Title	การสลายสารคาร์บาริลตกค้างในน้ำด้วยปฏิกิริยาโฟโตคะตะไลซิสโดยใช้แผ่นกรองใยแก้วเคลือบไทเทเนียมไดออกไซด์
Author	สิรีพัชร โกยโภไคสวรรค์
Imprint	2559
Connect to	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/55002
Descript	-

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ในการสลายคาร์บาริลในน้ำความเข้มข้น 10 มิลลิกรัมต่อลิตร ด้วยปฏิกิริยาโฟโตคะตะไลซิสโดยใช้ผงไทเทเนียมไดออกไซด์ (Degussa P25) เปรียบเทียบกับการใช้แผ่นกรองใยแก้วเคลือบไทเทเนียมไดออกไซด์ด้วยกระบวนการโซล-เจลที่เตรียมจากสารตั้งต้นไทเทเนียมไอโซโพรพอกไซด์ ร่วมกับโพลีเอทิลีน ไกลคอล น้ำหนักโมเลกุล 4000 และกรดไนตริก หรือกรดอะซิติก หรือกรดไฮโดรคลอริก โดยใช้แสงจากหลอดไฟแบล็คไลท์เป็นตัวกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยา นาน 300 นาที ทุก 30 นาที มีการดูดน้ำตัวอย่างมาวิเคราะห์ค่าการดูดกลืนแสงของคาร์บาริลที่ความยาวคลื่น 220 นาโนเมตร ด้วยเครื่องยูวี-วิสิเบิล สเปคโตรโฟโตมิเตอร์ ผลการศึกษาพบว่า ผงไทเทเนียมไดออกไซด์ความเข้มข้น 2 กรัมต่อลิตร สามารถสลายคาร์บาริลได้มากที่สุด 95.5% ส่วนการใช้ แผ่นกรองใยแก้วเคลือบที่ใช้กรดไนตริกในกระบวนการโซล-เจลแล้วเผาที่อุณหภูมิ 470 องศาเซลเซียส พบว่าเกิดผลึกอะนาเทสมากที่สุด และไทเทเนียมไดออกไซด์บนแผ่นกรอง 0.53-0.54 กรัมต่อแผ่น (2.65 ± 0.027 กรัมต่อลิตร) สามารถสลายคาร์บาริลได้มากที่สุด 84.4% ส่วนการใช้กรดอะซิติกในกระบวนการโซล-เจลแล้วเผาที่อุณหภูมิ 460 องศาเซลเซียส ก่อให้เกิดผลึกอะนาเทสดีที่สุด น้ำหนักไทเทเนียมไดออกไซด์ 1.07-1.2 กรัมต่อแผ่น (5.78 ± 0.37 กรัมต่อลิตร) สามารถสลายคาร์บาริลได้มากที่สุด 85.4% ขณะที่การใช้กรดไฮโดรคลอริกในกระบวน การโซล-เจล แล้วเผาที่อุณหภูมิ 600 องศาเซลเซียส พบว่าไทเทเนียมไดออกไซด์ 0.51 ± 0.005 กรัมต่อแผ่น (2.56 ± 0.02 กรัมต่อลิตร) สามารถสลายคาร์บาริลได้มากที่สุด 73.9% เมื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพของปฏิกิริยาโฟโตคะตะไลซิสในการสลายคาร์บาริลพร้อมๆ กันระหว่างผงไทเทเนียมไดออกไซด์ และแผ่นกรองเคลือบ สามารถเรียงลำดับประสิทธิภาพจากมากไปน้อยคือ ผงไทเทเนียมไดออกไซด์ 2 กรัมต่อลิตร (100%) > แผ่นกรองเคลือบที่ใช้กรดไนตริก 2.07 ± 0.004 กรัมต่อลิตร (86.9%) > แผ่นกรองเคลือบที่ใช้กรดอะซิติก 4.14 ± 0.14 กรัมต่อลิตร (76.4%) > แผ่นกรองเคลือบที่ใช้กรดกรดอะซิติก 2.08± 0.1 กรัมต่อลิตร (67.1%) > แผ่นกรองเคลือบที่ใช้กรดไฮโดรคลอริก 2.02 ± 0.02 กรัมต่อลิตร (61.9%) แต่เมื่อนำแผ่นกรองเคลือบจากการใช้กรดไนตริกมาบดให้เป็นผงแล้วเปรียบเทียบกับผงไทเทเนียมไดออกไซด์ พบว่าประสิทธิภาพในการสลายคาร์บาริลในน้ำเรียงจากมากไปหาน้อยคือ ผงโซล-เจลที่ใช้กรดไนตริก 4.09 กรัมต่อลิตร (92.4%) > ผงโซล-เจลที่ใช้กรดไนตริก 3.01 กรัมต่อลิตร (92.1%) > ผงโซล-เจลที่ใช้กรดไนตริก 5.04 กรัมต่อลิตร (91.1%) > ผงโซล-เจลที่ใช้กรดไนตริก 5.98 กรัมต่อลิตร (86.4%) > ผงไทเทเนียมไดออกไซด์ 2 กรัมต่อลิตร (85.7)% > ผงโซล-เจลที่ใช้กรดไนตริก 2.13 กรัมต่อลิตร (78.1%) เมื่อครบเวลา 300 นาที
The objective of this study was to degrade carbaryl in water, concentration of 10 mg/L, with photocatalysis by using Degussa P25 comparing with TiO2–coated glass-fiber filter. The coating procedure was sol-gel method prepared from titanium (IV) isopropoxide as a sol precursor, mixed with polyethylene glycol molecular weight of 4000 and either nitric acid or acetic acid or hydrochloric acid. The photocatalytic reactions were provoked by black light irradiation for 300 minutes. Every 30 minutes, the carbaryl in water was measured its light absorbance at 220 nanometer using a UV-Vis spectrophotometer. The results showed that a 2 g/L of Degussa P25 was the optimum concentration which could degrade 95.5% of carbaryl. For TiO2 sol-gel coated filter using nitric acid, calcination temperature of 470 °C clearly showed anatase crystal. With 0.53-0.54 g TiO2 per filter (concentration of 2.65 ± 0.027 g TiO2/L), the maximum carbaryl degradation, 84.4%, was obtained from nitric acid sol-gel. When acetic acid was applied to the sol, the calcination temperature of 460 °C was the best for anatase crystallization. With 1.07-1.2 g TiO2 per filter (5.78 ± 0.37 g TiO2/L), the highest carbaryl degradation was 85.4%. When hydrochloric acid was used in the sol, anatase crystallization was found at 600 °C. The best TiO2 loading was 0.51±0.005 g per filter. With 2.56±0.02 g TiO2/L, the maximum carbaryl degradation, 73.9%, was obtained. When simultaneously applying the best TiO2 loading of each sol-gel coated filter and Degussa P25 for carbaryl degradation, the photocatalytic efficiencies were 2 g/L Degussa P25 (100%) > 2.07±0.004 g/L nitric-sol filter (86.9%) > 4.14±0.14 acetic-sol filter (76.4%) > 2.08±0.1 g/L acetic-sol filter (67.1%) > 2.02±0.02 g/L hydrochloric-sol filter (61.9%). However, when nitric-sol coated filters were ground as powder and simultaneously tested with Degussa P25 for carbaryl degradation, the photocatalytic efficiencies order after 300 minutes of irradiation were 4.09 g/L nitric sol (92.4%) > 3.01 g/L nitric sol (92.1%) > 5.04 g/L nitric sol (91.1%) > 5.98 g/L nitric sol (86.4%) > 2 g/L Degussa P25 (85.7%) > 2.13 g/L nitric sol (78.1%)