การสังเคราะห์และการศึกษาคุณลักษณะของซีโอไลต์จากแร่ดินขาว : รายงานการวิจัย

Abstract

การสังเคราะห์ซีโอไลต์จากดินขาวระนองและดินขาวลาปางประเทศไทย ในขั้นแรกจะต้อง ปรับปรุงคุณภาพดินขาวด้วยวิธีทางกายภาพและวิธีทางเคมี เพื่อให้ได้สารตั้งต้นที่มีสมบัติเหมาะสมต่อการนาไปใช้เตรียมซีโอไลต์ คือมีอัตราส่วนโดยโมลของซิลิกาต่ออะลูมินาสูงขึ้น วิธีทางกายภาพได้แก่การบด และการเผา การบดจะใช้สภาวะการบดที่ความเร็ว 300 รอบต่อนาที เป็นเวลา 60 นาที และ 120 นาที การเผาจะใช้สภาวะการเผาที่อุณหภูมิ 500 600 700 และ 800 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 3 ชั่วโมง การปรับปรุงคุณภาพด้วยวิธีทางเคมีทาได้โดยการทามาทาปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกที่ความเข้มข้น 2 M อัตราส่วนระหว่างดินขาวต่อสารละลายกรดซัลฟิวริกคือ 1:3 โดยน้าหนักต่อปริมาตร ดินที่ปรับปรุงคุณภาพแล้วนามาสังเคราะห์ซีโอไลต์ จากการทดลองพบว่าการปรับปรุงคุณภาพทากายภาพคือการเผาที่ 700 องศาเซลเซียส จะเป็นสภาวะที่เหมาะสมต่อการเตรียมสารตั้งต้นสาหรับการเตรียมซีโอไลต์ และสภาวะที่เหมาะสมในการเตรียมซีโอไลต์ คือ การทาปฏิกิริยากับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ความเข้มข้น 4 M อัตราส่วนระหว่างดินขาวที่ปรับปรุงคุณภาพต่อสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์คือ 1:4 โดยน้าหนักต่อปริมาตร อุณหภูมิที่ใช้ในการบ่ม คือที่ 70 องศาเซลเซียส เวลา 24 ชั่วโมง และอุณหภูมิที่ใช้ในการตกผลึกคือที่ 100 องศาเซลเซียส เวลา 48 ชั่วโมง ผลการศึกษาพื้นที่ผิวจาเพาะของซีโอไลต์ที่สังเคราะห์จากดินขาวระนองและดินขาวลปาง ด้วยเทคนิค BET พบว่ามีค่าเท่ากับ 589 m2/g และ 530 m2/g ค่าความสามารถแลกเปลี่ยนไอออนบวกของซีโอไลต์สังเคราะห์จากดินขาวระนองและดินขาวลาปางมีค่ามีค่า 1,500 มิลลิโมลต่อกิโลกรัม และ 1,200 มิลลิโมล ต่อกิโลกรัม และประสิทธิภาพของซีโอไลต์ที่สังเคราะห์จากดินขาวระนองและดินขาวลาปาง ในการกาจัด Zn2+ในน้าเสียสังเคราะห์มีค่าร้อยละ 88 และ ร้อยละ 82 ตามลาดับ ในการศึกษาครั้งนี้ได้ศึกษาคุณลักษณะดินขาวและซีโอไลต์ด้วยเทคนิคต่างๆคือ เอกซ์เรย์ดิฟแฟรกชันสเปคโตรสโคปี (X-ray diffraction spectroscopy) เอกซเรย์ฟลูออเรสเซนต์สเปคโตร สโคปี (X-ray fluorescence spectroscopy) ฟูเรียร์ทรานสฟอร์ม อินฟราเรด สเปคโตรสโคปี (Fourier transform infrared spectroscopy) อิเล็กตรอนพาราแมกเนติกเรโซแนนซ์ (Electron paramagnetic resonance spectroscopy) และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (Scanning electron microscopy)