี

Abstract: The metal sorption properties of silica prepared with cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as a template was studied. Various parameters were investigated in both batch and and column methods. The results based on batch experiments exhibited the appropiate pH around 4 for the metal sorption condition. The presence of sodium and potassium salts in the metal solution increased significantly the extraction of Ni²⁺ whereas these salts did not have much effect on the extraction of Cd²⁺. The adsorption data obtained as a function of metal concentration were fitted to a Langmuir adsorption model. The Langmuir adsorption capacity was found to be 0.625, 0.488, 0.476, 0.308 and 0.327 mmol g⁻¹ for the extraction of Fe²⁺, Pb²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺ and Cd²⁺, respectively. The adsorption data were modeled using intra-particle diffusion, pseudo-first-order and pseudo-second-order kinetic equations. It was shown that the pseudo-second-order kinetic equation could best described the adsorption kinetics.The study of adsorption-desorption cycles demonstrated five times recyclability of silica without the decline in the sorption capacity. In column method, the effect of flow rate and sample volume were investigated. The flow rate suitable for metal sorption was found to be 2 mL min⁻¹ and the optimum sample volume was 300 mL. The maximum metal adsorption capacities of silica were 0.222 and 0.589 mmol g⁻¹ for the extraction of Pb²⁺ and Ni²⁺, respectively. The study of metal adsorption-desorption cycles showed the recyclability of the sorbent without considerable loss of adsorption capacity. The sorbent was also succesfully applied for the extraction of Pb²⁺ contained in tap water, water from Chao Phraya river and waste water from plants

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สถาบันวิทยบริการ

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: อมราวรรณ อินทศิริ

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2550

Modified: 2553-11-24

Issued: 2553-11-23

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Chanan_yu.pdf	1.43 MB	66	2019-09-05 11:16:42

ใช้เวลา

0.019964 วินาที