การใช้ผงเปลือกไข่เป็ดเป็นตัวดูดซับจากธรรมชาติในการกำจัดสีย้อมแอซิดและสีย้อมเบสิกในน้ำ
Utilization of Duck Eggshell Powder as Natural Adsorbent for the Removal of Acid and Basic Dye from Water
Keywords:
ผงเปลือกไข่เป็ด , จลนศาสตร์ของการดูดซับ , ไอโซเทอร์มของการดูดซับ, titan yellow , crystal violetAbstract
ปัจจุบันมีการนำสีย้อมสังเคราะห์เข้ามาใช้ในอุตสาหกรรมหลากหลายประเภท ทำให้มีการปนเปื้อนของสีย้อมดังกล่าวในน้ำทิ้งที่ปล่อยออกมา ผู้ประกอบการจึงต้องมีกระบวนการกำจัดสีย้อมเหล่านี้เพื่อไม่ให้ปนเปื้อนออกสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ อันจะส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ และอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพของผู้บริโภคด้วย เปลือกไข่เป็ดเป็นวัสดุเหลือทิ้งที่สามารถหาได้ง่ายจากร้านอาหารและโรงงานขนมไทย ในงาน วิจัยนี้ ผู้วิจัยสนใจที่จะกำจัดสีย้อมสังเคราะห์ประเภทสีย้อมเอซิด (acid dye) ที่มีชื่อว่า Titan yellow และสีย้อมสังเคราะห์ประเภทสีย้อมเบสิก (basic dye) ที่มีชื่อว่า Crystal violet ด้วยกระบวนการดูดซับโดยใช้ผงเปลือกไข่เป็ดเป็นตัวดูดซับ ผู้วิจัยได้ศึกษาผลของปริมาณตัวดูดซับ pH ของสารละลาย และความเข้มข้นของสารละลายสีย้อมที่มีต่อความสามารถในการดูดซับ รวมทั้งศึกษาจลนศาสตร์และไอโซเทอร์มของการดูดซับ จากผลการทดลองพบว่า ร้อยละการดูดซับ Titan yellow จากสารละลายที่ pH 5-8 มีค่าอยู่ในช่วง 84-92% ในขณะที่ร้อยละการดูดซับ Crystal violet จากสารละลายที่ pH 5-10 มีค่าใกล้เคียงกันคืออยู่ในช่วง 87-92% ทั้งนี้ความสามารถในการดูดซับจะลดลงเมื่อปริมาณตัวดูดซับเพิ่มขึ้นหรือความเข้มข้นเริ่มต้นของสีย้อมลดลง นอกจากนี้ จลนศาสตร์ของการดูดซับสีย้อมทั้ง 2 ชนิด ด้วยผงเปลือกไข่เป็ด สอดคล้องกับแบบจำลองจลนศาสตร์อันดับสองเทียม และไอโซเทอร์มของการดูดซับ Titan yellow และ Crystal violet สอดคล้องกับไอโซเทอร์มของฟรุนดลิช และแลงเมียร์ ตามลำดับ Synthetic dyes have been widely used in various industries. The wastewater contaminated with such dyes are then released to surface water, resulting in water pollution and human health. Hence, the dye removal is required in order to prevent the problems caused by the contamination of synthetic dye in water. Duck eggshells are waste material, which can be easily obtained from restaurant and Thai dessert factory. In this work, duck eggshells were used as adsorbent for the removal of titan yellow (acid dye) and crystal violet (basic dye) in aqueous solution. The effects of the pH of dye solution, absorbent dosage and initial dye concentration on the adsorption were investigated. It was found that the adsorption percentages were 84-92% and 87-92% for the titan yellow solutions at pH 5-8 and the crystal violet solutions at pH 5 -10, respectively. Either the increase of adsorption dosage or the decrease of dye concentration decreased the adsorption ability at equilibrium. The adsorption kinetics of both dyes fit well to the pseudo-second-order model. The equilibrium adsorption amounts of titan yellow and crystal violet followed the Freundlich and Langmuir isotherms, respectively.References
Benkhaya, S., Mrabet, S., & El Harfi, A. (2020). A review on classifications, recent synthesis and applications of textile dyes. Inorganic Chemistry Communications, 115, 107891.
Cheruiyot, G. K., Wanyonyi, W. C., Kiplimo, J. J., & Maina, E. N. (2019). Adsorption of toxic crystal violet dye using coffee husks: Equilibrium, kinetics and thermodynamics study. Scientific African, 5, 116-126.
De Angelis, G., Medeghini, L., Conte, A. M., & Mignardi, S. (2017). Recycling of eggshell waste into low-cost adsorbent for Ni removal from wastewater. Journal of Cleaner Production, 164, 1497-1506.
Habeeb, O. A., Yasin, F. M., & Danhassan, U. A. (2014). Characterization and application of chicken eggshell as green adsorbents for removal of H2S from wastewaters. Journal of Environmental Science, Toxicology and Food Technology, 8(11), 7-12.
Lellis, B., Fávaro-Polonio, C. Z., Pamphile, J. A., & Polonio, J. C. (2019). Effects of textile dyes on health and the environment and bioremediation potential of living organisms. Biotechnology Research and Innovation, 3, 275-290.
Mittal, A., Teotia, M., Soni, R. K., & Mittal, J. (2016). Applications of eggshell and eggshell membrane as adsorbents: A review. Journal of Molecular Liquids, 223, 376-387.
Ngadi, N., & Jusoh, W. N. S. W. (2013). Removal of ethyl orange dye using waste eggshell. Journal Teknologi, 64(1), 101-107.
Shakeri, S., Rafiee, Z., & Dashtian, K. (2020). Fe3O4‑Based Melamine-Rich Covalent Organic Polymer for simultaneous removal of Auramine O and Rhodamine B. Journal of Chemical & Engineering Data, 65, 696–705.
Shi, Q. X., Li, Y., Wang, L., Wang, J., & Cao, Y. L. (2020). Preparation of supported chitosan adsorbent with high adsorption capacity for Titan Yellow removal. International Journal of Biological Macromolecules, 152, 449-455.
Tsai, W. T., Yang, J. M., Lai, C. W., Cheng, Y. H., Lin, C. C., & Yeh, C. W. (2006). Characterization and adsorption properties of eggshells and eggshell membrane. Bioresource Technology, 97(3), 488-493.
Weisburger, J.H. (2002). Comments on the history and importance of aromatic and heterocyclicamines in public health. Mutation Research Fundamental of Molecular Mechanics and Mutagenesis, 506-507, 9-20.
Zhou, L., Zhou, H., Hu, Y., Yan, S., & Yang, J. (2019). Adsorption removal of cationic dyes from aqueous solutions using ceramic adsorbents prepared from industrial waste coal gangue. Journal of environmental management, 234, 245-252.
