Developing functional adsorbents via radiation processing and scaling-up adsorption process of heavy metal ions in water

การพัฒนาวัสดุดูดซับเฉพาะหน้าที่ด้วยกระบวนการทางรังสีและการขยายกระบวนการดูดซับของไอออนโลหะหนักในน้ำ

Name: Yanisa Limsuwan.

keyword: Adsorbents.

LCSH: Sewage -- Purification -- Heavy metals removal.

LCSH: Electron beams.

LCSH: Graft copolymers.

Abstract: Currently, the chemical industry in Thailand generates a significant amount of wastewater contaminated with heavy metal ions. This research aims to synthesize new adsorbent materials for the removal of heavy metal ions from wastewater using nuclear radiation technologies, such as gamma rays and electrons. The study successfully synthesized a new adsorbent, PE/PP NWF-g-PBMEP, which was modified with the monomer BMEP for copper ion adsorption. The results indicated that the Freundlich and pseudo-second-order kinetic models effectively described the adsorption process. Furthermore, a continuous adsorption study was conducted using a trickle tray column design, examining various parameters. The results aligned with three mathematical models: Thomas, Yoon-Nelson, and Adams-Bohart, and the cyclic adsorption- desorption tests demonstrated the materials' potential for regeneration. Another new adsorbent, NF-g-Poly(NMA-co-PMA), was synthesized to target both cationic and anionic heavy metal ions, utilizing electron beam graft polymerization techniques. Adsorption tests revealed that this material was effective in adsorbing both anionic (chromium) and cationic ions (lead, cadmium, copper). In summary, both newly synthesized adsorbents, created through nuclear radiation exposure, demonstrated effective heavy metal ion removal from water sources, significantly enhancing their potential for industrial wastewater treatment applications.

Abstract: ปัจจุบันอุตสาหกรรมเคมีในประเทศไทยปล่อยน้ำเสียที่ปนเปื้อนไอออนโลหะหนักจำนวนมาก งานวิจัยนี้มีเป้าหมายเพื่อการสังเคราะห์วัสดุดูดซับตัวใหม่สำหรับกำจัดไอออนโลหะหนักจากน้ำเสีย โดยใช้เทคโนโลยีรังสีนิวเคลียร์ เช่น รังสีแกมมาและอิเล็กตรอนบีม โดยการสังเคราะห์วัสดุดูดซับตัวใหม่คือ PE/PP NWF-g-PBMEP ที่ได้ทำการปรับปรุงพื้นผิวด้วยมอนอเมอร์ของ BMEP สำหรับการดูดซับไอออนทองแดง ผลการศึกษาพบว่าแบบจำลองฟรุนดิช (Freundlich) และจลน์ศาสตร์ลำดับสองแบบเทียมอธิบายการดูดซับได้ดี นอกจากนี้ ในการศึกษาการดูดซับในระบบต่อเนื่อง โดยออกแบบคอลัมน์ชนิดทริกเกิลเทรย์ (Trickle tray) และศึกษาพารามิเตอร์ต่างๆ ผลลัพธ์ที่ได้สอดคล้องกับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ศึกษาทั้งสามแบบ ได้แก่ โทมัส (Thomas), ยุน-เนลสัน (Yoon-Nelson), และอดัม-บอฮาร์ด (Adams-Bohart) และได้ทำการการศึกษาวัฏจักรการดูดซับ-การคายซับ 3 รอบ พบว่ามีความสามารถในการกลับมาใช้ใหม่ได้ วัสดุดูดซับตัวใหม่อีก 1 ชนิดคือ NF-g-Poly(NMA-co-PMA) ได้ทำการสังเคราะห์ขึ้นเพื่อกำจัด ไอออนโลหะหนักทั้งประจุบวกและลบ โดยใช้เทคนิคการกราฟต์พอลิเมอไรเซชันด้วยรังสีอิเล็กตรอนบีม จากการทดสอบการดูดซับพบว่าวัสดุดูดซับนี้มีประสิทธิภาพ โดยสามารถดูดซับไอออนลบ (โครเมียม) และไอออนบวก (ตะกั่ว, แคดเมียม, ทองแดง) ได้ดี จากการศึกษานี้สรุปได้ว่า วัสดุดูดซับทั้งสองตัวที่ได้สังเคราะห์ขึ้นโดยใช้การฉายรังสีนิวเคลียร์สามารถดูดซับไอออนโลหะหนักที่อยู่ในแหล่งน้ำได้โดยเพิ่มความสามารถในการบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

King Mongkut's University of Technology North Bangkok. Central Library

Address: BANGKOK

Email: library@kmutnb.ac.th

Name: Thirawudh Pongprayoon

Role: dissert advisor.

Email : thirawudh.p@eng.kmutnb.ac.th

Created: 2024

Modified: 2568-09-02

Issued: 2025-09-02

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Chemical Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology North Bangkok

©copyrights

ใช้เวลา

0.011226 วินาที