การเตรียมถ่านกัมมันต์จากของเสียประเภทโฟมพอลิยูรีเทนโดยการกระตุ้น ทางเคมีด้วยโพแทสเซียมคาร์บอเนต สำหรับการดูดซับสีย้อม

Abstract

งานวิจัยนี้ได้เตรียมถ่านกัมมันต์จากของเสียประเภทโฟมพอลิยูรีเทนโดยการกระตุ้นทางเคมีด้วยโพแทสเซียมคาร์บอเนต สำหรับการดูดซับสีย้อม วิเคราะห์ปริมาณความชื้น สารระเหย เถ้า และคาร์บอนคงตัว ในวัตถุดิบโฟมพอลิยูรีเทนด้วยเทคนิคการวิเคราะห์โดยประมาณ (proximate analysis) และศึกษาพฤติกรรมการสลายตัวทางความร้อนของโฟมพอลิยูรีเทนในสารกระตุ้นโพแทสเซียมคาร์บอเนตด้วยเทคนิค TGA และศึกษาสภาวะการกระตุ้นที่อัตราส่วนระหว่างสารกระตุ้นต่อวัตถุดิบ (impregnation ratio) เท่ากับ 1.0, 1.5 และ 2.0 อุณหภูมิในการกระตุ้นในช่วง 700-1,000 องศาเซลเซียส วิเคราะห์พื้นที่ผิวจำเพาะของถ่านกัมมันต์ที่เตรียมได้ด้วยเทคนิคการดูดซับและคายซับก๊าซไนโตรเจน (N₂ adsorption-desorption) และถ่ายภาพโครงสร้างรูพรุนด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด นอกจากนั้น ทดสอบการดูดซับสีย้อมและศึกษาจลน์ศาสตร์ของการดูดซับสีย้อมด้วยแบบจำลองจลน์ศาสตร์อันดับหนึ่งเทียมและอันดับสองเทียม ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่า สภาวะการเตรียมถ่านกัมมันต์ด้วยอัตราส่วน 1.0 ที่อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียส ให้ถ่านกัมมันต์ที่มีพื้นที่ผิวเท่ากับ 1,089 ตารางเมตรต่อกรัมและความสามารถในการดูดซับสีย้อมเป็น 500 มิลลิกรัมต่อกรัม นอกจากนั้น พบว่าแบบจำลองจลน์ศาสตร์อันดับสองเทียมสามารถใช้อธิบายจลน์ศาสตร์ของการดูดซับสีย้อมด้วยถ่านกัมมันต์จากโฟมพอลิยูรีเทนได้ดีกว่าโดยมีค่า R² เท่ากับ 0.99

Preparation of polyurethane foam based-activated carbons by k₂co₃ chemical activation for dye adsorption

Polyurethane based - activated carbons were prepared by the chemical activation using K₂CO₃ as chemical agent for dye adsorption. Proximate analysis was conducted to determine the amount of moisture, volatile matter, ash and fixed carbon in raw material. The thermal behavior of K₂CO₃ impregnated polyurethane foam was determined by thermogravimetric analysis (TGA). The impregnation ratios of K₂CO₃ activation were at 1.0, 1.5 and 2.0 and activation temperature in the range of 700-1,000 ^oC were employed for preparing the adsorbents. The polyurethane foam basedactivated carbons were then characterized by the N₂ adsorption-desorption and the scanning electron microscope (SEM). The adsorption capacities were also investigated. Moreover, the adsorption kinetic was studied by using pseudo-first order and pseudo-second order kinetic models. The results showed that the preparing condition using impregnation ratio of 1.0 and activation temperature of 800 ^oC yielded the activated carbon with the highest surface area of 1,089 m²/g and the dye adsorption capacities of 500 mg/g. In adsorption kinetic, it was observed that the experimental data were well explained by the pseudo-second order model with R² of 0.99.