"ถ่านดูดกลิ่น (Modified Activated Carbon) ประสิทธิภาพสูง
รับรองผลจากการศึกษาวิจัย การเพิ่มประสิทธิภาพของถ่านกัมมันต์
Increasing Adsorption Efficiency of Activated Carbon for H2S
Removal by Surface Oxidation and Metal Addition
โดย ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สมเกียรติ กรวยสวัสดิ์
อาจารย์ประจำหมวดวิชาวิทยาศาสตร์ประยุกต์ สำนักวิชาศึกษาทั่วไป มหาวิทยาลัยศรีปทุม"

คุณสมบัติพิเศษ
ใช้ขจัดกลิ่นไม่พึงประสงค์ต่างๆ เช่น กลิ่นที่เกิดจากอาหาร กลิ่นอับชื้น กลิ่นที่เกิดจากเชื้อโรค แบคทีเรียต่างๆ ซึ่งกลิ่นเหล่านี้ทำให้เกิดความรำคาญ และทำลายสุขภาพของคุณและคนที่คุณรัก ดังนั้น Black Smile จะทำให้คุณยิ้มได้ “กลิ่นหายสบายใจ”

วิธีใช้ผลิตภัณฑ์
วางไว้ในที่ที่มีกลิ่นไม่พึงประสงค์ เช่น ตู้เย็น รถยนต์ ตู้เสื้อผ้า ตู้รองเท้า ห้องน้ำ เป็นต้น อายุการใช้งาน 3 – 6 เดือน ขึ้นอยู่กับปริมาณของกลิ่น

สมบัติของถ่านกัมมันต์ตัวอย่าง
ถ่านกัมมันต์จากโรงงานที่ใช้ในการศึกษาเป็นถ่านชนิดเม็ดเตรียมได้จากกะลามะพร้าวและมีสมบัติเฉพาะดังแสดงในตารางที่ 1 สำหรับภาพที่ 1 แสดงโครงสร้างของถ่านกัมมันต์ตัวอย่างจากโรงงานด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) แสดงรูพรุนขนาดใหญ่ที่อยู่บนพื้ผิวถ่านกัมมันต์
 

ตาราง 1 สมบัติเฉพาะตัวของถ่านกัมมันต์ตัวอย่างจากโรงงานที่ใช้ในการศึกษา

 

Particle size: 1800-3600 μm

Micropore volume: 0.38 cm3/g

Micropore area: 878 m2/g

Particle density: 1516.0 kg/m3

Average pore size: 1.85 nm

BET surface area: 1119 m2/g

 

 

ภาพที่ 1 โครงสร้างของถ่านกัมมันต์จากโรงงานด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด

กระบวนการผลิตที่ได้มาตรฐานและเชื่อมั่นได้ในคุณภาพ
ถ่านกัมมันต์ CGC-11A เป็นชนิดเม็ดเกรดทั่วไปทางการค้า (commercial grade) ทำจากกะลามะพร้าวและมีขนาดอนุภาค 8 x 16 mesh (1800-3600 μm) วิธีการทดลองที่ใช้ในการศึกษาสมบัติของถ่านประกอบไปด้วยขั้นตอนต่อไปนี้ คือ การปรับปรุงถ่านกัมมันต์ให้มีลักษณะพิเศษโดยการออกซิเดชันและการเติมโลหะเพื่อใช้ในการดูดซับไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) ลักษณะโครงสร้างทางเคมีของถ่านกัมมันต์ตัวอย่างเป็นผลที่เกิดจากการออกซิไดส์ด้วยโอโซน (O3) และกรดไนตริก (HNO3) ซึ่งทำการตรวจสอบโดยใช้ FT-IR spectroscopy elements analyzer (CHNS/O) และBoehm’s titration ส่วนการหาความเข้มข้นของโลหะสังกะสีที่ได้จากการจุ่มชุ่ม (impregnated) ถ่านกัมมันต์ตัวอย่างในกระบวนการเติมโลหะ สามารถตรวจวัดด้วยเครื่องมือวิเคราะห์ที่เรียกว่า atomic absorption spectroscopy (AAs) นอกจาก นี้พื้นที่ผิวและปริมาตรของรูพรุนของถ่านกัมมันต์ ยังสามารถวิเคราะห์หาได้โดยการใช้เครื่องมือ BET analysis สำหรับการตรวจสอบการดูดซับในการบำบัดแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่ออกมาจากเบด(fixed-bed)ที่ใช้ดูดซับนั้นทำได้โดยใช้เครื่องมือที่เรียกว่า electrochemical sensor โดยสามารถดูวิธีการทดลองได้ดังภาพที่ 2-4

 

ภาพที่ 2 แสดงวิธีการดำเนินการวิจัยสำหรับตัวอย่างถ่านจากโรงงาน

ภาพที่ 2 ได้แสดงขั้นตอนการการตวจสอบถ่านกัมมันต์ตัวอย่างที่ได้จากโรงงานซึ่งยังไม่ได้ทำการปรับปรุง เพื่อทำการตรวจสอบสมบัติในด้านต่างๆ รวมถึงความจุในการใช้ดูดซับแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ จากนั้นจึงนำมาเติมโลหะโดยการแลกเปลี่ยนไอออน (ion exchange) แล้วนำมาหาความจุในการดูดซับแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ อีกครั้งหนึ่ง

 

 

ภาพที่ 3 แสดงวิธีการดำเนินการวิจัยสำหรับตัวอย่างถ่านที่ถูกออกซิไดส์ด้วย HNO3

ภาพที่ 3 ได้แสดงขั้นตอนการการตวจสอบถ่านกัมมันต์ตัวอย่างที่ได้จากโรงงานมาทำการปรับปรุงโดยการออกซิไดส์ (oxidization) ด้วยกรดไนตริก (HNO3) แล้วทำการตรวจสอบสมบัติในด้านต่างๆ รวมถึงความจุในการใช้ดูดซับแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ จากนั้นจึงนำมาเติมโลหะโดยการแลกเปลี่ยนไอออน (ion exchange) แล้วจึงนำมาหาความจุในการดูดซับแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ อีกครั้งหนึ่ง

 

ภาพที่ 4 แสดงวิธีการดำเนินการวิจัยสำหรับตัวอย่างถ่านที่ถูกออกซิไดส์ด้วย O3

ภาพที่ 4 ได้แสดงขั้นตอนการการตวจสอบถ่านกัมมันต์ตัวอย่างที่ได้จากโรงงานมาทำการปรับปรุงโดยการออกซิไดส์ (oxidization) ด้วยโอโซน (O3) แล้วทำการตรวจสอบสมบัติในด้านต่างๆ รวมถึงความจุในการใช้ดูดซับแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ จากนั้นจึงนำมาเติมโลหะโดยการแลกเปลี่ยนไอออน (ion exchange) แล้วจึงนำมาหาความจุในการดูดซับแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ อีกครั้งหนึ่ง

ผลการทดลอง
ถ่านกัมมันต์ตัวอย่างที่เติมโลหะสังกะสีมีผลให้ความจุของการดูดซับสูงกว่าถ่านกัมมันต์ที่ถูกออกซิไดส์ด้วย O3 หรือ HNO3 และถ่านกัมมันต์ตัวอย่างจากโรงงาน ณ อุณหภูมิ 10, 30 และ 45 องศาเซลเซียส ส่วนถ่านตัวอย่างที่ปรับปรุงด้วย 6.0 M HNO3 และเติมโลหะสังกะสีมีผลให้ความจุในการดูดซับ H2S ได้สูงสุด คำนวณได้ว่าเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการดูดซับได้ถึงร้อยละ 230 (24.72 mg-H2S/g-sample) ด้วยการนำมาเปรียบเทียบกับถ่านกัมมันต์ตัวอย่างจากโรงงานที่ยังไม่ได้ปรับปรุงที่อุณหภูมิ 45 องศาเซลเซียส นอกจากนี้ถ่านกัมมันต์ตัวอย่างที่ปรับปรุงด้วยการออกซิไดส์ด้วย O3 และเติมโลหะสังกะสีจะให้ประสิทธิภาพการดูดซับเพิ่มขึ้นร้อยละ 180 (19.24 mg-H2S/g-sample) เมื่อนำมาเปรียบเทียบกับถ่านกัมมันต์ตัวอย่างจากโรงงานที่ยังไม่ได้ปรับปรุงที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส สำหรับการทดลองที่อุณหภูมิต่ำสุด (10oC) ของตัวอย่างถ่านที่ถูกออกซิไดส์ด้วย O3 (reflux, 60 min) และเติมโลหะสังกะสีสามารถดูดซับได้ 24.19 mg-H2S/g-sample ให้ประสิทธิภาพสูงสุด สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซับร้อยละ106

บริษัท บี.เค. คาร์บอน พลัส จำกัด
56/120 หมู่ 7 ถนนพหลโยธิน 59 แขวงอนุสาวรีย์ เขตบางเขน กรุงเทพมหานคร 10220