การรีดิวซ์โครเมียม (VI) ในน้ำผ่านปฏิกิริยาเร่งด้วยแสงโดยใช้ซิลเวอร์โด๊ปซิงค์ออกไซด์ภายใต้แสงยูวี

Abstract

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการรีดิวซ์โครเมียมวาเลนท์ซีหกในสารละลายน้ำด้วยซิลเวอร์โด๊ปซิงค์ออกไซด์ภายใต้สภาวะแสงยูวี โดยซิลเวอร์โด๊ปซิงค์ออกไซด์สังเคราะห์ด้วยวิธีโฟโตดิโพซิชันโดยปรับเปลี่ยนอัตราส่วนโดยโมลของซิลเวอร์ที่โด๊ป บนซิงออกไซด์ ได้ศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพการรีดิวซ์โครเมียมวาเลนท์ซีหก ได้แก่ ค่าความเป็นกรด ด่าง อัตราส่วนโดยโมลของซิลเวอร์ที่โด๊ปบนซิงค์ออกไซด์ ความเข้มข้นเริ่มต้นของสารละลายโครเมียมวาเลนท์ซีหก (K₂Cr₂O₇) รวมถึงชนิดและปริมาณของสารเอื้อให้เกิดปฏิกิริยา ณ สภาวะแวดล้อม ผลการทดลองพบว่า ที่สภาวะความเป็นกรด pH 3 ความเข้มข้นเริ่มต้นของสารละลาย K₂Cr₂O₇ 300 ppm การโด๊ปซิลเวอร์บนซิงค์ออกไซด์ ที่อัตราส่วนโดยโมล1.5:1และการเติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ 1%V ให้ประสิทธิภาพการรีดิวซ์สูงสุดถึง 96% เทียบกับซิงค์ออกไซด์ที่ไม่ได้โด๊ปซิลเวอร์ซึ่งให้ประสิทธิภาพการรีดิวซ์ 69% การศึกษาจลนพลศาสตร์พบว่า การรีดิวซ์โครเมียมวาเลนท์ซีหกด้วยซิงค์ออกไซด์และซิลเวอร์โด๊ปซิงค์ออกไซด์เป็นไปตามความสัมพันธ์ของปฏิกิริยาอันดับหนึ่ง อย่างไรก็ตาม การโด๊ปซิลเวอร์และการเติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์จะเพิ่มอัตราการรีดิวซ์เริ่มต้นแต่มีผลเล็กน้อยต่ออัตราการรีดิวซ์รวม

คำสำคัญ:ปฏิกิริยารีดักชันชนิดเร่งด้วยแสง, โครเมียมวาเลนท์ซีหก, ซิลเวอร์โด๊ปซิงค์ออกไซด์, จลนพลศาสตร์

Abstract

Photocatalytic removal of Cr(VI) from aqueous solution using synthesized Ag doped ZnO(Ag/ZnO) under ultraviolet (UV) light irradiation was studied in this work. Firstly, Ag/ZnO at various mole ratio of Ag was synthesized by the photodeposition method. Then removal efficiency of Cr(VI) by the photocatalysts was investigated with variation of the solution pH, Ag/ZnO dosage, initial Cr(VI) concentration (K₂Cr₂O₇) and types and loading of sacrificial reagents at ambient temperature. Maximum removal of Cr(VI) was observed at pH 3, 300 ppm initial concentration of K₂Cr₂O₇, 1.5:1 mole ratio Ag dope ZnO and addition of H₂O₂ 1%V as sacrificial reagent can reach up to 96% in comparison to the undoped ZnO (69%). Based on the kinetic study, it was found that photocatalytic reduction of both ZnO and Ag/ZnO is followed the first-order kinetic reaction. However, doping of Ag as well as H₂O₂ addition can enhance initial rate but less effect in overall rate regarded to none-added system.

Keywords: Photocatalytic reduction, Chromium (VI), Silver doped Zinc oxide, Kinetics.