Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
การสังเคราะห์อนุภาคคาร์บอนระดับนาโนเมตรที่มีสมบัติทางแม่เหล็กด้วยวิธีไพโรไลซิสของกลีเซอรอลและเฟอร์โรซีน เพื่อใช้กำจัดยาปฏิชีวนะ
Year (A.D.)
2017
Document Type
Thesis
First Advisor
Tawatchai Charinpanitkul
Second Advisor
Noriaki Sano
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Department (if any)
Department of Chemical Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมเคมี)
Degree Name
Doctor of Engineering
Degree Level
Doctoral Degree
Degree Discipline
Chemical Engineering
DOI
10.58837/CHULA.THE.2017.73
Abstract
Synthesis of magnetic carbon nanoparticles (M-CNPs) via nebulizing co-pyrolysis of glycerol and ferrocene with magnetic induction was successfully conducted. Experimental investigation on influence of synthesizing temperature and ratio of glycerol to ferrocene suggested that at 800 °C of synthesizing temperature with an initial weight ratio of glycerol to ferrocene of 3:1, the highest M-CNP synthesizing yield of 15.9 % was achieved. With the presence of magnetic induction, controlled synthesis of M-CNPs could be anticipated as a promising method for producing M-CNPs with high quality and high yield. Oxy-tetracycline (OTC) has been recognized as environmental contamination due to its over-dosage and leakage from agricultural activities. Among various alternatives for removal antibiotic, adsorption and advance oxidation via ozonation are promising because of their simplicity and effectiveness. Therefore, M-CNPs synthesized by nebulizing pyrolysis of glycerol and ferrocene were employed as an adsorbent and catalyst for removal of OTC from simulated wastewater. Adsorption efficiency of synthesized M-CNPs could be promoted when pH was between 3 and 7. These results would be ascribed to the influence electrostatic adsorption. It was found that adsorption of OTC on the synthesized M-CNPs obeyed the Langmuir adsorption model. Synergetic effects of adsorption and ozonation revealed that synthesized M-CNPs could significantly enhance the removal rate of OTC when compared to those of carbon black, graphite powder and ozonation. Moreover, M-CNPs could be easily separated from simulated wastewater by permanent magnetic bar. Finally, regeneration of spent M-CNPs revealed that M-CNPs exhibited excellent reusability.
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
การสังเคราะห์อนุภาคคาร์บอนระดับนาโนเมตรที่มีสมบัติทางแม่เหล็กสามารถสังเคราะห์ได้โดยวิธีการไพโรไลซิสระหว่างกลีเซอรอลและเฟอโรซีนที่ถูกป้อนแบบพ่นละอองภายใต้สภาวะเหนี่ยวนำด้วยแม่เหล็ก จากการทดลองเพื่อศึกษาผลกระทบอันเนื่องมาจากอุณหภูมิของการสังเคราะห์และสัดส่วนโดยน้ำหนักของกลีเซอรอลต่อเฟอโรซีนในการสังเคราะห์อนุภาคคาร์บอนระดับนาโนเมตรที่มีสมบัติทางแม่เหล็ก พบว่าที่อุณหภูมิการสังเคราะห์ 800 องศาเซลเซียส และ สัดส่วนโดยน้ำหนักของกลีเซอรอลต่อเฟอโรซีน 3 ต่อ 1 นั้นสามารถสังเคราะห์อนุภาคคาร์บอนระดับนาโนเมตรที่มีสมบัติทางแม่เหล็กโดยได้ร้อยละผลได้สูงที่สุดที่ 15.9 ซึ่งพบว่าการสังเคราะห์โดยมีการเหนี่ยวนำแม่เหล็กเป็นวิธีที่สามารถควบคุมการสังเคราะห์อนุภาคคาร์บอนระดับนาโนเมตรให้มีคุณภาพและร้อยละผลได้สูงขึ้น ออกซิเตตราไซคลีนถูกจัดให้เป็นสารปนเปื่อนทางสิ่งแวดล้อม เนื่องจากมีการนำมาใช้ในปริมาณมากและหลุดรอดออกมาจากกิจกรรมทางการเกษตรต่างๆ หลากหลายวิธีทางเลือกสำหรับการกำจัดยาปฏิชีวนะ ซึ่งวิธีการดูดซับและการย่อยสลายด้วยกระบวนการออกซิเดชั่นขั้นสูงด้วยการทำปฏิกิริยากับโอโซนเป็นวิธีที่เหมาะสมเนื่องจากเป็นวิธีที่ง่ายและมีประสิทธิภาพ ดังนั้นอนุภาคคาร์บอนระดับนาโนเมตรที่มีสมบัติทางแม่เหล็กที่สังเคราะห์ได้โดยวิธีการไพโรไลซิสระหว่างกลีเซอรอลและเฟอโรซีนที่ถูกป้อนแบบพ่นละอองจึงถูกนำมาใช้เป็นตัวดูดซับและตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับกำจัดออกซิเตตราไซคลินจากน้ำเสียสังเคราะห์ ประสิทธิภาพการดูดซับด้วยอนุภาคคาร์บอนระดับนาโนเมตรที่มีสมบัติทางแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้นเมื่ออยู่ในสภาวะพีเอชระหว่าง 3 ถึง 7 โดยสามารถอธิบายได้จากอิทธิพลการดูดซับด้วยแรงทางประจุไฟฟ้า การดูดซับออกซิเตตราไซคลีนด้วยอนุภาคคาร์บอนระดับนาโนเมตรที่มีสมบัติทางแม่เหล็กมีพฤติกรรมการดูดซับเป็นไปตามไอโซเทอมการดูดซับของแลงเมียร์ เมื่อผนวกอิทธิพลการดูดซับและการทำปฏิกิริยาด้วยโอโซนนั้นแสดงให้เห็นว่าอนุภาคคาร์บอนระดับนาโนเมตรที่สังเคราะห์ได้สามารถเพิ่มอัตราการกำจัดออกซิเตตราไซคลีนได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับคาร์บอนแบล็ค, ผงกราไฟต์และการทำปฏิกิริยากับโอโซนเพียงอย่างเดียว นอกจากนี้อนุภาคคาร์บอนระดับนาโนเมตรที่มีสมบัติทางแม่เหล็กสามารถแยกออกจากน้ำเสียสังเคราะห์โดยใช้แท่งแม่เหล็กถาวร ท้ายที่สุดการนำอนุภาคคาร์บอนระดับนาโนเมตรที่มีสมบัติทางแม่เหล็กที่ถูกใช้แล้วนำกลับมาใช้ใหม่พบว่าสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
Kerdnawee, Konrat, "Synthesis of Magnetic Carbon Nanoparticles Using Pyrolysis of Glycerol and Ferrocene for Antibiotic Removal" (2017). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 563.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/563