การสังเคราะห์ตัวเร่งชนิดใหม่ K-OMS-2 ใช้ในกระบวนการเสมือนเฟนตัน ในการย่อยสลายสีแดง เบอร์ 120
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
วัตถุประสงค์ของงานวิจัยเพื่อสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาแมงกานีสออกไซด์ออกตระ
ฮีดรอลโมเลกุลาร์ซีฟ (Manganese-based octahedral molecular sieves, OMS-2)
โดยวิธีไฮโดรเทอร์มอลโดยไม่ผ่านการแคลไซน์ และทดสอบการย่อยสีแดง เบอร์ 120 ร่วมกับ เปอร์ออกซีโมโนซัลเฟต (Peroxymonosulfate, PMS) ด้วยปฏิกิริยาเสมือนเฟนตัน การศึกษาประสิทธิภาพการย่อยสลายสีแดง เบอร์ 120 ที่ความเข็มข้น 50 มิลลิกรัมต่อลิตร และศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา K-OMS-2 ได้แก่ ค่าพีเอชเริ่มต้น ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยา และความเข้มข้นเริ่มต้นของเปอร์ออกซีโมโนซัลเฟตโดยออกแบบการทดลองแบบบ็อกซ์-เบห์นกิ้น (Box-behnken design, BBD) ผลการทดลองพบว่าโครงสร้างของตัวเร่งปฏิกิริยามีลักษณะเป็นผลึกที่สามารถยืนยันได้ว่าเป็น K-OMS-2 มีพื้นที่ผิวจำเพาะของตัวเร่งปฏิกิริยามีค่าเท่ากับ 70.35 ตารางเมตรต่อกรัม (m2/g) ลักษณะสัณฐานวิทยาของตัวเร่งปฏิกิริยา พบว่ามีการรวมตัวกันของอนุภาคที่มีลักษณะเป็นทรงกลมรีคล้ายรูปไข่มีขนาดประมาณ 1 ไมโครเมตร สถานะออกซิเดชันของตัวเร่งปฏิกิริยาคือ Mn3+ และ Mn4+ ที่มีอัตราส่วนมวลเท่ากับ 0.28 ผลการศึกษาประสิทธิภาพการย่อยสลายสีแดง เบอร์ 120 พบว่าปัจจัยทั้งสามมีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพ และสภาวะที่เหมาะสมในการทำปฏิกิริยาคือ พีเอช 6.67 ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยา 1.78 กรัมต่อลิตร และความเข้มข้นเริ่มต้นของเปอร์ออกซีโมโนซัลเฟต 4.53 มิลลิโมลาร์ (mM) ที่เวลาการทำปฏิกิริยา 2 นาที พบว่าสามารถย่อยสลายสีแดง เบอร์ 120 ประมาณ 98 เปอร์เซ็นต์ ผลงานวิจัยนี้สามารถสรุปได้ว่าตัวเร่งปฏิกิริยา K-OMS-2 สามารถทำปฏิกิริยาเสมือนเฟนตันได้ในสภาวะพีเอชที่เป็นกลาง
Article Details
References
Doumic, L. I., Haure, P. M., Cassanello, M. C., & Ayude, M. A. (2013). Mineralization and efficiency in the homogeneous Fenton Orange G oxidation. Appl. Catal. B Environ., 142–143, 214–221.
Gomathi, D. L., Girish, K. S., Mohan, R. K., & Munikrishnappa, C. (2009). Photo degradation of Methyl Orange an azo dye by Advanced Fenton Process using zero valent metallic iron. J. Hazard. Mater., 164(2–3), 459–467.
Kant, R. (2012). Textile dyeing industry an environmental hazard. Nat. Sci., 4(1), 22–26.
Kondru, A. K., Kumar, P., & Chand, S. (2009). Catalytic wet peroxide oxidation of azo dye (Congo red) using modified Y zeolite as catalyst. J. Hazard. Mater., 166(1), 342–347.
Kumari, S., Mankotia, D., & Chauhan, G. S. (2016). Crosslinked cellulose dialdehyde for Congo red removal from its aqueous solutions. J. Environ. Chem. Eng., 4(1), 1126–1136.
Li, J., Xu, M., Yao, G., & Lai, B. (2018). Enhancement of the degradation of atrazine through CoFe2O4 activated peroxymonosulfate (PMS) process: kinetic, degradation intermediates, and toxicity evaluation. Chem. Eng J., 348, 1012-1024.
Luo, S., Duan, L., Sun, B., We,i M., Li, X., & Xu, A. (2015). Manganese oxide octahedral molecular sieve (OMS-2) as an effective catalyst for degradation of organic dyes in aqueous solutions in the presence of peroxymonosulfate. Appl. Catal. B Environ., 164, 92–99.
Phanthasri, J., Khamdahsag, P., Jutaporn, P., Sorachoti, K., Wantala, K., & Tanboonchuy, V. (2018). Enhancement of arsenite removal using manganese oxide coupled with iron (III) trimesic. Appl. Surf. Sci., 427, 545-552.
Saputra, E., Muhammad, S., Sun, H., Patel, A., Shukla, P., Zhu, Z.H., & Wang S. (2012). α -MnO2 activation of peroxymonosulfate for catalytic phenol degradation in aqueous solutions. CATCOM, 26, 144–148.
Tehrani-Bagha, A. R., Gharagozlou, M., & Emami, F. (2016). Catalytic wet peroxide oxidation of a reactive dye by magnetic copper ferrite nanoparticles. J. Environ. Chem. Eng., 4(2), 1530–1536.
Ye, P., Zou, Q., An, L., Wei, Y., Xu, A., & Li, X. (2019). Room-temperature synthesis of OMS-2 hybrids as highly efficient catalysts for pollutant degradation via peroxymonosulfate activation. J. Colloid Interface Sci., 535, 481-490.
Yodsa-nga, A., Millanar, J. M., Neramittagapong, A., Khemthong, P., & Wantala, K. (2015). Effect of manganese oxidative species in as-synthesized K-OMS 2 on the oxidation of benzene. Surf. Coat Tech., 271, 217-224.
Youssef, N. A., Shaban, S. A., Ibrahim, F. A., & Mahmoud, A. S. (2016). Degradation of methyl orange using Fenton catalytic reaction. Egypt. J. Pet., 25(3), 317–321.