โครงสร้างจุลภาคและองค์ประกอบธาตุของถ่านกัมมันต์จากซังข้าวโพด
คำสำคัญ:
ถ่านกัมมันต์, ถ่านชีวภาพ , โครงสร้างจุลภาค, องค์ประกอบธาตุบทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ทำการศึกษาโครงสร้างจุลภาคและองค์ประกอบธาตุของถ่านกัมมันต์จากซังข้าวโพด ที่เผาแบบไพโรไลซิส ในช่วงอุณหภูมิ 400-600 องศาเซลเซียส โดยใช้เตาเผาขนาด 200 ลิตร เพื่อให้เป็นถ่านชีวภาพ แล้วนำถ่านชีวภาพที่ได้ไปแช่ในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ซึ่งเป็นน้ำทิ้งจากการผลิตเยื่อกระดาษจากใบอ้อย ที่มีค่าความเป็นเบส pH 13 เป็นเวลา 24 ชั่วโมง จากนั้นนำถ่านมาล้างน้ำสะอาดจนถ่านมีค่าความเป็นกรด-เบส ที่ pH 7 นำไปอบลมร้อนที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง นำถ่านเผาอีกครั้งด้วยกระบวนการไพโรไลซิส ที่อุณหภูมิ 700 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1 ชั่วโมง แล้วนำถ่านที่เผาเสร็จแล้วมาวิเคราะห์โครงสร้างผลึกของถ่านกัมมันต์ด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ วิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอนแบบส่องกราด วิเคราะห์องค์ประกอบธาตุด้วยสเปกโทรเมตรีรังสีเอกซ์แบบกระจายพลังงานตามลำดับ และวิเคราะห์หาพื้นที่ผิวด้วยเทคนิค Brunauer-Emmett-Teller (BET) ผลการวิเคราะห์โครงสร้างผลึกของถ่านกัมมันต์พบเฟสคาร์บอนอสัณฐานและแกรไฟต์ ผลการวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาค พบรูพรุนอยู่ในช่วง 8-10 ไมโครเมตร และมีรูพรุนขนาดเล็ก ๆ แทรกอยู่ในช่วง 2-5 ไมโครเมตร ผลการวิเคราะห์องค์ประกอบธาตุพบว่า มีคาร์บอนเป็นธาตุหลักร้อยละ 68.86 รองลงมาได้แก่ ออกซิเจนร้อยละ 16.86 และผลการวิเคราะห์พื้นที่ผิวมีพื้นที่ผิวจำเพาะ 722.42 ตารางเมตรต่อกรัม
Downloads
References
กิตติชัย โสพันนา และธนากร อุทัยดา. (2552). การปรับปรุงสมบัติของตัวดูดซับโลหะหนักด้วยวัสดุในท้องถิ่น. วารสารมหาวิทยาลัยราชภัฏสกลนคร, 1(1), 181-196.
กิตติพงษ์ ชูจิตร. (2559). การดูซับแคดเมียมโครเมียม และแมงกานีสโดยใช้วัสดุเซลลูโลสจากธรรมชาติ. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มทร. ธัญบุรีม, 6(1), 71-76.
จิราภรณ์ ธรรมศรี. (2545). การผลิตถ่านกัมมันต์จากกะลามะพร้าวโดยใช้โซเดียมคลอไรด์.(รายงานการวิจัย, สาขาวิชาเทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยมหาสารคาม).
พินิจ จิรัคคกุล, อนุชา เชาว์โชติ และ สิทธิชัย ดาศรี. (2563). การศึกษาระบบการจัดการเปลือก
และซังข้าวโพดเพื่อเป็นพลังงานทดแทน. วารสารวิชาการพลังงานทดแทนสู่ชุมชน, 58-66.
ธัญพิสิษฐ์ พวงจิก. (2558). “ถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่ : ตลาดยังคงมีความต้องการสูง?”. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์, 23(6), 945-954.
ธีรดิตถ์ โพธิตันติมงคล. (2560). ถ่านกัมมันต์จากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรโดยการกระตุ้นทางเคมีเพื่อการประยุกต์ใช้กําจัดสารมลพิษในนํ้า. วารสารหน่วยวิจัยวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสิ่งแวดล้อมเพื่อการเรียนรู้, 8(1), 196-214.
Acharya, J., Sahu, J.N., Mohanty, C.R. and Meikap, B.C. (2009). Removal of lead(II) from wastewater by activated carbon developed from Tamarind wood by zinc chloride activation. Chem. Eng. J., 149, 249-262
Ahmedna, M., Marshall, W.E., & Rao, R.M. (2000). Production of granular activated carbon from select agricultural by product and evaluation of their physical, chemical and adsorption properties. Bio resour Technol, 71, 113-123.
Aworn, A., Thiravetyan, P., & Nakbanpote, W. (2009). Preparation of CO2 activated carbon from corncob for monoethylene glycol adsorption. Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects, 333, 19–25.
Christina, C.S., Zaher, H., & Ania,C.U. (2012). Preparation and characterization of activated carbon from oil sands coke. Fuel, 92, 69-76.
Fu, K., Yue, Q., Gao, B., Sun, Y & Zhu, L. (2013). Preparation, characterization and application of lignin-based activated carbon from black liquor lignin by steam activation. Chemical Engineering Journal, 228, 1074-1082.
Hayashi, J. Kazehaya, A. Muroyama, K. and Watkinson, AP. (2000). Preparation of activated carbon from lignin by chemical activation. Carbon, 38(13), 1873-1878.
Jutakridsada, P., Prajaksud, C., Kuboonya-Aruk, L., Theerakulpisut, S & Kamwilaisak, K. (2016). Adsorption characteristics of activated carbon prepared from spent ground coffee. Clean Technologies and Environmental Policy, 18(3), 639-645.
Kalderis, D., Koutoulakis, D., Paraskeva, P., Diamadopoulos, E., Otal, E. del Valle, J.O., & Fernandez-Pereira, C. (2008). Adsorption of polluting substances on activated carbons prepared from rice husk and sugarcane bagasse. Chemical Engineering Journal, 144(1), 42-50.
Kantarli, I.C., & Yanik, J. (2010). Activated carbon from leather shaving wastes and its application in removal of toxic materials. Journal of Materials, 179, 348–356.
Khu Le Van & Thu Thuy Luong Thi. (2014). Activated carbon derived from rice husk by NaOH Activation and its application in supercapacitor. Progress in Natural Science: Materials International, 24, 191–198.
Kumar, A., & Mohan Jena, H. (2015). High surface area microporous activated carbons prepared from Fox nut (euryale ferox) shell by zinc chloride activation. Applied Surface Science, 356, 753-761.
Li, D., Tang, R., Tian, Y., Qiao, Y., & Li, J. (2014). Preparation of highly porousbinderless active carbon monoliths from waste aspen sawdust. BioResources, 9(1), 1246-1254.
Liou, T.H. (2010). Development of meso-porous structure and high adsorption capacity ofbiomass-based activatedcarbon by phosphoric acid and zinc chloride activation. Chem. Eng. J., 158, 129-142.
Liou, T.H., & Wu, S.J. (2009). Characteristics of microporous/mesoporous carbons prepared from rice husk under base-and acid-treated conditions, Journal of Materials, 172, 693-698Ioannidou, O., & Zabaniotou, A. (2007). Agricultural residues as precursors for activated carbon production A review. Re-newable and Sustainable Energy Re-views, 1, 1966–2005.
Li, Z.Q., Lu, C.J., Xia, Z.P., Zhou, Y., & Luo, Z. (2007). X-ray diffraction patterns of graphite and turbostraticcarbon. Carbon, 45, 1686-1695.
Ioannidou, O. and Zabaniotou, A. (2007) Agricultural residues as precursors for activated carbon production: A review. Renew. Sust, Energ. Rev, 11, 1966-2005
Ma, X., & Ouyang, F. (2013). Adsorption properties of biomass-based activatedcarbon prepared with spent coffeegrounds and pomelo skin by phosphoric acid activation. Appl. Surf. Sci. 268, 566-570.
Mopoung, S., Inkum, S. and Anuwetch, L. (2015). Effectof temperatureon micropore of activated carbon from sticky rice straw by H3PO4 activatio. Carbon Sci. Tech, 7(3), 24-29.
Moyo, M., Chikazaza, L., Nyamunda, B.C. and Guyo, U. (2013). Adsorption batch studies on the removal of Pb(II) using maize tassel based activated carbon. J. Chem. Article ID 508934, 8 p.
Prahas, D., Kartika, Y., Indraswati, N., & Ismadji, S. (2008). Activated carbon from jackfruit peel waste by H3PO4 chemical activation: Pore structure and surface chemistry characterization. Chemical Engineering Journal, 140(13), 32-42.
Sayğili, H., Güzel, F., & Önal, Y. (2015). Conversion of grape industrial processing waste to activated carbon sorbent and its performance in cationic and anionic dyes adsorption. Journal of Cleaner Pro-duction, 93, 84–93.
Sun, Y., & Webley, P.A. (2010). Preparation of activated carbons from corncob with large specific surface area by a variety of chemical activators and their application in gas storage. Chemical Engineering Journal, 162, 883–892.
Tong, Y.B., Liu, Q., & Chen, F. (2012). Preparation and characterization of activated carbon from waste ramulus mori, Chemical Engineering Journal, 203, 19-24.
Virginia, H. M., & Adrián, B. P. (2012). Lignocellulosic Precursors used in the Synthesis of Activated Carbon: Characterization Techniques and Applications in the Wastewater Treatment. InTech, 1-21.
