การพัฒนาเซลล์ต้นแบบโฟโตอิเล็กโตรคะตะไลติกร่วมกับเซลล์สุริยะสำหรับกำจัดสารอินทรีย์สีย้อมจากระบบอุตสาหกรรม

Development of photoelectrocatalytic cell prototype combining with solar cell for degradation of dye from industrial system

Name: วัชรพงษ์ นารีจันทร์

Address: ปทุมธานี

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี. คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. สาขาวิชาเคมีประยุกต์

keyword: เซลล์โฟโตอิเล็กโตรคะตะไลติก

ThaSH: การบำบัดน้ำเสีย

Classification :.LCCS: TD 757

; ขั้วไฟฟ้า

ThaSH: สีย้อมและการย้อมสี

Abstract: ได้พัฒนาเซลล์ต้นแบบโฟโตอิเล็กโตรคะตะไลติกร่วมกับเซลล์สุริยะสำหรับกำจัดสารอินทรีย์สีย้อมจากระบบบำบัดน้ำเสีย ได้ศึกษาการทำขั้วไฟฟ้า FTO/WO3/BiVO4 ด้วยวิธีการจุ่มเคลือบ ศึกษาโครงสร้างผลึก สัณฐานวิทยา องค์ประกอบทางเคมี สมบัติทางแสง ด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ (X-ray diffractometry ; XRD) กล้องจุลทรรศน์แบบแรงอะตอม (Atomic Force Microscope ; AFM) เทคนิคสเปกโทรสโกปีของอนุภาคอิเล็กตรอนที่ถูกปลดปล่อยด้วยรังสีเอ็กซ์ (X-ray photoelectron spectroscopy ; XPS) และเทคนิคยูวีวิสิเบิลสเปกโทรสโกปี (UV-vis spectroscopy) ตามลำดับ ได้ออกแบบเซลล์โฟโตอิเล็กโตคะตะไลติกโดยการใช้ขั้วไฟฟ้า FTO/WO3/BiVO4 เป็นขั้วไฟฟ้าแอโนด ทำงานร่วมกับเซลล์สุริยะ โดยเซลล์สุริยะทำหน้าที่ให้ศักย์ไฟฟ้าแก่ตัวช่วยชาร์ต แบตเตอรี่ตามระบบวงจรไฟฟ้าที่ได้ออกแบบ ติดตามประสิทธิภาพการกำจัดสีย้อมด้วยวิธียูวีวิสิเบิลสเปกโทรสโกปี และการตรวจวัดค่าซีโอดี ได้ศึกษาผลของจำนวนขั้วไฟฟ้า การให้ศักย์ไฟฟ้า ค่าพีเอช ชนิดของขั้วไฟฟ้าแคโทด และกลไกการเร่งการกำจัดสีย้อม พบว่าที่สภาวะที่ดีที่สุดใช้ขั้วไฟฟ้าแอโนด 4 ขั้ว ให้ศักย์ไฟฟ้า 2.0 โวลต์ พีเอชเท่ากับ 3 และใช้ขั้วไฟฟ้า สแตนเลสสตีลเป็นขั้วไฟฟ้าแคโทด ภายใต้สภาวะเร่งด้วยแสงช่วงตามองเห็นพบว่าสามารถกำจัดสีย้อมเมทิลีนบลูและโรดามีนบี ได้ถึง 94 และ93 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับในเวลา 3 ชั่วโมง นอกจากนี้เซลล์โฟโตอิเล็กโทรคะตะไลติกที่ได้พัฒนาขึ้นยังสามารถประยุกต์ใช้กับการกำจัดน้ำเสียสีย้อมจริงจากโรงงานอุตสาหกรรมได้ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ในเวลา 7 ชั่วโมง โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบดังกล่าวยังสามารถลดค่า ซีโอดี ได้ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ซึ่งสามารถยืนยันการกำจัดสารอินทรีย์ให้กลายเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำได้เป็นอย่างดี ดังนั้นระบบที่ได้พัฒนาขึ้นนี้เหมาะที่จะพัฒนาให้มีขนาดสเกลที่ใหญ่ขึ้นเพื่อประยุกต์ใช้กับการบำบัดน้ำเสียสีย้อมในระบบอุตสาหกรรมต่อไป

Abstract: The photoelectrocatalytic cell (PEC) prototype combined with a solar cell was developed for the organic dye wastewater treatment. FTO/WO[Subscript3]/BiVO[Subscript4] electrode fabrication was studied by the dip coating method. The crystalline structure, morphology, chemical composition, and light absorption were characterized by X-ray diffractometer (XRD), Atomic Force Microscope (AFM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and UV-vis spectroscopy technique, respectively. The photoelectrocatalytic cell was designed by using the fabricated FTO/WO3/BiVO4 electrode as a photoanode electrode in combination with a solar cell system. The solar cell system can assist by applying potential for a battery charger with the circuit designed. The efficiency of dye degradation was monitored by UV/Vis spectrophotometry and COD measurement. The effects of the electrode amount, an applied potential, pH value, a type of cathode electrode, and catalytic dye mechanism of degradation were studied. The optimum condition for using 4 anode electrodes contains an applied potential = 2.0V, pH = 3 and stainless steel as cathode electrode under visible irradiation which can degrade methylene blue, and rhodamine B dyes up to 94 Percent and 93 Percent in 3 hours, respectively. Moreover, the developed PEC cell can also be applied to degrade real dye wastewater from the industrial factories and can degrade up to 90 Percent in 7 hours. Furthermore, it can reduce COD over 80 Percent and is able to confirm high efficiency of PEC cell for organic dye decomposing to CO2 and H2O. Therefore, it is appropriate to further develop a large system for dye wastewater treatment in the industrial system.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี. สำนักวิทยบริการและเทคโนโลยีสารสนเทศ

Address: ปทุมธานี

Email: elibrary@mail.rmutt.ac.th

Name: ฉัตรชัย พลเชี่ยว

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2561

Modified: 2562-08-29

Issued: 2562-08-29

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: วพ TD 757 ว378ก

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เคมีประยุกต์

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	RMUTT 159664.pdf	7.21 MB	3	2025-11-10 16:03:19

ใช้เวลา

0.027049 วินาที