การเพิ่มศักยภาพของถ่านกัมมันต์จากต้นกระถินยักษ์ ด้วยเทคนิคไฮโดรเทอร์มอลคาร์บอไนเซชัน เพื่อใช้ในการดูดซับสีย้อมผ้าในน้ำเสีย
DOI:
https://doi.org/10.14456/lsej.2025.17คำสำคัญ:
ไฮโดรชาร์ , ถ่านกัมมันต์ , ไฮโดรเทอร์มอลคาร์บอไนเซชัน , การดูดซับบทคัดย่อ
กระบวนการผลิตผ้าบาติกมักมีการสูญเสียของสีย้อมบางส่วน ส่งผลให้เกิดน้ำเสียที่ปนเปื้อน
สีย้อมถูกปล่อยลงสู่สิ่งแวดล้อม ซึ่งส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศ ถ่านกัมมันต์เป็นวัสดุดูดซับที่มีต้นทุนต่ำ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และสามารถใช้แก้ปัญหาดังกล่าวได้ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตไฮโดรชาร์ด้วยกระบวนการไฮโดรเทอร์มอลคาร์บอไนเซชัน (HTC) ที่อุณหภูมิ
200–260 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 30–120 นาที และศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการดูดซับสีย้อม
จากน้ำเสียโดยใช้ถ่านกัมมันต์จากไฮโดรชาร์ ผลการศึกษาพบว่า การผลิตถ่านกัมมันต์ที่อุณหภูมิ
220 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 120 นาที ให้ค่าดัชนีไอโอดีนสูงสุด (1,383.6 ± 25.9 มิลลิกรัม/กรัม) และพื้นที่ผิวจำเพาะสูงสุด (1,555.5 ตารางเมตร/กรัม) การวิเคราะห์ด้วย SEM และ BET แสดงให้เห็นโครงสร้างที่เหมาะสมต่อการดูดซับ ถ่านกัมมันต์มีประสิทธิภาพการดูดซับสูงสุดเมื่อสารละลายสีย้อมมี pH 3 และที่ความเข้มข้นสีย้อมเริ่มต้นมากกว่า 300 มิลลิกรัม/ลิตร แนวโน้มการดูดซับสีเริ่มลดลงการดูดซับเข้าสู่สมดุลในเวลา 90 นาที กลไกการดูดซับเป็นไปตามแบบจำลองจลนศาสตร์อันดับหนึ่งเทียมและไอโซเทอมแบบแลงเมียร์ แสดงถึงการดูดซับทางกายภาพแบบชั้นเดียว โดยมีค่าความสามารถในการดูดซับสูงสุด 116.3 มิลลิกรัม/กรัม การใช้เทคนิค HTC ควรทำที่อุณหภูมิไม่เกิน 220 องศาเซลเซียสที่ระยะเวลา 120 นาที เพื่อประโยชน์ด้านผลผลิตและเพื่อลดความเสียหายของโครงสร้างรูพรุน งานวิจัยนี้แสดงถึงแนวทางการเพิ่มมูลค่าวัสดุเหลือใช้ในท้องถิ่นเพื่อการจัดการสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน
เอกสารอ้างอิง
Al-mahmodi AF, Atta M R, Munsamy Y, Al-dhawi B N S. Adsorption of reactive black 5 dye using eggshell waste supported by Fe2O3: An equilibrium isotherms study. Chemical Thermodynamics and Thermal Analysis 2025; 18: 100174. DOI: 10.1016/j.ctta.2025.100174.
Bello OS, Adegoke KA, Fagbenro SO, Lameed OS. Functionalized coconut husks for rhodamine-B dye sequestration. Water Research 2019;35(17):4159-4165.
Bhaumik M, McCrindle RI, Maity A, Agarwal S, Gupta V K. Polyaniline nanofibers as highly effective re-usable adsorbent for removal of reactive black 5 from aqueous solutions. Journal of Colloid and Interface Science 2016;466:442-451. DOI: 10.1016/j.jcis.2015.12.056.
Fakkaew K, Koottatep T, Polprasert C. Effects of hydrolysis and carbonization reactions on hydrochar production. Bioresource Technology 2015;192:328-334. DOI: 10.1016/j.biortech.2015.05.091.
Forgacs E, Cserháti T, Oros G. Removal of synthetic dyes from wastewaters: a review. Environment International 2004;30(7):953-971. Doi: 10.1016/j.envint.2004.02.001
Freundlich HMF. Over the adsorption in solution. The Journal of Physical Chemistry 1906;57:385-471.
Gerçel Ö, Özcan A, Özcan AS, Gercel HF. Preparation of activated carbon from a renewable bio-plant of Euphorbia rigida by H2SO4 activation and its adsorption behavior in aqueous solutions. Applied Surface Science 2007;253:4843-4852.
Ho YS, McKay G. Pseudo-second order model for sorption processes. Process Biochemistry 1999;34(5):451-465. Doi: 10.1016/S0032-9592(98)00112-5.
Jaturapiree A, Pathomnithipinyo T, Chaichana E, Saowapark T. The adsorption of methylene blue dye on activated carbon prepared from molasses by using chemical and microwave activation. RMUTP Research Journal 2021;15(1):167-178.
Kasikampaiboon P. A study for optimum conditions of reactive dyes removal from batik dyeing wastewater by fenton’s reagent. Master of Engineering (Environmental Engineering), Faculty of Engineering, Chiang Mai University; 2000.
Katheresan V, Kansedo J, Lau SY. Efficiency of various recent wastewater dye removal methods: A review. Journal of Environmental Chemical Engineering 2018;6(4):4676-4697. Doi: 10.1016/j.jece.2018.06.060
Kumar U, Vibhute B, Parikh S. Experimental study of adsorption efficiency of methylene blue dye by using bananaleaf biochar as an adsorbent. Journal of Physics: Conference Series 2021; 012003.
Lagergren S. Zur theorie der sogenannten adsorption gelöster stoffe. Kungliga Svenska Vetenskapsakademiens Handlingar 1898;24(4):1-39.
Langmuir I. The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica and platinium. Journal of the American Chemical Society 1918;40:1361-1403. Doi:10.1021/ja02242a004.
Libra JA, Ro KS, Kammann C, Funke A, Berge ND, Neubauer Y, Titirici MM, Fühner C, Bens O, Kern J, Emmerich KH. Hydrothermal carbonization of biomass residuals: A comparative review of the chemistry, processes and applications. Biofuels 2011;2(1):71-106. Doi: 10.4155/bfs.10.81.
Lorprakansit P. Giant Leucaena: The Forest-Destroying Invader. Seub Nakhasathien Foundation. Available at: https://www.seub.or.th/bloging/knowledge/leucaena-leucocephala/. Accesses April 26, 2024.
Mani S, Chowdhary P, Bharagava RN. Textile Wastewater Dyes: Toxicity profile and treatment approaches. In Bharagava R, Chowdhary P. (Eds) Emerging and eco-friendly approaches for waste management. Singapore: Springer Publication; 2019: DOI: 10.1007/978-981-10-8669-4_11.
Nazri WM, Jamaludin K, Rudaini MN, Rahim S, Yuziah MN. Effects of chemical components on properties of oriented strand board from Leucaena leucocephala wood. Journal of Tropical Forest Science 2009; 21(4):353-360.
Njewa E D, Mlay H A, Mrema JA. Effect of phosphoric acid concentration and impregnation ratio on the properties of activated carbon derived from rice husk and potato peel wastes. Environmental Challenges 2022;8:100541. Doi: 10.1016/j.envc.2022.100541.
Noomuen P. Adsorption of color in wastewater from batik processes using ground brick. Master of Science in Technology and Environmental Management, Faculty of Technology and Environment, Prince of Songkla University; 2014.
Parshetti GK, Chowdhury S, Balasubramanian R. Hydrothermal conversion of biomass waste to activated carbon with high porosity: A review. Chemical Engineering Journal 2015;283:789-805.
Robinson T, McMullan G, Marchant R, Nigam P. Remediation of dyes in textile effluent: a critical review on current treatment technologies with a proposed alternative. Bioresource Technology 2001; 77(3):247-255. Doi: 10.1016/S0960-8524(00)00080-8.
Sarvestani MRJ, Doroudi Z. Removal of Reactive Black 5 from waste waters by adsorption: A Comprehensive Review. Journal of Water and Environmental Nanotechnology 2020;5(2):180–190.
DOI: 10.22090/jwent.2020.02.008.
Thai Industrial Standards Institute. Thai industrial standard: TIS 900-2547 Activated Carbon. Ministry of Industry; 2004.
Tizo MS, Blanco LAV, Cagas ACQ, Dela Cruz BRB, Encoy JC, Gunting JV, Arazo RO, Mabayo VIF. Efficiency of calcium carbonate from eggshells as an adsorbent for cadmium removal in aqueous solution. Sustainable Environment Research 2018;28(6):326-332. DOI: 10.1016/j.serj.2018.09.002.
Tran HN, Trung NPT, Lima EC, Bollinger JC, Dat NDD, Chao HP, Juang RS. Revisting the calculation of thermodynamic parameters of adsorption processes from the modified equilibrium constant of the Redlich-Peterson model. Journal of Chemical Technology & Biotechnology 2022;98(2):462-472.
Wakkel M, Khiari B, Zagrouba F. Textile wastewater treatment by agro-industrial waste: Equilibrium modelling, thermodynamics and mass transfer mechanisms of cationic dyes adsorption onto low-cost lignocellulosic adsorbent. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers 2019;96:439-452.
Wan Ibrahim WMH, Mohamad Amini MH, Sulaiman NS, Wan Abdul Kadir WR. Evaluation of alkaline-based activated carbon Leucaena Leucocephala produced at different activation temperatures for cadmium adsorption. Applied Water Science 2021;11(1):1-13. DOI: s13201-020-01330-z.
Wielewski LP, Zuccolotto T, Soares M, Prola LDT, Liz MV de. Degradation of the Textile Dye Reactive Black
by Basidiomycetes. Revista Ambiente & Água 2020;15:e2464. DOI: 10.4136/ambi-agua. 2464.
Xing X, Jiang W, Li S, Zhang X, Wang W. Preparation and analysis of straw activated carbon synergetic catalyzed by ZnCl2-H3PO4 through hydrothermal carbonization combined with ultrasonic assisted immersion pyrolysis. Waste Management 2019;89:64-72. DOI: 10.1016/j.wasman.2019.04.002.
Zhao X, Guo Y, Chen F, Zhang H. Preparation of high surface area activated carbon from sunflower straw using H3PO4 activation: Effect of impregnation ratio. Biomass Conversion and Biorefinery 2023;13: 4567-4579. Doi:10.1007/s13399-021-01838-1
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2025 Life Sciences and Environment Journal
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Each article is copyrighted © by its author(s) and is published under license from the author(s).
0-5526-7000 Ext. 7230
