การสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาประเภท SBA-15 เพื่อดูดซับสีย้อม
คำสำคัญ:
เมโซพอรัสซิลิกา, SBA-15, การดูดซับสีย้อมบทคัดย่อ
เมโซพอรัสซิลิกาชนิด SBA-15 ที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาโดยใช้ Pluronic P123 และเตตระเอทิลออร์โทซิลิเกตเตรียมโดยใช้วิธีการไฮโดรเทอร์มอลอย่างง่ายที่ 100 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง ตามด้วยการเผาที่ 500 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 12 ชั่วโมง ซิลิกาเมโซพอร์ชนิด SBA-15 ที่สังเคราะห์มาเรียบร้อยแล้ว จะถูกนําไปวิเคราะห์องค์ประกอบของโครงสร้างด้วยเทคนิคการหาองค์ประกอบทางโครงสร้างเคมีของสารโดยใช้ความยาวคลื่นช่วงอินฟราเรด (Fourier Transform Infrared Spectroscopic-FT-IR) กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (Transmission Electron Microscope--TEM) และวิเคราะห์พื้นที่ผิวจำเพาะ ขนาดรูพรุนด้วยเทคนิคการดูดซับแก๊สไนโตรเจน (N2 sorption surface area and porosity analysis-BET) สําหรับการดูดซับพร้อมอัตราการดูดซับสีย้อมภายในเวลา 40 ชั่วโมง พบว่า เมทิลีนบลู Methylene Blue (0.0067 s-1) เมทิลไวโอเลต Methyl Violet (0.0036 s-1) คองโกเรด Congo Red (0.0035 s-1) และ โรดามีนบี Rhodamine B (0.0018 s-1) ซึ่งสีย้อมเหล่านี้มีความเป็นพิษสูงที่อุณหภูมิห้อง โดยตัวเร่งปฏิกิริยา SBA-15 มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรูพรุนประมาณ 5.0431 นาโนเมตร เมื่อใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา SBA-15 ปริมาณ 5 มิลลิกรัม จะสามารถดูดซับสีย้อมที่เข้มข้น 500 ppm ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดย ให้ค่า 73.80 82.20 และ 100 % สำหรับ คองโกเรด เมทิลไวโอเลตและเมทิลีนบลูได้ ตามลำดับ โดยตัวเร่งปฏิกิริยา TUSB มีความสามารถในการดูดซับสีย้อมเหล่านี้สูงและรวดเร็ว มีศักยภาพในการพัฒนาใช้ในอุตสาหกรรมได้
References
Abazari, R., Salehi, G., & Mahjoub, A. (2018). Ultrasound-assisted preparation of a nanostructured zinc (II) amine pillar metal-organic framework as a potential sorbent for 2, 4-dichlorophenol adsorption from aqueous solution. Ultrasonics Sonochemistry, 46, 59-67. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2018.02.001.
Abukhadra, M. R., Adlii, A., & Bakry, B. M. (2019). Green fabrication of bentonite/chitosan@cobalt oxide composite (BE/CH@Co) of enhanced adsorption and advanced oxidation removal of congo red dyeand Cr (VI) from water. International Journal of Biological Macromolecules, 126, 402–413. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.12.225
Aichour, A., Zaghouane-Boudiaf, H., Iborra, C. V., & Polo, M. S. (2018). Bioadsorbent beads prepared from activated biomass/alginate for enhanced removal of cationic dye from water medium: Kinetics, equilibrium and thermodynamic studies. Journal of Molecular Liquids, 256, 533-540. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.02.073
Boonyayut, R., Sangsirimongkolying, R., & Sakong, P. (2019). The study of adding fire retardant property in Natural Indigo Dye Fabric for Indigo Dyeing Community Enterprise. EAU Heritage Journal Science and Technology, 13(3), 132–142. (in Thai)
Boukoussa, B., Mokhtar, A., El Guerdaoui, A., Hachemaoui, M., Ouachtak, H., Abdelkrim, S., Addi, A. A., Babou, S., Boudina, B., Bengueddach, A., & Hamacha, R. (2021). Adsorption behavior of cationic dye on mesoporous silica SBA-15 carried by calcium alginate beads: Experimental and molecular dynamics study. Journal of Molecular Liquids, 333, 115976. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.115976
Garmia, D., Zaghouane-Boudiaf, H., & Ibbora, C. V. (2018). Preparation and characterization of new low cost adsorbent beads based on activated bentonite encapsulated with calcium alginate for removal of 2,4-dichlorophenol from aqueous medium. International journal of biological macromolecules, 115, 257–265. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.04.064
Hui S., Junxing H., Yuqi D., Wang L., Jinzhao D., Ping C., Hui L., and Xiaoming Z. (2010). One-pot synthesized mesoporous Ca/SBA-15 solid base for transesterification of sunflower oil with methanol. Applied Catalysis A: General, 390, 26–34. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2010.09.030
Stucky G.D. and J.M. Kim (2000). Synthesis of highly ordered mesoporous silica materials using sodium silicate and amphiphilic block copolymers. Chemical Communications, 13, 1159-1160. http://doi.org/10.1039/B002362K
Liu, Q., Yang, B., Zhang, L., & Huang, R. (2015). Adsorption of an anionic azo dye by cross-linked chitosan/bentonite composite. International Journal of Biological Macromolecules, 72, 1129–1135. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2014.10.008
Nasrullah, A., Bhat, A. H., Naeem, A., Isa, M. H., & Danish, M. (2018). High surface area mesoporous activated carbon-alginate beads for efficient removal of methylene blue. International Journal of Biological Macromolecules, 107(Pt B), 1792–1799. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.10.045
Oussalah, A., Boukerroui, A., Aichour, A., & Djellouli, B. (2019). Cationic and anionic dyes removal by low-cost hybrid alginate/natural bentonite composite beads: Adsorption and reusability studies. International Journal of Biological Macromolecules, 124, 854–862. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.11.197
Sharma, A. K., Priya, Kaith, B. S., Sharma, N., Bhatia, J. K., Tanwar, V., Panchal, S., & Bajaj, S. (2019). Selective removal of cationic dyes using response surface methodology optimized gum acacia-sodium alginate blended superadsorbent. International Journal of Biological Macromolecules, 124, 331–345. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.11.213
Tan, W. S., & Ting, A. S. (2014). Alginate-immobilized bentonite clay: Adsorption efficacy and reusability for Cu(II) removal from aqueous solution. Bioresource Technology, 160, 115–118. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2013.12.056
Wang, X., Lin, K. S., Chan, J. C., & Cheng, S. (2004). Preparation of ordered large pore SBA-15 silica functionalized with aminopropyl groups through one-pot synthesis. Chemical communications (Cambridge, England), 23, 2762–2763. https://doi.org/10.1039/b408022j
Zhao, Q., Wang, J., Zhou, Y., Huang, J., Cai, H., & Liu, H. (2022). Dual function naphthalimide modified mesoporous silica for organic pollutant sensing and removal from water. Journal of Molecular Liquids, 367, 120544. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2022.120544.
