การผลิตซิลิกาเจลจากหินแร่ภูเขาไฟเพื่อใช้ในการบำบัดตะกั่วในน้ำเสียสังเคราะห์
Main Article Content
บทคัดย่อ
ตัวดูดซับชนิดหนึ่งที่ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการบำบัดน้ำเสียคือ ซิลิกาเจล งานวิจัยจำนวนมากศึกษาการผลิตซิลิกาเจลจากวัตถุดิบต่างๆ แต่ไม่ค่อยมีรายงานเกี่ยวกับการผลิตซิลิกาเจลจากหินแร่ภูเขาไฟ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) ศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตซิลิกาเจลจากหินแร่ภูเขาไฟ โดยปัจจัยที่ศึกษาประกอบด้วย ชนิดของสารละลายด่าง[โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) และโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH)] ความเข้มข้นของสารละลายด่าง (1, 2, 3 และ 4 โมลาร์) และอุณหภูมิ (70, 80 และ 90 องศาเซลเซียส) ที่ใช้ในการสกัดซิลิกาจากหินแร่ภูเขาไฟ และ 2) ศึกษาความสามารถของซิลิกาเจลจากหินแร่ภูเขาไฟในการกำจัดตะกั่ว (Pb2+) ในน้ำเสียสังเคราะห์ โดยปัจจัยที่ศึกษาคือ ระยะเวลาในการสัมผัส(30, 45 และ 60 นาที) จากผลการทดลองและการวิเคราะห์ทางสถิติ แสดงให้เห็นว่า สภาวะที่เหมาะสมที่สุดในการสกัดซิลิกาจากหินแร่ภูเขาไฟคือ ทำการสกัดด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ ความเข้มข้น 4 โมลาร์ ที่อุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 3 ชั่วโมง ทั้งนี้ เนื่องจากที่สภาวะนี้สามารถสกัดซิลิกาออกจากหินแร่ภูเขาไฟได้มากที่สุด นอกจากนี้ ความเข้มข้นของซิลิกาที่สกัดได้จากสภาวะนี้ ยังแตกต่างจากที่สภาวะอื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญยิ่ง (p<0.01) โดยร้อยละผลผลิตของซิลิกาเจลเท่ากับ40.25 จากรูปแบบการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์บ่งชี้ว่า ซิลิกาเจลที่ผลิตขึ้นจากหินแร่ภูเขาไฟเป็นซิลิกาอสัณฐาน สำหรับผลการศึกษาความสามารถในการกำจัดตะกั่ว (Pb2+) ของซิลิกาเจลจากหินแร่ภูเขาไฟ พบว่า ซิลิกาเจลจากหินแร่ภูเขาไฟสามารถกำจัดตะกั่ว (Pb2+) ในน้ำเสียสังเคราะห์ได้มากถึงร้อยละ 89.52–92.67 โดยเมื่อระยะเวลาในการสัมผัสเพิ่มขึ้น ความสามารถในการกำจัดโลหะหนักจะเพิ่มขึ้น ซึ่งที่ระยะเวลาสัมผัส 60 นาที สามารถกำจัดตะกั่วในน้ำเสียสังเคราะห์ได้ร้อยละ 92.67
Article Details
บทความที่ลงตีพิมพ์เป็นข้อคิดเห็นของผู้เขียนเท่านั้น
ผู้เขียนจะต้องเป็นผู้รับผิดชอบต่อผลทางกฎหมายใดๆ ที่อาจเกิดขึ้นจากบทความนั้น
References
[2] P. Yusmaniar, A. Purwanto, E. A. Putri, and D. Rosyidah, “Adsorption of Pb(II) using silica gel composite from rice husk ash modified 3- aminopropyltriethoxysilane (APTES)-activated carbon from coconut shell,” in Proceedings AIP, 2017, pp. 020034-1–020034-7.
[3] M. Amrollahi, M. T. Ghaneian, M. Tabatabaee, and M. H. Ehrampous, “Highly efficient adsorbent from removal heavy metal ions modified by a novel Schiff base ligand,” Journal of Nanosturctures, vol. 8, no. 4, pp. 374–382, 2018.
[4] R. Kumar, T. N. Abraham, and S. K. Jain, “The removal of cadmium ions from aqueous solutions using silica support immobilized with 2- hydroxyacetophenone-3-thiosemicarbazone,” in Proceedings 2nd International Conference on Environmental Science and Development, 2011, pp. 48–52.
[5] L. Sartore and K. Dey, “Preparation and heavy metal ions chelating properties of multifunctional polymer-grafted silica hybrid materials,” Advance in Materials Science and Engineering, vol. 2019, pp. 1–11, 2019.
[6] L. B. Khalil, A. A. Attia, and Th. El. Nabarawy, “Modified silica for the extraction of cadmium(II), copper(II) and zinc(II) ions from their aqueous solutions,” Adsorption Science & Technology, vol. 19, no. 7, pp. 511–523, 2001.
[7] P. Tzvetkova and R. Nickolov, “Modified and unmodified silica gel used for heavy metal ions removal from aqueous solutions,” Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, vol. 47, no. 5, pp. 498–504, 2012.
[8] S. S. Mohanty, N. Dash, S. P. Nanda, and R. K. Dey, “Synthesis, characterization and removal of heavy metal ions from water bodies using novel hybrid materials bases on silica,” ISOR Journal of Applied Chemistry, vol. 9, no. 10, pp. 2278–5736, 2016.
[9] K. G. Patel, N. M. Misra, and R. R. Shettigar, “Preparation and characterization of silica gel from wheat straw,” International Journal of Chemical Engineering and Application, vol. 7, no. 5, pp. 344–347, 2016.
[10] P. S. Utama, R. Yamsaengsung, and C. Sangwichien, “Silica gel derived from plam oil mill fly ash,” Songklanakarin Journal of Science and Technology, vol. 4, no. 1, pp. 121–126, 2018.
[11] P. Suansomboon, M. Bunrak, and W. Jungtanasombut, “Production and characterization of silica gel from hydrochloric acid treated sugarcane bagasse,” Thai Science and Technology Journal, vol. 27, no. 2, pp. 226–237, 2019 (in Thai).
[12] F. Ghorbani, A. M. Sanati, and M. Maleki, “Production of silica nanoparticles from rice husk as agricultural waste by environmental friendly technique,” Environmental Studies of Persian Gulf, vol. 2, no. 1, pp. 56–65, 2015.
[13] R. S. Kumar, M. Vinjamur, and M. Mukhopadhyay, “A simple process to prepare silica aerogel microparticles from rice husk ash,” International Journal of Chemical Engineering and Applications, vol. 4, no.5, pp. 321–325, 2013.
[14] H. Mokhtar and R. M. Tajuddin, “The effect of nanosilica extracted from sugarcane bagasse on formulation of flat sheet nanofiltration membrane,” International Journal of Chemical Engineering and Application, vol. 7, no. 5, pp. 323–326, 2016.
[15] V. Hariharan and G. Sivakumar, “Studies on synthesized nanosilica obtained from bagasse ash,” International Journal of ChemTech Research, vol. 5, no. 3, pp. 1263–1266, 2013.
[16] E. A., Okoronkwo, P. E. Imoisili, and S. O. O. Olusunle, “Extraction and characterization of amorphous silica from corn cob ash by sol-gel method,” Chemistry and Material Research, vol. 3, no.4, pp. 68–72, 2013.
[17] P. S. Utama, R. Yamsaengsung, and C. Sangwichien, “Production and characterization of precipitated silica from plam oil mill fly ash using CO2 impragnation and mechanical fragmentation,” Brazillian Journal of Chemical Engineering, vol. 36, no. 1, pp. 531–530, 2019.
[18] Department of Mineral Resources, Ministry of Natural Resources and Environment. District classification for geological management and mineral resources Kanchanaburi province. Bangkok: Advanced Vision Service Company Limited Press, 2008 (in Thai).
[19] T. Phungrassami, W. Pisitro, S. Atipan, and P. Limaunsanno. Academic report. Mineralogy book series 3, mineral feldspar. Songkla: Office Of Scientific Instrument and Testing, Prince of Songkla University Press, 2015 (in Thai).
[20] A. Mourhly, M. Khachani, A. El. Hamidi, M. Kacimi, M. Halim, and S. Arsalane, “The synthesis and characterization of low-cost mesoporous silica SiO2 from local pumice rock,” Nanomaterials and Nanotechnology, vol. 5, no. 35, pp. 1–7, 2015.
[21] W. A. A. Sudjarwo and M. M. F. Bee, “Synthesis of silica gel from waste glass bottles and its application for the reduction of free fatty acid (FFA) on waste cooking oil,” in Proceedings AIP, 2017, pp. 020019-1–020019-6.
[22] Standard test method for silica in water, ASTM D859-00, 2000.
[23] S. T. Bashir, L. Yang, J. J. Liggat, and J. L. Thomason, “Kinetics of dissolution of glass fiber in hot alkaline solution,” Journal of Materials Science, vol. 53, pp. 1710–1722, 2018.
[24] I. U. Haq, K. Akhtar, and A. Malik, “Effect of experimental variables on the extraction of silica from the rice husk ash,” Journal of the Chemical Society of Pakistan, vol. 36, no. 3, pp. 382–387, 2014.
[25] N. U. Amin, S. Khattak, S. Noor, and I. Ferroze, “Synthesis and characterization of silica from botoom ash of sugar industry,” Journal of Cleaner Production, vol. 117, pp. 207–211, 2016.
[26] P. Pengthamkeerati, T. Satapanajaru, N. Sananwai, A. Boonrite, and P. Welutung, “Extracting silica from biomass fly ash by using alkaline hydrothermal treatment and silica precipitation by using organic acids,” The Journal of KMUTNB, vol. 28, no. 1, pp. 175–182, 2018 (in Thai).
[27] J. R. Dodson, “Wheat straw ash and its use as a silica source,” Ph.D. dissertation, Department of Chemistry, University of York, 2011.
[28] A. El. S. Manaa, “Extraction of highly pure silica from local rice straw and activation of the left carbon for chromium (VI) adsorption,” Chemical Technology An Indian Journal, vol. 10, no. 6, pp. 242–251, 2015.
[29] L. Simatupang, R. Siburian, P. Sitanggang, M. Doloksaribu, M. Situmorang, and H. Marpaung, “Synthesis and application of silica gel base on Mount Sinabung’s fly ash for Cd(II) removal with fixed bed column,” Rasayan Journal of Chemistry, vol. 11, no. 2, pp. 819–827, 2018.
[30] P. Worathanakul, “Sol-Gel technology: Synthesis of silica from sugarcane bagasse,” Technology Promotion and Innomag Magazine, vol. 36, no. 209, pp. 39–41, 2010 (in Thai).
[31] K. Sawaspath, “Effect of nanosilica and calcium carbonate activation using microwave on properties of dicalcium silicate,” M.S. thesis, School of Energy, Environment and Materials, King Mongkut’s University of Technology Thonburi, 2015 (in Thai).
[32] A. Said, M. P. Hakim, and Y. Rohyami, “The effect of contact time and pH on methylene blue removal by volcanic ash,” in Proceedings ICCBES’14, 2014, pp. 11–13.
[33] Rahmi, and Lelifajri, “Influence of heat treatment on eggshell particles as low cost adsorbent for methylene blue removal from aqueous solution,” Rasayan Journal of Chemistry, vol. 10, no. 2, pp. 634–642, 2017.
[34] A. A. Alghamdi, A. B. A. Odayni, W. S. Saeed, A. A. Kahtani, F. A. Alharthi, and T. Aouak, “Efficient adsorption of lead (II) from aqueous phase solutions using polypyrrole-based activated carbon,” Materials, vol. 12, no. 12, pp. 1–16, 2019.