การเตรียมวัสดุดูดซับจากพอลิเมอร์เพื่อใช้กำจัดโลหะหนักในน้ำอย่างมีประสิทธิภาพ

Abstract

พอลิ (ไกซิดิล เมทาไครเลท-โค-เมทิล เมทาไครเลท-โค-ไดไวนิล เบนซีน) ที่มีรูพรุนถูกสังเคราะห์โดยเทคนิคพอลิเมอไรเซชันแบบแขวนลอย โดยมอนอมเอร์ 2 ชนิดคือ ไกลซิดิล เมทาไครเลท และเมทิล เมทาไครเลท ที่มีไดไวนิล เบนซีน, เบนโซอิล เพอร์ออกไซด์ และพอลิไวนอลแอลกอฮอล์ เป็นสารเชื่อมโยงระหว่างโมเลกุล, สารริเริ่มปฏิกิริยา และสเตบิไลเซอร์ ตามลำดับ นำสารผสมทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 85 C' เป็นเวลา 8 ชั่วโมงภายใต้สภาวะไนโตรเจน โครงสร้างรูพรุนของเม็ดโคพอลิเมอร์ถูกเตรียมโดยใช้ เฮปเทน, โดเดคานอล, โทลูอีน และไซโคลเฮกชานอล เป็นสารสร้างรูพรุน, และถูกดัดแปลงโครงสร้างทางเคมีผ่านการเปิดวงอิพอกซี่โดยทำปฏิกิริยากับเอทิลีนไดเอมีน (EDA), ไดเอทิลีนไตรเอมีน (DETA) หรือไกลซีน (GLY) เพื่อเตรียมคีเลทติงเรซินสำหรับใช้เป็นวัสดุดูดซับ Cu(II), Ni(II) และ Cd(II) ไอออน เม็ดโคพอลิเมอร์ที่เตรียมได้ถูกวิเคราะห์การบวมตัวในตัวทำละลาย, เทคนิค sieve analysis, FT-IR, SEM และ BET surface area พฤติกรรมการดูดซับโลหะหนักของเม็ดโคพอลิเมอร์ถูกศึกษาภายใต้สภาวะต่าง ๆ ได้แก่ pH, เวลา และความเข้มข้นเริ่มต้นของสารละลายไอออนโลหะหนัก ประสิทธิภาพการดูดซับไอออนโลหะหนักในสารละลายไอออนเดี่ยวของเม็ดโคพอลิเมอร์ เท่ากับ 0.66, 0.61 และ 0.44 mmol/g สำหรับ Cu (II), Ni(II) และ Cd(II) ตามลำดับ พบว่าเมื่อนำเม็ดโคพอลิเมอร์กลับมาใช้ซ้ำสามารถขจัดไอออนโลหะหนักจากเม็ดโคพอลิเมอร์ด้วยสารละลาย 1 M HNO3 ภายใน 10 นาที โดยมีอัตราการขจัดไอออนโลหะหนักเท่ากับ 98% และหลังจากนำเม็ดโคพอลิเมอร์มาใช้ซ้ำ 10 ครั้งพบว่ามีประสิทธิภาพการดูดซับเท่ากับ 86% เมื่อเทียบกับค่าประสิทธิภาพการดูดซับเริ่มต้น. Porous poly(glycidyl methacrylate-co-methyl methacrylate-co-divinylbenzene) beads were synthesized by suspension polymerization. The beads were prepared from reaction mixtures containing of glycidyl methacrylate and methyl methacrylate (monomers), divinylbenzene (crosslinker), benzoyl peroxide (initiator) and polyvinyl alcohol (stabilizer). The reaction mixtures were polymerized at 85 C' for hours under nitrogen atmosphere. The porous structure of terpolymer beads could be obtained by addition of n-heptane, l-dodecanol, toluene or cyclohexanol as a porogen into the monimer phase. The amine-chelating beads were obtained through the chemical modification by ethylenediamine (EDA), diethylenetriamine (DETA) or glycine (GLY) that took place via the opening of epoxy rings for the removal of Cu(II), Ni(II) and Cd(II) ions. The adsorbent beads were characterized by sieve analysis, swelling behavior, FT-IR, SEM and BET surface area. The adsorption behavior of porous adsorbent towards heavy metal ions in aqueous solutions was studied at different experimental conditions; pH, time and initial concentration of metal ions solution. The adsorption capacities of the beads in their single-metal ion solutions were 0.66, 0.61 and 0.44 mmol/g for Cu(II), Ni(II) and Cd(II), respectively. When the beads-metal ion complexes were immersed in 1 M HNO3 solution for 10 min to release metal ions, the desorption rations exceeded 98%. After 10 cycles of adsorption-desorption operations, the adsorption efficiency value was 86% of the original value.