การประยุกต์ใช้เซลลูโลสฟอสเฟตจากชานอ้อยสำหรับการดูดซับเหล็ก
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ชานอ้อยเป็นของเสียได้จากกระบวนการผลิตน้ำตาล ชานอ้อยบางส่วนใช้เป็นอาหารสัตว์ ส่วนใหญ่ใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวมวล นอกจากนี้ชานอ้อยยังเป็นแหล่งของเซลลูโลสตามธรรมชาติซึ่งสามารถเปลี่ยนเป็นเซลลูโลสฟอสเฟตที่มีความสามารถในการดูดซับไอออนได้ ดังนั้นงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ในการสังเคราะห์เซลลูโลสฟอสเฟตจากชานอ้อย เพื่อใช้เป็นวัสดุดูดซับไอออนเหล็กที่มีประสิทธิภาพสูง ขั้นตอนแรกทำการสกัดเซลลูโลสจากชานอ้อย สังเคราะห์เซลลูโลสฟอสเฟตโดยปฏิกิริยาฟอสโฟรีเลชันที่อุณหภูมิที่แตกต่างกัน (100, 120, 150 และ 180 องศาเซลเซียส) ผลการทดลองพบว่าสามารถเตรียมเซลลูโลสได้ร้อยละ 38.28 โดยน้ำหนัก การใช้อุณหภูมิ 180 องศาเซลเซียส ในขั้นตอนการสังเคราะห์ ได้ปริมาณฟอสเฟตมากที่สุดร้อยละ 7.67 โดยน้ำหนักของเซลลูโลสฟอสเฟต วิเคราะห์หมู่ฟังก์ชันของเซลลูโลสฟอสเฟตด้วยเทคนิค Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy ผลปรากฏว่าการดูดกลืนรังสีอินฟาเรดที่เลขคลื่น 900-1000 ต่อเซนติเมตร และ 810 ต่อเซนติเมตร สอดคล้องกับการสั่นของพันธะ P-OH และพันธะ P-O-C ตามลำดับ ศึกษาสัณฐานวิทยาของสารตัวอย่างด้วยเทคนิค Scanning Electron Microscope พบว่าเมื่ออุณหภูมิในการสังเคราะห์สูงขึ้นส่งผลให้พื้นผิวสารตัวอย่างแตกหักเป็นชิ้นเล็กๆ ด้วยเหตุนี้ทำให้ตัวดูดซับเซลลูโลสฟอสเฟตที่สังเคราะห์ที่อุณหภูมิ 180 องศาเซลเซียส สามารถดูดซับไอออนเหล็กได้ร้อยละ 88.60 สำหรับการทดลองแบบเขย่ากวน จากผลการทดสอบดูดซับในระบบคอลัมน์ พบว่าตัวดูดซับชนิดนี้สามารถดูดซับไอออนเหล็กได้ 100% หลังจากการทดสอบในคอลัมน์ที่สอง โดยสมดุลการดูดซับเป็นไปตามแบบจำลองของฟลุนดิช ดังนั้นตัวดูดซับเซลลูโลสฟอสเฟตจากชานอ้อยมีประสิทธิภาพในการประยุกต์ใช้กำจัดไอออนเหล็กในน้ำเสียได้
Article Details
เอกสารอ้างอิง
กานต์มณี ทองศรี, นิพนธ์ ตั้งคณานุรักษ์, คณิตา ตั้งคณานุรักษ์ และวัชรพงย์ วาระรัมซ์. (2561). การเตรียมซิลิกาแอโรเจลจากเถ้าแกลบเคลือบด้วยแมงกานีสและเหล็กออกไซด์เพื่อกำจัดโลหะหนักในน้ำเสีย. วารสารวิจัย มหาวิทยาลัยขอนแก่น (ฉบับบัณฑิตศึกษา), 18(4), 51–60.
กิตติยา ปลื้มใจ, กรองทิพย์ เติมเกาะ, เอกรัฐ มีชูวาศ และวิษณุ เพชรภา. (2564). การวิเคราะห์สมบัติทางความร้อนและหมู่ฟังก์ชั่นของเซลลูโลสจากชานอ้อย. วารสารผลงานวิชาการ กรมวิทยาศาสตร์บริการ, 9(9), 31–37.
จิตตรา ดอกบัว, ศิริกานต์ ผาสุข และยงยุทธ ตัณฑุลเวสส. (2551). การศึกษาประสิทธิภาพเซลลูโลสฟอสเฟตจากฟางข้าวและชานอ้อยเพื่อใช้ดูดซับตะกั่วและแคดเมียมในน้ำเสีย. วารสารบัณฑิตศึกษา มหาวิทยาลัยราชภัฏวไลยอลงกรณ์ ในพระบรมราชูปถัมภ์, 2(1), 1–7.
ธนิดา ตระกูลสุจริตโชค และปิยะพร ณ หนองคาย. (2559). พอลิเมอร์ชีวภาพไคโตซาน/เจลาตินที่มีสมบัติแม่เหล็กสำหรับเป็นเรซินแลกเปลี่ยนไอออนและกำจัดโลหะหนักในน้ำทิ้ง [รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์]. ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา.
วรรณกัษมา ฮารน. (2563). การเตรียมสารประกอบ Ni-based oxides โดยวิธีการตกตะกอนร่วมทางเคมีเพื่อนำไปประยุกต์ใช้เป็นตัวดูดซับโลหะหนัก. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มรย., 5(1), 17–27.
สุธิดา ทองคำ, วิโรจน์ สามสี, อรนุช พงศากสิกร และศศิมาภรณ์ หมื่นสุข. (2560). การดูดซับโลหะหนักของเซลลูโลสฟอสเฟตจากเปลือกข้าวโพด. วารสารวิทยาศาสตร์บูรพา, 22(1), 262–270.
อุดมศรี ทรัพย์เจริญกุล. (2554). การเตรียมเซลลูโลสฟอสเฟตที่มีความสามารถในการแลกเปลี่ยนประจุสูงจากชานอ้อยและศึกษาจลนพลศาสตร์การดูดซับของวัสดุ [วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต, มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์].
Adamu, A., Harun, M., Evans, C., Irene, G., & Francis, M. (2025). Synthesis and characterization of cellulose phosphate-based superabsorbent hydrogels from rice husk under microwave heating. Next Materials, 6, Article 100400. https://doi.org/10.1016/j.nxmate.2024.100400
Bashir, A., Malik, L. A., Ahad, S., Manzoor, T., Bhat, M. A., Dar, G. N., & Pandith, A. H. (2019). Removal of heavy metal ions from aqueous system by ion-exchange and biosorption methods. Environmental Chemistry Letters, 17, 729–754. https://doi.org/10.1007/s10311-018-00828-y
Benalia, M. C., Youcef, L., Bouaziz, M. G., Achour, S., & Menasra, H. (2022). Removal of heavy metals from industrial wastewater by chemical precipitation: Mechanisms and sludge characterization. Arabian Journal for Science and Engineering, 47, 5587–5599. https://doi.org/10.1007/s13369-021-05525-7
Ciolacu, D., Cazacu, G., & Popovici, V. I. (2006). Phosphorylation of polysaccharides: New results on synthesis and characterisation of phosphorylated cellulose. Reactive & Functional Polymers, 66(11), 1240–1249. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2006.03.006
Matsuoka, S., Ferraz, J. B. S., & Zappa, P. A. (2009). The Brazilian experience of sugarcane ethanol industry. In Vitro Cellular & Developmental Biology – Plant, 45, 372–381. https://doi.org/10.1007/s11627-009-9220-z
Neacsu, G., Blond, D., Becer, M. P., Belgacem, F., & Zerrouki, R. (2016). Hydrophobization of phosphorylated cellulosic fibers. Cellulose, 23(6), 3511–3520. https://doi.org/10.1007/s10570-016-1071-2
Nur, I. F., Ibadurrohman, C., Haerudin, M. I., Luthfiana, A., Cholifah, G., Sary, M. H., & Nuryono, A. (2024). Enhanced copper ion adsorption by rice husk and sugarcane bagasse-based magnetic nanoparticles biocomposites. ASEAN Journal of Chemical Engineering, 24(1), 79–89. https://doi.org/10.22146/ajche.12236
Popescu, O., Budrugeac, T., Popovici, I., & Cazacu, G. (2003). Reactions of some phosphorus compounds with cellulose dissolved in aqueous alkaline solution. Journal of Applied Polymer Science, 90(2), 327–333. https://doi.org/10.1002/app.12658
Rath, N., & Sahoo, M. R. (2021). Usage of nanocrystalline cellulose phosphate as novel sustained release system for anti-inflammatory drugs. Journal of Molecular Structure, 1233, 130108. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2021.130108
Rejwers, A., & Nocoń, J. (2014). Speciation of iron in the aquatic environment. Water Environment Research, 86(8), 741–758. https://doi.org/10.2175/106143014X13975035525906
Solomon, S. (2016). Sugarcane production and development of sugar industry in India. Sugar Tech, 18(6), 588–602. https://doi.org/10.1007/s12355-016-0494-2
Thaçi, B. S., & Gashi, S. T. (2019). Reverse osmosis removal of heavy metals from wastewater effluents using biowaste materials pretreatment. Polish Journal of Environmental Studies, 28(1), 337–341. https://doi.org/10.15244/pjoes/81268
Widjaja, T. K., Sugiarto, H., Oey, B. R., & Setyopratomo, A. (2023). Cellulose nanocrystals (CNCs) and cellulose nanofibers (CNFs) as adsorbents of heavy metal ions. Journal of Chemistry, 2023, Article 5037027. https://doi.org/10.1155/2023/5037027
