การสลายสีย้อม Patent Blue V ด้วยการเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงของตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็ก บนไททาเนียมไดออกไซด์

บทคัดย่อ

น้ำทิ้งจากอุตสาหกรรมอาหารที่ปนเปื้อนสี Patent Blue V จำเป็นต้องได้รับการบำบัดก่อนปล่อยลงสู่สิ่งแวดล้อม เนื่องจากอาจก่อให้เกิดอันตรายต่อสภาพแวดล้อมและสิ่งมีชีวิต งานวิจัยนี้ศึกษาการกำจัดสี Patent Blue V ด้วยการเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง (photocatalytic reaction) โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็กที่เตรียมด้วยวิธีอิมเพรกเนชันแบบแห้งในรูปแบบต่าง ๆ บนไททาเนียมไดออกไซด์ การทดสอบแสดงให้เห็นว่ามีการดูดซับสีด้วยแรงดึงดูดเชิงไฟฟ้าสถิตของ TiO₂ เพียงร้อยละ 10 ของความเข้มข้นเริ่มต้น ในการทดสอบการย่อยสลายสีด้วยการเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง 4 ตัวอย่าง ได้แก่ 4%Fe(OH)₃/TiO₂, 4%Fe₂O₃/TiO₂, 4%Fe/TiO₂ และ TiO₂ ตัวเร่งปฏิกิริยาทุกตัวจะถูกกระตุ้นด้วยแสงยูวี 2 ชั่วโมงก่อนทดสอบการย่อยสลายสี และสภาวะที่ใช้ในการทดสอบคือ ที่ความเข้มข้นสี 1.201×10^-5 โมลต่อลิตร ค่าความเป็นกรด-ด่าง 4.40 อุณหภูมิที่ใช้ในการทดสอบ 25 องศาเซลเซียส และใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา 3 กรัมต่อลิตร ผลการทดลองพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา 4%Fe(OH)₃/TiO₂ มีประสิทธิภาพสูงสุดในการกำจัดสี โดยสามารถกำจัดสีได้ร้อยละ 75 ของความเข้มข้นเริ่มต้นในเวลา 10 นาที การวิเคราะห์จลนศาสตร์ปฏิกิริยาแสดงให้เห็นว่า ความเข้มข้นของสีส่งผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา ซึ่งเมื่อวิเคราะห์ rate law ด้วยวิธีอัตราเร็วเริ่มต้น พบว่าได้กราฟเป็นเส้นตรงที่มีค่าอันดับปฏิกิริยาเท่ากับ 1.0 และค่าคงที่ปฏิกิริยา 0.0473 นาที^-1