Abstract:
วัตถุประสงค์และที่มา : งานวิจัยนี้ต้องการพัฒนาไฮโดรเจลพอลิเมอร์สำหรับใช้เป็นวัสดุดูดซับเพื่อกำจัดสีย้อมจากแหล่งน้ำ เนื่องจากสีย้อมถูกใช้ในปริมาณมากสำหรับอุตสาหกรรมการผลิตหลายประเภท เป็นสารมลพิษที่มักพบในแหล่งน้ำธรรมชาติ โครงสร้างโมเลกุลมีความเสถียร สลายตัวได้ยากในสิ่งแวดล้อม ดังนั้นสีย้อมปริมาณเพียงเล็กน้อยที่ปนเปื้อนในแหล่งน้ำ ก็สามารถส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้ในระยะยาว วิธีดำเนินการวิจัย : ไฮโดรเจลพอลิเมอร์ผสมระหว่างไคโตซาน (CS) และพอลิไฮดรอกซีเอทิล เมทาไครเลต (PHEMA) ถูกเตรียมจากพอลิเมอไรเซชันแบบแรดิคัลของไฮดรอกซีเอทิล เมทาไครเลตมอนอเมอร์ ในสภาวะของปฏิกิริยาซึ่งมีองค์ประกอบของไคโตซานที่เกิดการเชื่อมโยงระหว่างโมเลกุลด้วยเจนิพิน จากนั้นนำสารผสมของปฏิกิริยาไปขึ้นรูปเป็นเม็ดไฮโดรเจลทรงกลม แล้วนำไปดัดแปรทางเคมีด้วยปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสให้มีหมู่ฟังก์ชันสำหรับใช้เป็นวัสดุดูดซับสีย้อมในน้ำทิ้ง ผลการวิจัย : จากการวิเคราะห์ไฮโดรเจลที่พัฒนาขึ้นด้วยเทคนิค FTIR, SEM, ทดสอบการบวมในน้ำ ศึกษาประสิทธิภาพการดูดซับโดยใช้เมทิลีนบลูเป็นสีย้อมต้นแบบ รวมทั้งศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการดูดซับ พบว่า CS/PHEMA ไฮโดรเจลมีประสิทธิภาพในการกำจัดเมทิลีนบลูสูงสุดเท่ากับ 327 มิลลิกรัม/กรัม และสามารถดูดซับเมทิลีนบูลในสารละลายเข้มข้น 50 มิลลิกรัมต่อลิตรได้ถึง 99.5% ไอโซเทอร์มของการดูดซับสอดคล้องกับแบบจำลองของแลงเมียร์ เมื่อใช้ดูดซับแล้วสามารถชะสีย้อมออกจากเม็ดไฮโดรเจล แล้วนำกลับไปใช้ซ้ำได้โดยที่ประสิทธิภาพยังคงเดิม สรุปผลการวิจัย : CS/PHEMA ไฮโดรเจลที่พัฒนาขึ้นในงานวิจัยนี้มีศักยภาพในการใช้เป็นดูดซับสีย้อมในน้ำทิ้ง และสามารถใช้ดูดซับซ้ำหลายครั้งได้เพื่อลดต้นทุนในการบำบัดน้ำได้
Background and Objectives: This research aimed to develop polymeric hydrogel beads for use as dye removal absorbents. Dyes are widely used in various industries. They are one of the pollutants generally found in natural water resources. Due to their stability, dyes in natural water even at low concentrations can cause a serious and long-term impact on our environment. Methodology: The development of hydrogel beads from a blend of chitosan (CS) and polyhydroxyethyl methacrylate (PHEMA) was achieved by radical polymerization of the hydroxyethyl methacrylate monomer in the reaction mixture containing covalent crosslinked chitosan. The obtained hydrogel beads were chemically modified by hydrolysis to produce functional groups suitable for the application of dye removal from wastewater. Main Results: The modified hydrogel beads were characterized by FTIR, SEM, swelling test, and adsorption capacity using methylene blue as a model dye. Factors affecting the removal efficiency, blend composition, contact time, solution pH and initial dye concentration were also investigated. The CS-PHEMA hydrogel was effectively capable of methylene blue removal with a maximum adsorption capacity of 327 mg/g. The efficiency of 99.5% was obtained when they were used as absorbent in a 50 ppm MB solution. An investigation on adsorption isotherms was also carried out and it was found that the adsorption fitted well with the Langmuir equation. The MB absorbed hydrogel could be regenerated and reused with no significant loss in adsorption capacity. Conclusions: The obtained results confirmed that the CS/PHEMA hydrogels developed in this work possessed strong potential for the application of dye removal. They can also be used with repeated adsorption-desorption cycles and with the benefit of lower operation costs.