การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special...
Transcript of การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special...
![Page 1: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/1.jpg)
1
การเตรยมถานกมมนตจากไมไผ
รศ.ดร. อภสฏฐ ศงสะเสน
![Page 2: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/2.jpg)
2
ถานกมมนตคออะไร ?
ผลตภณฑของคารบอน ซงเปนสารดดซบชนดหนงมลกษณะเปนของแขงสดา
อาจอยในรปของผงหรอเมดกได
มโครงสรางรพรนขนาดเลก พนทผวดดซบสง ทาใหมสมบตการดดซบทด
ใชประโยชนในการกาจดกลน ส หรอแกส
โดยทวไปมกจะเลอกวสดทจะนามาใชเปนวตถดบในการผลตถานกมมนต
โดยเปนของเหลอทง หรอมราคาถก มปรมาณคารบอนสง มปรมาณ
สารอนนทรยตา มปรมาณเถาตา
วตถดบสวนใหญ เปนวสดเหลอทงทางการเกษตร มาผานกระบวนการกระตน
เชน กะลามะพราว ชานออย กะลาปาลม ไมไผ หรอ พวกถานหนประเภทลกไนต
เปนตน
1
![Page 3: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/3.jpg)
3
มอก. 900-2532
ผลตภณฑทไดจากการนาวตถดบตามธรรมชาต ทมคารบอนเปน
องคประกอบหลก มาผานกรรมวธกอกมมนตจนไดผลตภณฑสดา
มโครงสรางทมลกษณะเปนรพรน มพนทผวสง มสมบตในการดดซบ
สารตาง ๆ ไดเปนอยางด
2
![Page 4: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/4.jpg)
4
กาลงขยายกลองจลทรรศน
ถานกมมนตมรเลกๆ (cavernous pores) จานวนมาก
ทาใหมพนทผวมากกวาสารชนดอนทมนาหนกเทากน
3
สมบตพเศษของถานกมมนต
3
![Page 5: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/5.jpg)
5
ชนดของถานกมมนต
Powder
ขนาดเลกกวา 0.18 มม.Powder
ขนาด 0.2 ถง 5 มม.Powder
ขนาดมากกวา 5 มม.
4
![Page 6: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/6.jpg)
6http://www.chemvironcarbon.com/carbon/definition/whatis.htm
Size predominantly less than 0.18mm. Mainly used in liquid phaseapplications and for flue gas treatment.
sizes ranging from 0.2 - 5 mm. Used in both liquid and gas phase applications
Diameters from 0.8 to 5 mm. Mainly used for gas phase applications.
Cloth and fibres activated carbon
5
![Page 7: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/7.jpg)
7
สารทมอานาจดดซบ (adsorption)
1. สารอนนทรย
ดนเหนยว, แอคตเวตเตทซลกา, แมกนเซยมออกไซด
2. สารอนทรยสงเคราะห
เรซนแลกเปลยนไอออน
3. ถานกมมนต
6
![Page 8: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/8.jpg)
8
- มปรมาณสารระเหยตา
- มคารบอนเปนองคประกอบในปรมาณสง
- มราคาถกและหาไดงาย
- มคณสมบตคงท
วตถดบทนามาผลตเปนถานกมมนตควรมสมบตดงตอไปน
ตวอยางเชน ถานหน ลกไนต ไม แกลบ และกะลามะพราว
7
![Page 9: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/9.jpg)
98
![Page 10: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/10.jpg)
10
กระบวนการเตรยมถานกมมนต
ประกอบดวยวธการ 2 ขนตอน
กระบวนการคารบอไนซ
(Carbonization)กระบวนการกระตน
(Activation)
9
![Page 11: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/11.jpg)
11
กระบวนการคารบอไนซ
เปนการไพโรไรซสซงเกดขนในทอบอากาศ เพอเพมสดสวน
คารบอนของสารอนทรย ขณะเดยวกนกไดผลตภณฑอนทเปนของเหลว
และแกสออกมาดวย
โครงสรางวงอะโรมาตกหลกทเหลอกลายเปน โครงสรางของ
ถานชาร สวนกลมโครงสรางโมเลกลหรอ หมทมขนาดเลกกวาจะกลน
สลายตวออกมาเปนผลตภณฑตางๆ ไดแก นา แอมโมเนย นามนทาร
และแกสตางๆ
10
![Page 12: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/12.jpg)
12
1. การสญเสยนาออกจากโครงสรางวตถดบทชวงอณหภม
27- 197 องศาเซลเซยส
2. การไพโรไลซสโดยเกดแกสและนามนทารในโครงสรางทชวงอณหภม
197 –497 องศาเซลเซยส
3. ชวงทมการเกาะตวกนของโครงสรางถานชาร โดยในชวงนนาหนกของ
วตถดบจะลดลงไปมาก ทชวงอณหภม 497 – 847 องศาเซลเซยส
กระบวนการคารบอไนเซชนสามารถแบงออกได 3 ขนตอน
11
![Page 13: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/13.jpg)
13
แสดงแผนภาพของเตาเผา
12
![Page 14: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/14.jpg)
14
1) การเตรยมหลม ขดหลมลกประมาณ 0.5-1 เมตร กวาง 1 เมตร
2) นาเชอเพลงวางกนหลม โดยวางหนาประมาณ 20-30 เซนตเมตร
เชอเพลงทใช ไดแก เศษใบไม กงไมเลกๆ ฟางขาว
3) จดไฟเผาเชอเพลงทกนหลม เมอไฟเรมตดบรเวณผวดานบนของเชอเพลงใหใส
ไมไผทละนอยจนเตมหลม รอจนสงเกตเหนวาไฟเรมลกตดไมไผ
4) นาแกลบปดทบดานบนใหหนาพอทควนไฟไมสามารถขนมาได ในชวงนตอง
คอยเตมแกลบในชวง 4-6 ชวโมงหลงจากเผา
5) เปดปากหลม นาถานทไดใสในโองเคลอบปดฝาโองใหแนนไมใหอากาศเขาไป
เพอลดการเกดขเถา ทงไวประมาณ 1 คน จนถานเยนสนท
การทาคารบอไนเซชน (ตอ)
13
![Page 15: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/15.jpg)
15
กระบวนการกระตน
เปนการเปลยนแปลงทางกายภาพสาหรบคารบอน ดวยการเพมพนท
ผวใหมากขน โดยการทาใหมรพรนมากขน หรอเปนการเพมประสทธ-
ภาพการดดซบสารอนๆของถานกมมนต
การกระตนทางกายภาพ
(Physical Activation)
การกระตนทางเคม
(Chemical Activation)
14
![Page 16: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/16.jpg)
16
การกระตนทางกายภาพ
เปนการกระตนดวยการใช แกส หรอไอน า ซงใชอณหภมในการเผา
กระตน คอนขางสงประมาณ 800-1000 องศาเซลเซยส เพราะไอนา
ทใชจะตองเปนไอนาทรอนยงยวด (superheated stream) เพอทาให
สารอนทรยตางๆสลายไป ทาใหโครงสรางภายในมลกษณะรพรน
อยทวไป ขนาดของรพรนทไดจะมขนาดเลกกวาการกระตนทางเคม
ซงถานกมมนตทกระตนดวยวธนมขอด คอสามารถนามาใชงานได
เลยทนทโดยไมตองลางสารทเหลอตกคาง
15
![Page 17: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/17.jpg)
17
การกระตนดวยไอนาในเตาเผาทหมนได (Rotary kiln)
CO2 , H2OCO2 , H2O
CO2 , H2O
เตาเผาจะอยในแนวนอนและหมนไดรอบตว โดยใชมอเตอร ซงจะทาให
ถานคลกเคลากบไอนาไดมากขน ไอนาทออกมาจากเครองทาไอนาจะถก
ทาใหมอณหภมสงขน โดยผานเขาไปในทอทองแดง จนเกดเปน
Super heated stream แลวเขาเตาเผาทหมน ซงกจะทาปฏกรยากบถาน
16
![Page 18: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/18.jpg)
18
ไอนาเปนสารกระตนทางกายภาพทมการใชกนมาก เนองจากโมเลกลของ
นานนมขนาดเลกกวาโมเลกลของแกสคารบอนไดออกไซด และในการ
กระตนดวยไอนานนจะมขอดคอ
1. โมเลกลของนาจะแพรเขาไปไดอยางรวดเรวในโครงสรางรพรน
2. เนองจากโมเลกลทเลกจงสามารถเขาไปในรพรนขนาดเลกได
3. มการเกดปฏกรยาทรวดเรว ซงจะเกดปฏกรยาเรวกวาแกส
คารบอนไดออกไซด
17
![Page 19: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/19.jpg)
19
ปฏกรยา C + H2O → H2 + CO – 31 kcal
กลไก
C + H2O → C(H2O)C(H2O) → H2 + C(O)C(O) → CO
H2 และ CO จะหลดออกไปทาใหเกดรพรน
18
![Page 20: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/20.jpg)
20
ถานกมมนตทไดจากการกระตนโดยวธน จะยงคงมรปรางเดมไม
เปลยนแปลงทาใหสามารถตรวจชนดของวสดทนามาใชทาถานกมมนต
ไดจากกลองจลทรรศน
ชนดของวสดทใชทาถานกมมนตมความสาคญยงตอความสามารถทจะ
เปนตวดดซบไดดหรอไม ไมทมความหนาแนนตาจะมความสามารถใน
การดดซบไดดกวาทงแกส และส
19
![Page 21: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/21.jpg)
21
การกระตนทางเคม
เปนวธการเพมปรมาตรรพรนและพนทผวโดยปฏกรยากบ
สารเคม ซงการกระตนชนดน นยมใชกบวตถดบทเปนไม
อณหภมทใชในการกระตนอยในชวง 150 -900 องศาเซลเซยส
และสารกระตนทนยมใชทวไปในทางอตสาหกรรม เชน
ซงคคลอไรด, กรดฟอสฟอรก, โพแทสเซยมไฮดรอกไซด ฯลฯ
ซงเมอทาการกระตนแลว จะตองลางสารเคมออกดวยนาจนหมด
20
![Page 22: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/22.jpg)
22
การกระตนดวยซงคคลอไรด (ZnCl2)
โดยใชสารละลาย ZnCl2 ผสมกบวตถดบโดยใชสภาวะท
อณหภมประมาณ 130 องศาเซลเซยส หลงจากนจะนาไป
ทาการคารบอไนซทอณหภม 600-850 องศาเซลเซยส ซงใน
ระดบอตสาหกรรม จะคานงถงประสทธภาพ ในการนาเอา
ZnCl2 กลบมาใชใหม เปนอยางมาก ดวยประสทธภาพ
การนา ZnCl2 กลบมาใชใหมนนทคอนขางจากด ประกอบกบ
ปญหาการกดกรอนตอเตาเผา ทาใหการใช ZnCl2
เปนสารกระตนในระยะหลงจงลดลง
21
![Page 23: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/23.jpg)
23
การกระตนดวยกรดฟอสฟอรก
กระบวนการกระตนทางเคมโดยใชกรดฟอสฟอรกเปน
สารกระตน จะใชอณหภมในการกระตน ทคอนขางตาคอ
400-500 องศาเซลเซยส ซงการใชกรดฟอสฟอรกนน
สามารถผานกระบวนการนากลบมาใชใหม โดยยงได
กรดฟอสฟอรกทมความเขมขนสง พบวาวตถดบทเปนไม
สามารถผลตเปนถานกมมนตทมประสทธภาพดโดยวธน
22
![Page 24: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/24.jpg)
24
ปจจยทมผลตอการเพมขนของความพรนของถานกมมนต
อตราสวนของลกนนตอเซลลโลสในวตถดบ
อตราการใหความรอน อณหภมทใชในการกระตน
อตราสวนของสารกระตนตอวตถดบ
ปจจย
23
![Page 25: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/25.jpg)
2524
![Page 26: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/26.jpg)
26
ดชนบางตวทใชวดคณภาพถานกมมนต
1. เลขไอโอดน
2. เลขฟนอล
3. การดดซบเมทลลนบล
4. การดดซบไอออนของโลหะหนก
25
![Page 27: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/27.jpg)
27
ผลของอณหภมในการเผาถานไมไผตงตอคาเลขไอโอดน
80
85
90
95
100
105
1 2 3
Bamboo ages (years)
Iodi
ne n
umbe
rs (m
g/g)
450 ºC550 ºC
พบวาอณหภมทใชในการเผาไมไผท 450 °C และ 550 °C ไมมผลอยางม
นยสาคญตอคาเลขไอโอดนของถานไม
ภาพ แสดงคาเลขไอโอดนของถานไมไผตงทไดจากการเผาทอณหภม 450 °C
และ 550 °C
26
![Page 28: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/28.jpg)
28
คา Iodine Number ของถานไมไผตง เผาทอณหภม 450 องศาเซลเซยส เมอถก
กระตนดวย 85% H3PO4 ทเวลาตางๆกน
0
200
400
600
800
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
เวลาในการกระตน
คาเ
ลขไอ
โอด
น (m
g/g)
1 year
2 years
3 years
การเตรยมถานกมมนตจากไผตงโดยการกระตนดวยกรดฟอสฟอรกและ KOH
27
![Page 29: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/29.jpg)
29
คา Iodine Number ของถานไมไผตง เผาทอณหภม 450 องศาเซลเซยส เมอถก
กระตนดวย KOH ทความเขมขนตางๆ เปนเวลา 4 ชวโมง
0
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
ความเขมขน KOH (%)
คาเล
ขไอโ
อดน
(mg/
g)
1 year
2 years
3 years
พบวา ถานกมมนตจากไผตงทไดจากการกระตนโดย KOH จะมคาเลข
ไอโอดนทตากวาจากการถกกระตนโดย 85% H3PO4 28
![Page 30: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/30.jpg)
30
คา Iodine Number ของถานไมไผหมาจ เผาทอณหภม 450 องศาเซลเซยส เมอ
ถกกระตนดวย 85% H3PO4 ทเวลาตางๆกน
0
100
200
300
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
เวลาทใชกระตน (ชวโมง)
คาเล
ขไอโ
อดน
(mg/
g)
1 year
2 years
3 years
การเตรยมถานกมมนตจากไผหมาจโดยการกระตนดวยกรดฟอสฟอรกและ KOH
29
![Page 31: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/31.jpg)
31
คา Iodine Number ของถานไมไผหมาจ เผาทอณหภม 450 องศาเซลเซยส เมอ
ถกกระตนดวย KOH ทความเขมขนตางๆ เปนเวลา 4 ชวโมง
50
80
110
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
ความเขมขน KOH (%)
คาเ
ลขไอ
โอด
น (
mg/
g)
1 year
2 years
3 years
พบวา ถานกมมนตจากไผหมาจทไดจากการกระตนโดย KOH จะมคาเลข
ไอโอดนทตากวาจากการถกกระตนโดย 85% H3PO4 30
![Page 32: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/32.jpg)
32
การเตรยมถานกมมนตจากไผปาโดยการกระตนดวยกรดฟอสฟอรกและ KOH
020406080
100120140160180200
4 8 12
Activation Time (hour)
Iodi
ne n
umbe
rs (m
g/g)
H3PO4
KOH
ภาพ แสดงคาเลขไอโอดนของถานกมมนตจากไผปาโดยการกระตนดวย
กรดฟอสฟอรกเขมขน 85% และสารละลาย KOH เขมขน 20 %
พบวา ถานกมมนตจากไผปาทไดจากการกระตนโดย 20% KOH จะมคาเลข
ไอโอดนทสงกวาจากการถกกระตนโดย 85% H3PO4
31
![Page 33: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/33.jpg)
33
0
50
100
150
200
250
0 20 40 60 80
Activation Time (hour)
Iodi
ne n
umbe
rs (m
g/g)
BAW 1 year
BAW 2 years
BAW 3 years
ภาพ แสดงผลของความเขมขนของ KOH ตอคาเลขไอโอดนของถานกมมนตจากไผปา
0
50
100
150
200
250
0 4 8 12
Activation Time (hour)
Iodi
ne n
umbe
rs (m
g/g)
BAW 1 year
BAW 2 years
BAW 3 years
ภาพ แสดงผลของเวลาในการกระตน ตอคาเลขไอโอดนของถานกมมนตจากไผปา
เมอกระตนโดยสารละลาย 20% KOH 32
![Page 34: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/34.jpg)
34
จากภาพทผานมาทง 2 ภาพ จะเหนวาความเขมขนของ
สารละลาย KOH และเวลาทใชในการกระตนไมไดมผลอยางม
นยสาคญตอคาเลขไอโอดนของถานกมมนตจากไผปาอาย 1-3 ป
โดยพบวาถานกมมนตจากไผปาอาย 1 ป จะมคาเลขไอโอดนสงกวา
อาย 2 ป และ 3 ป
33
![Page 35: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/35.jpg)
35
แผนภมแทงแสดงการเปรยบเทยบระหวาง ความเขมขนเบส กบ คาเลขไอโอดนท�ทดสอบได เม�อ
ใชเวลาในการกระตน 2 ช�วโมง
424.45453.85
530.43
453.04
350
400
450
500
550
0% KOH 20% KOH 40% KOH 60% KOH
Iodi
ne N
umbe
r
การเตรยมถานกมมนตจากไผมนหมโดยการกระตนดวยเบส KOH
34
![Page 36: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/36.jpg)
36
การหาคา phenol values ทผานการดดซบดวยถานกมมนต
และ ไผชนดตางๆ
ชนดของถาน อาย สภาวะทใชในการ activate
ไผปา 1 20% KOH , 4 ชวโมง
ไผมนหม 1 20% KOH , 8 ชวโมง
ไผตง 2 1:4( นาหนกถาน:H3PO
4) ,4ชวโมง
ยคาลปตส ไมระบ -
commercial grade ไมระบ -
ไผรวก 2 กรด HNO3 เขมขน 35
![Page 37: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/37.jpg)
37
Phenol values
ปฏบตตามระเบยบวธของ The American Water Works Association
(AWWA) โดยคา phenol value ทไดจะอยในหนวยของ grams / litre และ
คา phenol value ทไดมคายงตาถอวามประสทธภาพทด ซงไดจากการ
พลอตกราฟ isotherm ระหวาง คา %residual filtrate phenol กบ คา X/M
โดยใช 2 x 2 cycle logarithmic paper จะไดเสนตรงผานจดตางๆ จากนนหา
คา X/M ท 10% residual filtrate phenol เพอทใชในการคานวณคา phenol
value ตามสมการดงน
Phenol value (g/L)
= 90 x 100% - %moisture
คา X/M ท 10% residual filtrate phenol 100 %
36
![Page 38: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/38.jpg)
38
%residual filtrate phenol = residual phenol (ppm) x 100
ความเขมขนของ phenol test solution
%X (adsobed phenol) = 100 - %residual filtrate phenol
สมการทเกยวของ
37
![Page 39: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/39.jpg)
39
ตารางสรปคา phenol value
ไผชนดตางๆ phenol value (g/L)
commercial activated carbon 2.32
ไผปา activated 13.30
ไผตง activated 5.50
ไผมนหม activated 18.27
ไผปา non-activated 4.90
ไผตง non-activated 4.40
ไผมนหม non-activated 23.40
ประสทธภาพ
ดทสด
ไผรวก non-activated 28.83
ไผรวก activated 18.43 38
![Page 40: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/40.jpg)
40
การเปรยบเทยบการดดซบปรมาณ Methylene blue
ดวยถานกมมนต และถานจากไผชนดตางๆ
C16H18N3ClS
(319.85 g/mol)
3,7-bis(Dimethylamino)-phenazathionium chloride
Tetramethylthionine chloride
39
![Page 41: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/41.jpg)
41
ชนดของถาน Amount adsorbed % Removal efficiency
ไผปา non activated 552 88.7
ไผปา activated 559 90.0
ไผตง non activated 432 69.6
ไผตง activated 418 67.3
ไผมนหม non
activated 579 93.3
ไผมนหม activated 620 99.8
ยคาลปตส 508 81.9
commercial grade 621 99.9
ตารางแสดงคา Amount adsorbed และ% Removal efficiency ของไผชนดตางๆ
40
![Page 42: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/42.jpg)
42
ชนดของถาน
Amount
adsorbed % Removal efficiency
ไผปา non activated 552 88.7
ไผตง non activated 432 69.6
ไผมนหม non activated 579 93.3
ยคาลปตส 508 81.9
ตารางแสดงคา Amount adsorbed และ% Removal efficiency
ของถานชนดตางๆ เปรยบเทยบกนเฉพาะ non activated charcoal
41
![Page 43: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/43.jpg)
4343
ตารางแสดงคา Amount adsorbed และ% Removal efficiency
ของถานชนดตางๆ เปรยบเทยบกนเฉพาะ activated charcoal
ชนดของถาน Amount adsorbed
% Removal
efficiency
ไผปา activated 559 90.0
ไผตง activated 418 67.3
ไผมนหม activated 620 99.8
commercial grade 621 99.9
42
![Page 44: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/44.jpg)
44
กรณการดดซบไอออนของโลหะหนก
พบวาถานกมมนตจากไผรวก ทถกกระตนดวยกรดไนตรก
จะสามารดดดซบ ไอออนของโครเมยมไดดพอๆกบ ถานกมมนต
ทนาเขาจากตางประเทศ
43
![Page 45: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/45.jpg)
45
Scanning Electron Micrograph ภาพ ก ถานไมไผตง อาย 1 ป กอนการกระตนดวยกรด
ภาพ ข ถานไมไผตง อาย 1 ป หลงการกระตนดวยกรด
ภาพ ก ภาพ ข
44
![Page 46: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/46.jpg)
46
ภาพ ก ภาพ ข
Scanning Electron Micrograph ภาพ ก ถานไมไผตง อาย 2 ป กอนการกระตนดวยกรด
ภาพ ข ถานไมไผตง อาย 2 ป หลงการกระตนดวยกรด45
![Page 47: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/47.jpg)
47
ภาพ ก ภาพ ข
Scanning Electron Micrograph ภาพ ก ถานไมไผหมาจ อาย1 ป กอนการกระตนดวยกรด
ภาพ ข ถานไมไผหมาจ อาย 1 ป หลงการกระตนดวยกรด46
![Page 48: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/48.jpg)
48
ภาพ ก ภาพ ข
Scanning Electron Micrograph ภาพ ก ถานไมไผหมาจ อาย 2 ป กอนการกระตนดวยกรด
ภาพ ข ถานไมไผหมาจ อาย 2 ป หลงการกระตนดวยกรด47
![Page 49: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/49.jpg)
49
ภาพ ก ภาพ ข
Scanning Electron Micrograph ภาพ ก ถานไมไผปา อาย1 ป กอนการกระตนดวยกรด
ภาพ ข ถานไมไผปา อาย 1 ป หลงการกระตนดวยกรด
48
![Page 50: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/50.jpg)
50
ภาพ ก ภาพ ข
Scanning Electron Micrograph ภาพ ก ถานไมไผปา อาย 2 ป กอนการกระตนดวยกรด
ภาพ ข ถานไมไผปา อาย 2 ป หลงการกระตนดวยกรด
49
![Page 51: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/51.jpg)
51
ภาพ ก ภาพ ข
Scanning Electron Micrograph ภาพ ก ถานไมไผมนหม อาย1 ป กอนการกระตนดวยเบส KOHภาพ ข ถานไมไผมนหม อาย 1 ป หลงการกระตนดวยเบส KOH
50
![Page 52: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/52.jpg)
52
ภาพ ก ภาพ ข
Scanning Electron Micrograph ภาพ ก ถานไมไผมนหม อาย 2 ป กอนการกระตนดวยเบส KOHภาพ ข ถานไมไผมนหม อาย 2 ป หลงการกระตนดวยเบส KOH
51
![Page 53: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/53.jpg)
53
ภาพ ก ภาพ ข
Scanning Electron Micrograph ภาพ ก ถานไมไผรวก อาย1 ป กอนการกระตนดวยกรด HNO3ภาพ ข ถานไมไผรวก อาย 1 ป หลงการกระตนดวยกรด HNO3
52
![Page 54: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/54.jpg)
54
จากขอมลของ SEM พบวา ลกษณะโดยพนผวโดยทวไปของ
ถานกมมนตมรพรนขนาดใหญกวา มความพรนมากกวาและมจานวน
มากกวา ถานทยงไมไดผานการกระตนดวยวธทางเคม
นอกจากนถานกมมนต ยงมรพรนขนาดเลกจานวนมากอกดวย
แตอยางไรกตามรพรนทเหนในภาพถาย SEM เปนแบบ macropore
(ขนาดรศม > 50 nm) และ mesopore (ขนาดรศม 2-50 nm) ซงเปน
transitional pore ของโมเลกล หรออะตอมของสารเทานน สวน
micropore (ขนาดรศม <2 nm) ซงเปนบรเวณทเกดการดดซบ
ไมสามารถเหนได
53
![Page 55: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/55.jpg)
55
……. Non-activated charcoal ------- Activated charcoal
Fourier Transform Infrared Spectrometry (FTIR)
54
![Page 56: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/56.jpg)
56
ตวอยางการนาถานกมมนตไปประยกตใช
55
![Page 57: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/57.jpg)
57
การฟอกสนาตาล
56
![Page 58: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/58.jpg)
5857
![Page 59: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/59.jpg)
5958
![Page 60: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/60.jpg)
60
ภาพ แสดงโครมาโทแกรมของการแยกกรดนาสมผสม โดยใชเทคนค HPLC
59
![Page 61: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/61.jpg)
61
ชนดของ
กรดนาสม
ไมไผตง
(จากโรงงาน
จ. ปราจณ
บร) (ppm)
ไมไผตง ทได
จากการกลน
ท 100 oC
(ppm)
ไมไผตง ท
เหลอจาก
การกลนท
100 oC
(ppm)
ไมไผปา ท
ไดจากการ
กลนท 100
oC
(ppm)
ไมไผปา ท
เหลอจาก
การกลนท
100 oC
(ppm)
Citric
Tartaric
Malic
Lactic
Formic
Acetic
Propionic
Isobutyric
Butyric
-
-
-
10.46
213.79
26,676.90
2,104.72
240.21
249.48
-
-
-
15.13
455.90
10,188.20
1,164.45
3,725.12
621.09
-
-
142.92
20.64
1,592.47
17,661.32
463.15
12,582.51
266.63
-
-
-
-
1,002.26
12,737.28
658.18
491.03
-
-
-
-
10.47
519.24
9,981.84
979.09
728.47
609.73
ตาราง แสดงปรมาณและชนดของกรดนาสมในนาสมไม
60
![Page 62: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/62.jpg)
62
Acknowledgement
สถาบนวจยและพฒนาแหงมหาวทยาลยเกษตรศาสตร
ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร
ภาควชาวนผลตภณฑ คณะวนศาสตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร
สถาบนวจยระบบนเวศเกษตร
ดร. นคม แหลมสก
61
![Page 63: การเตรียมถ่านกัมมันต์จากไม้ไผ่pirun.ku.ac.th/~fsciass/PDF/special lecture/preparation... · 2010-05-25 · การทําคาร์บอไนเซชัน](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011813/5e3e1396e653ae7e18292e17/html5/thumbnails/63.jpg)
63