การสังเคราะห์เรซินแลกเปลี่ยนไอออนชนิดไอออนบวกจากผักตบชวาที่ปรับสภาพด้วยกรดซิตริก

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการสังเคราะห์เรซินแลกเปลี่ยนไอออนชนิดไอออนบวกจากผักตบชวาโดยปฏิกิริยาเอสเทอร์ริฟิเคชันระหว่างเซลลูโลสในผักตบชวากับกรดซิตริก เพื่อใช้เป็นสารแลกเปลี่ยนไอออนในสารละลายน้ำ ในการทดลองนี้ได้ทำการศึกษาอุณหภูมิและเวลาที่เหมาะสมในการเกิดปฏิกิริยาที่ทำให้เรซินมีค่าความจุแลกเปลี่ยนไอออนสูงสุดในเทอมของปริมาณหมู่คาร์บอกซิลิกอิสระ โดยทำการทดลองที่อุณหภูมิ 110 องศาเซลเซียส ถึง 140 องศาเซลเซียส และเวลา 60 นาที ถึง 600 นาที ผลปรากฏว่า ค่าความจุเฉลี่ยสูงสุดของเรซินในสี่ชุดการทดลอง เท่ากับ 5.1044, 4.7377, 4.6285 และ 4.4229  มิลลิสมมูลย์ต่อกรัมเรซิน ตามลำดับ อย่างไรก็ตามค่าความจุไอออนของเรซินไม่ได้เพิ่มขึ้นตามการเกิดปฏิกิริยาที่เพิ่มสูงขึ้น เนื่องจากการเกิดการเชื่อมขวางขึ้นในโครงสร้างของเรซินหากใช้ความร้อนสูงหรือใช้เวลานาน  เมื่อนำเรซินดังกล่าวไปหาค่าการบวมตัวและความชื้นพบว่ามีค่าการบวมตัวระหว่าง 1.13 ถึง 1.33 เท่า และค่าความชื้นระหว่าง 3.16 ถึง 5.18 เปอร์เซ็นต์ เมื่อนำเรซินทั้งสี่ชนิดมาทำการศึกษาความสามารถในการดูดซับไอออนทองแดงในสารละลายน้ำ  (พีเอช 5, 24 ชั่วโมง) พบว่าประสิทธิภาพการดูดซับอยู่ในช่วงร้อยละ 55 ถึง 82 โดยเรซินที่สังเคราะห์ที่อุณหภูมิ 130 องศาเซลเซียส ใช้เวลา 240 นาที และ อุณหภูมิ 140 องศาเซลเซียส ใช้เวลา 180 นาที ให้ประสิทธิภาพการดูดซับไอออนทองแดงสูง จากผลการทดลองทั้งหมดสรุปได้ว่า อุณหภูมิและเวลาที่ใช้ในการเกิดปฏิกิริยาเอสเทอร์ริฟิเคชันนอกจากจะมีผลต่อค่าความจุแลกเปลี่ยนไอออนของเรซินแล้วยังมีผลต่อการบวมตัวและความชื้นของเรซิน ซึ่งทั้งสามปัจจัยล้วนมีผลต่อการแลกเปลี่ยนไอออนทองแดงในสารละลายน้ำทั้งสิ้น