อิทธิพลของสารกระตุ้นที่มีต่อหมู่หน้าที่และประสิทธิภาพในการดูดซับของถ่านกัมมันต์ที่ผลิตจากกากกาแฟ : รายงานการวิจัย

Abstract

กากกาแฟจากบริษัท ซาร่า ลี คออฟี่แอนด์ที (มอคโคน่า ประเทศไทย) ถูกนำมาแปรรูปเป็นถ่านกากกาแฟด้วยกระบวนการคาร์บอไนเซชัน โดยการแปรผันอุณภูมิ 400 – 600oc และเวลา 1-3 ชั่วโมง ผลวิเคราะห์แสดงให้เห็นพื้นที่ผิวสูงสุดเท่ากับ 143 m2/g ที่สภาวะ 6000c เป็นเวลา 1 ชั่วโมง ตัวอย่างนี้ถูกนำมากระตุ้นต่อโดยใช้วิธีการกระตุ้นทางเคมีโดยใช้สารกระตุ้น 3 ชนิดได้แก่ ZnCl2 และ NaOH โดยการแปรผันอุณหภูมิกระตุ้นที่ 500 - 7000c และสัดส่วนโดยน้ำหนักระหว่างถ่านกากกาแฟต่อการกระตุ้นเป็น 1:0.5, 1:1 และ 1:1.5 ผลจากเครื่อง SEM แสดงให้เห็นว่า ZnCl2 และ NaOH สามารถทำให้ถ่านกัมมันต์มีขนาดรูพรุนที่สม่ำเสมอ ในขณะที่ผลจากการดูดซับ N2 ที่อุณหภูมิ 77 K ด้วยเครื่อง Gas sorption analyzer แสดงให้เห็นพื้นที่ผิวที่สูงสุดคือ 912 m2/g โดยการกระตุ้นด้วย ZnCl2 ที่สภาวะ 6000c และสัดส่วนโดยน้ำหนักเป็น 1:1 ในขณะที่ NaCl และ NaOH ให้ค่าพื้นที่ผิวใกล้เคียงกันที่ 300-330 m2/g โดยประมาณ นอกจากนี้ขนาดรูพุรนเฉลี่ยถ่านกัมมันต์ที่เตรียมจาก ZnCl2 จะมีขนาดกว้างที่สุดคือ 2.90-3.4 nm ซึ่งอยู่ในช่วงของ Mesopore รองลงมาเป็น NaOH และ NaCl ซึ่งมีขนาด 2.32 nm และ 1.40 nm ตามลำดับ ในส่วนการวิเคราะห์ทางเคมีโดยใช้ FTIR พบหมู่ทำหน้าที่บนผิวของถ่านที่เตรียมจากสารกระตุ้นทั้ง 3 ชนิดว่ามีหมู่ไฮดรอกซิล (O-H) และหมู่คาร์บอนิล (C=O) เป็นหลัก อย่างไรก็ดีถ่านที่กระตุ้นด้วย NaOH ยังถูกพบโดลหะตกค้างอยู่อันนเองมาจากการใช้อุณห๓มิในการกระตุ้นต่ำเกินไป