ตัวอย่าง

J. Res. Unit Sci. Technol. Environ. Learning Vol. 8 No. 1 (2017) ถ่านกมั มนั ตจ์ ากวสั ดเุ หลือใช้ทางการเกษตรโดยการกระต้นุ ทางเคมี เพื่อการประยกุ ตใ์ ช้กาํ จดั สารมลพิษในน้ํา ธีรดิตถ์ โพธิตนั ติมงคล สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั บา้ นสมเดจ็ เจา้ พระยา กรงุ เทพมหานคร 10600 E-mail: [email protected] รบั บทความ: 21 เมษายน 2559 ยอมรบั ตีพิมพ:์ 9 พฤษภาคม 2560 บทคดั ยอ่ บทความฉบบั น้ีมวี ตั ถุประสงคเ์ พ่อื ทบทวน สรุปประเดน็ และเผยแพร่ความรู้เกย่ี วกบั การ เตรยี มถ่านกมั มนั ตจ์ ากวสั ดุเหลอื ใชท้ างการเกษตรดว้ ยวธิ กี ารกระตุน้ ทางเคมเี พอ่ื ใชก้ าํ จดั สารมลพษิ ในน้ํา ถ่านกมั มนั ต์เป็นวสั ดุท่มี ลี กั ษณะโครงสร้างทม่ี พี น้ื ทผ่ี วิ และปรมิ าตรรูพรุนสงู ประมาณ 600 – 2,400 ตารางเมตรต่อกรมั และ 0.20 – 1.00 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตรต่อกรมั ตามลําดบั โดยมธี าตุคารบ์ อน เป็นองคป์ ระกอบหลกั ประมาณรอ้ ยละ 80 – 90 ซง่ึ ไดจ้ ากวสั ดุเหลอื ใชท้ างการเกษตร เช่น ฟางขา้ ว ซงั - ขา้ วโพด กะลามะพรา้ ว ขยุ มะพรา้ ว เปลอื กปาลม์ ไมเ้ น้ือแขง็ ขนั้ ตอนในการเตรยี มถ่านกมั มนั ตม์ ี 2 ขนั้ ตอน คอื การคารบ์ อไนซ์ และการกระตุ้น ในขนั้ ตอนการกระตุ้นมี 2 วธิ ี ได้แก่ การกระตุ้นทาง กายภาพและการกระตุ้นทางเคมี เม่อื เปรยี บเทยี บการกระตุ้นทางกายภาพและทางเคมี พบว่า การ กระตุน้ ทางเคมมี กี ารศกึ ษาและนําไปใชง้ านมากกว่าการกระตุน้ ทางกายภาพ เน่ืองจากใชอ้ ณุ หภูมติ ่ํา และระยะเวลาน้อยในการกระตุ้น แต่ไดถ้ ่านกมั มนั ต์ท่พี น้ื ท่ผี วิ และปรมิ าตรรูพรุนสงู สารเคมที น่ี ิยม นํามาใชใ้ นการกระตุ้น ได้แก่ ซงิ ก์คลอไรด์ กรดฟอสฟอรกิ และโพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ ถ่านกมั - มนั ต์จากวสั ดุเหลอื ใชท้ างการเกษตรทผ่ี ลติ ไดม้ กี ารนําไปใชเ้ ป็นตวั ดูดซบั ในกระบวนการดูดซบั ซง่ึ เป็นการกําจดั สารมลพษิ ในน้ําทใ่ี ชง้ านอย่างแพร่หลาย และพบว่าถ่านกมั มนั ต์จากวสั ดุเหลอื ใชท้ าง การเกษตรสามารถกาํ จดั สารมลพษิ ต่างๆ ไดแ้ ก่ โลหะหนัก สยี อ้ ม สารกลุ่มฟีนอล สารฆา่ แมลง และ ศตั รพู ชื ในน้ําไดอ้ ยา่ งมปี ระสทิ ธภิ าพ คาํ สาํ คญั : ถ่านกมั มนต์ วสั ดเุ หลอื ใชท้ างการเกษตร การกระตุน้ การกาํ จดั สารมลพษิ 196

วารสารหน่วยวจิ ยั วทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสงิ่ แวดลอ้ มเพ่อื การเรยี นรู้ ปีท่ี 8 ฉบบั ท่ี 1 (2560) Activated Carbon from Agricultural Residues by Chemical Activation for the Application of Pollutant Removal in Water Theeradit Phothitontimongkol Chemistry Program, Faculty of Science and Technology, Bansomdejchaopraya Rajabhat University,Bangkok 10600, Thailand *E-mail: [email protected] Received: 21 April 2016 Accepted: 9 May 2017 Abstract The article aimed to focus on the literature reviews, summaries and disseminations of knowledge about the preparation of activated carbon from agricultural residues by chemical activation for the application of pollutant removal in water. The high surface area and pore volume of activated carbon is 600 – 2,400 m2/g and 0.20 – 1.00 cm3/g, respectively. Their component is consisted of 80 – 90% of carbon. Agricultural residues, e.g., rice straw, corncob, coconut shell, coconut coirpith, palm shell, hardwood, can be used for the preparation of activated carbon. The preparation of activated carbon comprises two steps including the carbonization and activation. In addition, the activation step can be classified into two methods: physical and chemical activation. Chemical activation is, however, applied to prepare activated carbon more than physical activation due to lower temperature and less time consuming with high surface area and pore volume of activated carbon. The chemical agents, such as ZnCl2 H3PO4 and KOH are favorably used for the activation. Activated carbons from agricultural residues are applied as absorbent in the adsorption process and widely used for the pollutants removal in water. It is found that the efficiency of activated carbon from agricultural residues can be used to remove the pollutants, e.g., heavy metals, dyes, phenols and pesticides, in water. Keywords: Activated carbon, Agricultural residues, Activation, Pollutant removal บทนํา งานแนวโน้มปี พ.ศ. 2558 เก่ยี วกบั การพฒั นา สาํ นกั งานเศรษฐกจิ อุตสาหกรรมไดร้ าย- และความกา้ วหน้าทางเศรษฐกจิ ของประเทศไทย 197

J. Res. Unit Sci. Technol. Environ. Learning Vol. 8 No. 1 (2017) เกดิ การขยายตัวอย่างสูงและต่อเน่ืองของภาค วัสดุตัง้ ต้นท่ีนํามาใช้เตรียมและผลิต อุตสาหกรรมต่าง ๆ ไดแ้ ก่ อุตสาหกรรมสงิ่ ทอและ ถ่านกมั มนั ตไ์ ดต้ อ้ งเป็นของแขง็ ทม่ี คี ารบ์ อนเป็น เคร่อื งนุ่งห่ม อุตสาหกรรมอาหารและการเกษตร องคป์ ระกอบ เช่น ชวี มวล (biomass) เซลลูโลส อุตสาหกรรมเหลก็ และเหลก็ กล้า อุตสาหกรรม (cellulose) พตี (peat) ลกิ ไนต์ (lignite) ถ่านหนิ รถยนต์ อุตสาหกรรมไฟฟ้าและอเิ ลคทรอนิกส์ (coal) (Mopoung, 2015) นอกจากน้ียังมีวัสดุ และอุตสาหกรรมปนู ซเี มนต์ จดั เป็นอตุ สาหกรรม ทางเลอื กอกี กลุ่มทส่ี ามารถใชใ้ นการเตรยี มถ่าน ทม่ี คี วามสาํ คญั และเกดิ การขยายตวั ทด่ี ขี น้ึ (Office กมั มนั ตไ์ ด้ และมกี ารศกึ ษาวจิ ยั อย่างมากคอื วสั ดุ of Industrial Economics, 2014) ในขณะเดยี วกนั เหลือใช้ทางการเกษตร (agricultural residues) กส็ ่งผลใหเ้ กดิ ปัญหาสง่ิ แวดลอ้ มต่าง ๆ โดยเฉพาะ เน่ืองจากหาไดง้ ่าย ราคาถูก และเป็นมติ รกบั สง่ิ - มลพษิ ทางแหล่งน้ําทม่ี กี ารปนเป้ือนทงั้ สารอนิ - แวดล้อม (Ioannidou and Zabaniotou, 2007; ทรยี ์ เช่น สยี อ้ ม (dye) สารฆ่าแมลงและศตั รูพชื Sayğili et al., 2015) เช่น เปลอื กแอพรคิ อต (apri- (pesticide) ฟีนอล (phenol) รวมทงั้ สารอนินทรยี ์ cot shell) ซงั ขา้ วโพด (corncob) เปลอื กมะพรา้ ว คอื โลหะหนกั (heavy metal) ทาํ ใหเ้ ป็นอนั ตราย (coconut husk) (Tan et al., 2008b) เปลือกขนุ น ต่อสงิ่ มชี วี ติ ทงั้ มนุษย์ สตั ว์ และพชื (Foo and Ha- (jackfruit peel) (Prahas et al., 2008) ไมม้ ะกอก meed, 2010; Omri et al., 2014; Zhaohong et al., ( olive tree wood) ( Ould-Idriss et al., 2011) 2014) เพ่ือป้องกนั การปนเป้ือนและควบคุมน้ํา เมลด็ มะกอก (olive stones) (Yakout and Sharaf, ทง้ิ จากแหลง่ อุตสาหกรรมทก่ี ลา่ วมา ใหม้ ปี รมิ าณ 2012) เครอื กล้วย (banana empty fruit bunch) สารอนิ ทรยี แ์ ละสารอนินทรยี ท์ เ่ี ป็นพษิ ลดน้อยลง (Sugumaran et al., 2012) เปลอื กปาลม์ น้ํามนั (oil อย่ใู นปรมิ าณทย่ี อมรบั ได้ จงึ จําเป็นต้องบําบดั น้ํา palm shell) (Hesas et al., 2013) ไมเ้ น้ือแขง็ (hard ท้ิงก่อนปล่อยสู่แหล่งน้ําธรรมชาติ โดยวิธีการ wood) (Yagmur et al., 2013) ลาํ ตน้ อนิ ทผลมั (date บาํ บดั มหี ลายวธิ แี ต่หน่ึงในวธิ ที ไ่ี ดร้ บั ความสนใจ stems) (Hadoun et al., 2013) กา้ นดาวเรอื ง (mari- และมกี ารศกึ ษาวจิ ยั อย่างต่อเน่ืองคอื การดูดซบั gold straw) (Qin et al., 2014) แกลบข้าว (rice (adsorption) เน่ืองจากราคาไมแ่ พง การบาํ บดั ใช้ husk) และกากกาแฟ (coffee husk) (Sayğili et al., เวลาน้อย การวางระบบใชอ้ ุณหภูมแิ ละความดนั 2015) วสั ดุเหลือใช้ทางการเกษตรเหล่าน้ีมีวิธี ปกติ และไม่ต้องใชส้ ารเคมใี นการปรบั สภาพน้ํา การเตรยี มเป็นถ่านกมั มนั ต์ 2 วธิ ี คอื การกระตุน้ เสยี (Moyo et al., 2013; Maneechakr, 2012) โดย ทางกายภาพ (physical activation) และการกระตุ้น ใชต้ วั ดดู ซบั (absorbent) ชนิดถ่านกมั มนั ต์ (acti- ทางเคมี (chemical activation) ซง่ึ วธิ กี ารกระตุ้น vated carbon) เน่ืองจากมพี น้ื ทผ่ี วิ และรพู รุนจาํ - ทางเคมเี ป็นวธิ ที ม่ี กี ารนํามาใชศ้ กึ ษาการเตรยี ม นวนมาก ทําใหม้ คี วามสามารถในการดูดซบั มล- ถ่านกัมมันต์กันอย่างแพร่หลาย เม่ือเปรียบ- พษิ สงู (Chaouch et al., 2014; Fathy et al., 2012; เทยี บกบั วธิ กี ระตุ้นทางกายภาพ เน่ืองจากมขี นั้ - Kaosuah et al., 2013; Moyo et al., 2013; Sayğili ตอนไม่ยุ่งยาก เวลาการกระตุน้ น้อย อุณหภูมใิ น et al., 2015; Singh et al., 2008; Suhu et al., การกระตุ้นต่ํา และถ่านกัมมนั ต์ท่ีได้มพี ้ืนท่ผี วิ 2010) และปรมิ าณรูพรุนสูง สารเคมที ่ไี ดร้ บั ความนิยม 198

วารสารหน่วยวจิ ยั วทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสง่ิ แวดลอ้ มเพ่อื การเรยี นรู้ ปีท่ี 8 ฉบบั ท่ี 1 (2560) นํามาใชใ้ นการกระตุ้นทางเคมี ไดแ้ ก่ ซงิ คค์ ลอ- phous carbon) โดยประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไรด์ (ZnCl2) (Sahu et al., 2010; Hesas et al. , เป็นองค์ประกอบหลกั ประมาณร้อยละ 80 – 90 2013; Sayğili et al., 2015) กรดฟอสฟอรกิ (H3PO4) และธาตุอ่ืน ๆ เป็นองค์ประกอบร่วมเพียงเลก็ ( Prahas et al., 2008; Ould-Idriss et al., 2011; น้อย เชน่ ออกซเิ จน ไฮโดรเจน กาํ มะถนั ไนโตร- Qin et al., 2014) และโพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ เจน ธาตุทเ่ี ป็นองคป์ ระกอบเหล่าน้ีวเิ คราะหโ์ ดย (KOH) (Ioannidou and Zabaniotou., 2007; Tan เทคนิคการวเิ คราะหห์ าปรมิ าณธาตุ (elemental et al., 2008a; Sugumaran et al., 2012; Mestre analysis, EA) ( Mestre et al., 2014; Monreno- et al., 2014) Castilla et al., 2001; Sun, K., and Jiang, 2010; Yagmur et al., 2013) สว่ นโครงสรา้ งของถ่านกมั งานวจิ ยั ต่าง ๆ ทก่ี ล่าวมา ประเทศไทย มนั ต์มลี กั ษณะเป็นรูพรุนจํานวนมากและมพี น้ื ท่ี น่าจะสามารถผลติ ถ่านกมั มนั ตจ์ ากวสั ดุเหลอื ใช้ ผวิ สงู (ภาพท่ี 1) โดยปรมิ าตรรพู รุน (pore volume) ทางการเกษตร เพ่อื ใชภ้ ายในประเทศและขยาย มีค่าประมาณ 0.20 ถึงมากกว่า 1.00 ลูกบาศก์ ตลาดเพ่ือการส่งออกได้ในอนาคต เน่ืองจาก เซนตเิ มตรต่อกรมั (cm3/g) และพน้ื ทผ่ี วิ (surface ประเทศไทยเป็นประเทศทางเกษตรกรรม ย่อมมี area) มคี ่าประมาณ 600 ถงึ มากกวา่ 2,400 ตาราง ผลพลอยได้เป็ นวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรท่ี เมตรต่อกรมั (m2/g) ขน้ึ อยู่กบั ชนิดของวสั ดุตงั้ - สามารถนํามาใช้ผลติ ถ่านกมั มนั ต์ได้ เช่น ฟาง ต้นและกระบวนการกระตุน้ (Virginia and Adrián, ข้าว แกลบ ชานอ้อย ทะลายปาล์ม (Vitidsant, 2012) ลกั ษณะทางกายภาพและปรมิ าณรูพรุน 2011) รวมทงั้ นําถ่านกมั มนั ต์จากวสั ดุเหลือใช้ และพน้ื ทผ่ี วิ ของถ่านกมั มนั ต์สามารถศกึ ษาดว้ ย ทางการเกษตรมาใช้เป็นตวั ดูดซบั ในกระบวนการ เคร่อื งจลุ ทรรศน์อเิ ลก็ ตรอนแบบสอ่ งกราด (scan- ดูดซบั เพ่ือใช้กําจดั สารมลพิษในน้ําก่อนปล่อย ning electron microscopy, SEM) แ ล ะ เ ค ร่ือ ง ออกสู่สิ่งแวดล้อม ดงั นัน้ วัตถุประสงค์ของบท- การตรวจวดั พน้ื ผวิ และความมรี พู รุนของสารตวั - ความน้ีเพ่อื สรุปและเผยแพร่เน้ือหาความรูจ้ าก อยา่ ง (surface area and porosity analysis, BET) งานวจิ ยั ต่าง ๆ ทเ่ี กย่ี วขอ้ งกบั การเตรยี มถ่านกมั ตามลําดบั (Bouchelta et al., 2008; Qin et al., มนั ตจ์ ากวสั ดุเหลอื ใชท้ างการเกษตรดว้ ยวธิ กี าร 2014; Saka, 2012) นอกจากน้ีโครงสร้างผลึก กระตุ้นทางเคมี และนําถ่านกมั มนั ต์จากวสั ดุเหลอื และหมู่ฟังก์ชนั ของถ่านกมั มนั ต์สามารถยนื ยนั ใชท้ างการเกษตรไปประยุกตใ์ ชใ้ นการกําจดั สาร ไดโ้ ดยการพสิ จู น์เอกลกั ษณ์ (charac-terization) มลพษิ ในน้ํา ด้วยเทคนิคการเล้ียวเบนของรงั สีเอ็กซ์ (x-ray ถา่ นกมั มนต์ diffraction spectroscopy, XRD) และเทคนิคฟู- เรยี รท์ รานสฟอรม์ อนิ ฟราเรด (fourier transform ถ่ านกัม มันต์เป็ นตัวดูดซับท่ีสามารถ infrared spectroscopy, FTIR) ( Hadoun et al., ผลิตได้จากการนําวัสดุทางธรรมชาติหรืออิน- 2013; Sricharoenchaikul et al., 2008) ทรีย์วตั ถุซ่ึงมีคาร์บอนและไฮโดรเจนเป็นองค์ ประกอบหลกั มาผ่านกระบวนการกระตุ้นจนได้ ถ่านกมั มนั ต์ยงั สามารถจําแนกได้เป็น ผลิตภณั ฑ์สดี ําในรูปคาร์บอนอสณั ฐาน (amor- ชนิดผง (powder) มขี นาดประมาณ 15 – 25 µm 199

J. Res. Unit Sci. Technol. Environ. Learning Vol. 8 No. 1 (2017) (a) ด้วยถ่านกมั มนั ต์จากวสั ดุเหลอื ใชจ้ ําพวกต้นกก (b) และตน้ ออ้ (reed biomass) (Fathy et al., 2012) ภาพท่ี 1 ลกั ษณะรพู รุนและพน้ื ทผ่ี วิ ของ (a) ถ่าน สยี อ้ มบําบดั โดยถ่านกมั มนั ตจ์ ากแกนผลมะกอก คารบ์ อน และ (b) ถ่านกมั มนั ตจ์ ากกลอ้ ง (olive cores) (Kaosuah et al., 2013) สารฆา่ แมลง จุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด และศตั รูพชื ถูกดดู ซบั โดยถ่านกมั มนั ตจ์ ากเมลด็ (ถ่ายโดย ธรี ดติ ถ์ โพธติ นั ตมิ งคล, 2558) อนิ ทผลมั (Salman et al., 2011) และโลหะหนัก ได้แก่ ตะกวั่ ไอออนดูดซบั ดว้ ยถ่านกมั มนั ต์จาก เปลอื กปาลม์ และกะลามะพรา้ ว (Rahman et al., 2014) จากงานวจิ ยั ทใ่ี ชถ้ ่านกมั มนั ตใ์ นการกาํ จดั มลพิษในน้ําจะเหน็ ได้ว่าวสั ดุตงั้ ต้นทน่ี ักวจิ ยั ให้ ความสนใจเพ่อื ใชใ้ นการเตรยี มถ่านกมั มนั ต์ คอื วสั ดเุ หลอื ใชท้ างการเกษตร ตาราง 1 คุณลกั ษณะทางกายภาพและเคมขี อง ถ่านกมั มนั ตช์ นดิ ผงและเมด็ คณุ ลกั ษณะ เกณฑม์ าตรฐานกาํ หนด ชนิดผง ชนดิ เกลด็ 1. ค่าไอโอดนี ≥ 600 ≥ 600 2. ความหนาแน่นปรากฏ 0.20 ถงึ ≥ 0.20 (g/cm3) 0.75 3. ความชน้ื (รอ้ ยละ) - ≤8 4. ความแขง็ (รอ้ ยละ) - ≥ 70 ท่ีมา: Temtarasilp, 2008; Vitidsant, 2011 และชนิดเกลด็ (granular) มขี นาดประมาณ 1 – 5 วสั ดเุ หลือใช้ทางการเกษตร มลิ ลเิ มตร (mm) ซง่ึ ทงั้ 2 ชนิดน้ีมกี ารใชง้ านจรงิ วสั ดุทางธรรมชาตหิ รอื บางครงั้ เรยี กว่า อย่างแพร่หลาย (Mopoung, 2015) อกี ทงั้ ประเทศ ไทยได้มกี ารกําหนดค่ามาตรฐานผลติ ภณั ฑอ์ ุต- วัสดุชีวมวล (biomass) ซ่ึงรวมถึงวสั ดุเหลอื ใช้ สาหกรรมคุณลกั ษณะทางกายภาพและทางเคมี ทางการเกษตร เป็นวสั ดุตงั้ ตน้ ทส่ี าํ คญั ในการใช้ ของถ่านกมั มนั ต์ชนิดผงและเกล็ด (มอก.900 – ผลติ ถ่านกมั มนั ต์ ซ่งึ ในประเทศไทยสามารถหา 2547) แสดงในตาราง 1 (Temtarasilp, 2008; ไดง้ ่ายและมปี รมิ าณมากเน่ืองจากเป็นประเทศท่ี Vitidsant, 2011) จากลกั ษณะคุณสมบตั ดิ งั กลา่ ว เจริญก้าวหน้าและมีรากฐานด้านการเกษตร- ทาํ ใหถ้ ่านกมั มนั ตม์ คี วามสามารถในการดดู ซบั สงู กรรมทช่ี ดั เจน ทําให้วสั ดุชนิดน้ีมตี ้นทุนต่ํา และ และนํามาใชบ้ าํ บดั สารมลพษิ ในน้ํา (Virginia and ไม่เป็นอนั ตรายต่อสง่ิ แวดลอ้ ม (Mopoung, 2015; Adrián, 2012) เช่น กําจดั สารมลพษิ กลุ่มฟีนอล Vitidsant, 2011;) นอกจากน้ยี งั เป็นการเพม่ิ คุณ- 200

วารสารหน่วยวจิ ยั วทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสงิ่ แวดลอ้ มเพ่อื การเรยี นรู้ ปีท่ี 8 ฉบบั ท่ี 1 (2560) ค่าทางการใชง้ านและเพม่ิ มลู ค่าทางเศรษฐกจิ ให้ มนั ต์ท่ีมพี ้นื ท่ผี ิวและรูพรุนท่ีมากพอ เน่ืองจาก กบั วสั ดุเหลอื ใชท้ างการเกษตรของประเทศไทย โอกาสทเ่ี ถ้าจะไปปิดกนั้ รพู รุนของคารบ์ อนภาย- ในปัจจุบนั โดยหลกั ในการพิจารณาเลือกวสั ดุ ในถ่านกมั มนั ต์กล็ ดลงตามปรมิ าณเถ้าจากวสั ดุ เหลือใช้ทางการเกษตรท่ีจะนํามาผลิตถ่านกมั - ตงั้ ต้น (Mopoung, 2015) ซง่ึ ตาราง 2 แสดงตวั - มนั ต์ คือ ปริมาณคาร์บอนสูง และปริมาณเถ้า อยา่ งวสั ดุเหลอื ใชท้ างการเกษตรทศ่ี กึ ษาจากงาน (ash) ต่าํ (สารอนินทรยี ์ หรอื แรธ่ าตุ) (Hesas et al., วจิ ยั ต่าง ๆ พบว่า มปี รมิ าณคารบ์ อนสงู มคี า่ ประ- 2013; Ioannidou and Zabaniotou, 2007) โดย มาณรอ้ ยละ 40 – 50 และปรมิ าณเถา้ ต่าํ ประมาณ วสั ดุตงั้ ตน้ ทม่ี ปี รมิ าณคารบ์ อนสงู จะสง่ ผลใหถ้ ่าน ร้อยละ 0.20 – 10.00 โดยน้ําหนัก จะเห็นได้ว่า กมั มนั ต์ท่ผี ลติ ได้มคี วามบรสิ ุทธขิ์ องคาร์บอนท่ี วสั ดุเหลอื ใชท้ างการเกษตรจากงานวจิ ยั มปี รมิ าณ สูงเช่นกนั อีกทงั้ ปริมาณเถ้าท่ตี ่ําในวสั ดุตัง้ ต้น คาร์บอนแปรผนั ตรงกนั ขา้ มกบั ปรมิ าณเถ้าเป็น เป็นสงิ่ ทแ่ี สดงใหเ้ หน็ ว่าสง่ิ ปนเป้ือนในวสั ดุตงั้ ตน้ สว่ นมาก กม็ นี ้อย เมอ่ื นํามาผลติ ถ่านกมั มนั ตจ์ ะไดถ้ ่านกมั - ตาราง 2 ตวั อย่างปรมิ าณคารบ์ อน และปรมิ าณเถา้ ในวสั ดุเหลอื ใชท้ างการเกษตร วสั ดเุ หลือใช้ทางการเกษตร ปริมาณคารบ์ อนก ปริมาณเถา้ (ร้อยละโดยนํ้าหนัก) (รอ้ ยละโดยน้ําหนัก) ขเ้ี ลอ้ื ยจากไมย้ างพารา (Srinivasakannan and Bakar, 2004) ไมเ้ บริ ค์ (birch wood) (Budinova et al., 2006) 43.98 0.74 สบ่ดู าํ (physic nut) (Sricharoenchaikul et al., 2008) 48.40 0.20 เปลอื กทเุ รยี น (durian shell) (Jun et al., 2010) 45.50 6.30 ฝักตน้ หางนกยงู ฝรงั ่ (delonix regia fruit pod) 39.30 4.84 (Sugumaran et al., 2012) 34.22 2.80 เครอื กลว้ ย (banana empty fruit bunch) (Sugumaran et al., 2012) 41.75 15.73 ไมเ้ น้ือแขง็ (Yagmur et al., 2013) เปลอื กปาลม์ น้ํามนั (Hesas et al., 2013) 49.02 0.38 เศษไมค้ อรก์ (Mestre et al., 2014) 54.70 7.20 กา้ นดาวเรอื ง (Qin et al., 2014) 56.30 1.80 กวเิ คราะหห์ าปรมิ าณธาตุ (elemental analysis) 46.73 – วสั ดุเหลอื ใชท้ างการเกษตรทจ่ี ะใชผ้ ลติ แบบหน่ึง โดยเผาวตั ถุดบิ ในทอ่ี บั อากาศทอ่ี ุณห- ถ่านกมั มนั ต์ต้องผ่านขนั้ ตอนการเตรยี ม ไดแ้ ก่ ภูมิ 200 – 500 องศาเซลเซยี ส หรอื เป็นการทํา การอบทาํ ใหแ้ หง้ บด และคดั ขนาด จากนนั้ นํามา ถ่านตามรแู้ บบภมู ปิ ัญญาชาวบา้ นทวั่ ไป ทาํ ใหไ้ ด้ ทําใหเ้ ป็นถ่านชาร์ (char) ขนั้ ตอนน้ีเรยี กว่า การ ปรมิ าณคารบ์ อนสูงมากขน้ึ และวตั ถุดบิ มรี ูพรุน คารบ์ อไนซ์ (carbonization) เป็นการไพโรไลซสิ ก่อนนําไปเขา้ ขนั้ การกระตุน้ นอกจากน้กี ารคาร-์ 201

J. Res. Unit Sci. Technol. Environ. Learning Vol. 8 No. 1 (2017) บอไนซย์ งั ช่วยกําจดั ธาตุและองคป์ ระกอบต่าง ๆ การเพมิ่ การใชพ้ ลงั งานอย่างมาก และเพม่ิ ค่าใช้ ไดแ้ ก่ ไฮโดรเจน ออกซเิ จน ไนโตรเจน และน้ํา จ่ายในทางออ้ ม ทงั้ ยงั ไม่สามารถควบคุมสมบตั ิ ออกมาในรูปของน้ํามนั ทาร์ และแก๊ส ทําใหเ้ กดิ ของถ่านชารใ์ หค้ งทไ่ี ด้ รวมถงึ พน้ื ทผ่ี วิ และรพู รนุ การจดั เรยี งตวั ของคารบ์ อนท่เี ป็นระเบยี บมากขน้ึ เกดิ ในปรมิ าณน้อย (Ioannidou and Zabaniotou, (Demiral et al., 2011;Temtarasilp, 2008; Vitid- 2007; Virginia and Adrián, 2012) sant, 2011) อย่างไรกต็ าม วธิ นี ้ีนักวจิ ยั ยงั ใชศ้ กึ ษา การกระต้นุ ในการเตรยี มถ่านกมั มนั ต์อย่างต่อเน่ือง Zhang ถ่านท่ีได้จากการนําวสั ดุเหลือใช้ทาง et al. (2004) เตรยี มถ่านกมั มนั ตจ์ ากไมโ้ อ๊ก (oak) แกนขา้ วโพด (corn hulls) และซงั ขา้ วโพด (corn การเกษตรผ่านขนั้ ตอนการคารบ์ อไนซจ์ ะถูกนํา stover) กระตุน้ ทอ่ี ุณหภูมิ 700 และ 800°C โดย มาเปลย่ี นแปลงโครงสรา้ งทางกายภาพใหม้ พี น้ื ท่ี การผา่ นแก๊สคารบ์ อนไดออกไซดป์ ระมาณ 2 ชวั่ - ผิวและความพรุนมากข้นึ จนได้เป็นผลิตภัณฑ์ โมง พบว่า ถ่านกมั มนั ต์ท่ีได้มีค่าพ้ืนท่ผี ิวประ- ถ่านกัมมันต์ และมีประสทิ ธภิ าพในการดูดซบั มาณ 400 – 1,000 m2/g และปรมิ าตรรพู รุนประ- สารมลพษิ ไดด้ ขี น้ึ (Acharya et al., 2009; Fathy มาณ 0.38– 0.66 cm3/g Bouchelta et al. (2008) et al., 2012; Kaosuah et al., 2013; Rahman et al., ใชเ้ มลด็ อนิ ทผลมั กระตุน้ ทางกายภาพดว้ ยไอน้ํา 2014; Salman et al., 2011 และ Singh et al., โดยใชอ้ ุณหภูมกิ ารไพโรไลซสิ และอุณหภูมกิ าร 2008) ขนั้ ตอนน้ีเรยี กว่า การกระตุน้ (activation) กระตุ้นท่ี 700°C เป็นเวลา 6 ชวั่ โมง พบว่า ถ่าน แบ่งได้ 2 วธิ ี คอื การกระตุน้ ทางกายภาพ (phy- กมั มนั ตท์ ผ่ี ลติ ไดม้ คี า่ พน้ื ทผ่ี วิ ประมาณ 635 m2/g sical activation) และการกระตุน้ ทางเคมี (chem- Demiral et al. (2011) ผลติ ถ่านกมั มนั ตจ์ ากกาก ical activation) ( Ioannidou and Zabaniotou, มะกอก (olive bagasse) อุณหภูมกิ ารไพโรไลซสิ 2007; Virginia and Adrián, 2012) สามารถอธิ- ท่ี 500°C ในบรรยากาศแก๊สไนโตรเจน จากนัน้ บายไดพ้ อสงั เขปดงั น้ี กระตุ้นดว้ ยไอน้ําทอ่ี ุณหภมู ิ 750 – 900°C พบว่า ปรมิ าตรรูพรุนมคี ่าเพม่ิ ขน้ึ เป็น 0.2981 – 0.6067 การกระต้นุ ทางกายภาพ นําถ่านทผ่ี า่ น cm3/g และค่าพ้ืนท่ผี ิวอยู่ในช่วงระหว่าง 523 – การคารบ์ อไนซม์ ากระตุน้ โดยใชแ้ กส๊ คารบ์ อนได- 1,106 m2/g Lo et al. (2012) เตรยี มถ่านกมั มนั ต์ ออกไซด์ (CO2) หรอื ไอน้ําทอ่ี ณุ หภูมกิ ระตุน้ (ac- จากไมไ้ ผด่ ว้ ยการกระตุน้ ทางกายภาพ ใชอ้ ุณหภูมิ tivation temperature) ประมาณ 600 – 950°C การคารบ์ อไนซ์ท่ี 600°C และอุณหภูมกิ ารกระ- นอกจากน้ียงั มกี ารรายงานเกย่ี วกบั อุณหภูมกิ าร ตุน้ ท่ี 800°C เป็นเวลา 1 ชวั่ โมง พบว่า ถ่านกมั คารบ์ อไนซข์ องการกระตุน้ ทางกายภาพทเ่ี ตรยี ม มันต์ท่ีผลิตได้มีค่าพ้ืนท่ีผิวประมาณ 464.70 – จากวสั ดุเหลอื ใชท้ างการเกษตร พบว่า มกี ารใช้ 589.65 m2/g สําหรับข้อดีของการกระตุ้นทาง อุณหภูมิการคาร์บอไนซ์สูงประมาณ 400 – กายภาพ คอื ไม่ต้องใชส้ ารเคมี ทาํ ใหไ้ มเ่ กดิ การ 850°C และบางวตั ถุดิบใช้อุณหภูมิการคาร์บอ กดั กร่อนในกระบวนการ และไมต่ อ้ งเสยี เวลาลา้ ง ไนซส์ งู ถงึ 1,000°C ซง่ึ อุณหภูมสิ องขนั้ ตอนจาก สารเคมที ่ตี กค้าง (Ioannidou and Zabaniotou, การคารบ์ อไนซแ์ ละการกระตุน้ ทางกายภาพเป็น 202

วารสารหน่วยวจิ ยั วทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสงิ่ แวดลอ้ มเพ่อื การเรยี นรู้ ปีท่ี 8 ฉบบั ท่ี 1 (2560) 2007; Virginia and Adrián, 2012) กระตุ้นท่ีอุณหภูมิ 850°C เป็นเวลา 2 ชัว่ โมง การกระต้นุ ทางเคมี เป็นการเพม่ิ พน้ื - พบว่า คา่ พน้ื ทผ่ี วิ และปรมิ าตรรพู รนุ ของถ่านกมั - มนั ตจ์ ากเปลอื กมะพรา้ วเท่ากบั 1,940 m2/g และ ท่ผี วิ และรูพรุนของวตั ถุดบิ ดว้ ยการกระตุ้นโดย 1.143 cm3/g ตามลาํ ดบั Saka (2012) นําเปลอื ก ใชส้ ารเคมที อ่ี ุณหภูมกิ ารกระตุน้ ประมาณ 400 – ต้นโอ๊คมาใช้ในการเตรยี มถ่านกมั มนั ต์กระตุ้น 600°C ข้ึนอยู่กับชนิดของวตั ถุดิบท่ีใช้เตรียม ดว้ ยสารละลาย ZnCl2 เขม้ ขน้ รอ้ ยละ 50 ใชอ้ ุณห- ถ่านกมั มนั ตแ์ ละสารเคมที ใ่ี ช้ในการกระตุ้น สาร ภูมกิ ารกระตุน้ 600°C ในบรรยากาศแกส๊ ไนโตร- เคมที ่นี ิยมใชส้ ่วนมากมสี มบตั กิ ารดูดน้ํา (dehy- เจน (N2) เป็นเวลา 30 นาที มีค่าพ้ืนท่ีผิวและ drating agent) ได้แก่ ZnCl2 KOH และ H3PO4 ปรมิ าตรรพู รนุ เท่ากบั 1,289 m2/g และ 0.201 cm3/g แต่สารเคมเี หล่าน้ีมสี ภาวะกดั กรอ่ นได้ ทาํ ใหร้ ูป- ตามลําดบั นอกจากการใช้ KOH และ ZnCl2 ใน แบบการกระตุน้ ทางเคมี มขี อ้ เสยี คอื เกดิ การกดั ปีเดยี วกนั Yakout and Sharaf (2012) ใช้เมลด็ กร่อนระหว่างกระบวนการกระตุ้น ทาํ ใหอ้ ุปกรณ์ มะกอกกระตุ้นด้วยสารละลาย H3PO4 เข้มข้น และเคร่ืองมือต้องออกแบบมาเป็ นกรณีพิเศ ษ รอ้ ยละ 80 โดยมวล ทอ่ี ุณหภูมิ 500°C เป็นเวลา ต้องเสยี เวลาในการล้างสารเคมตี กค้าง และเกดิ 2 ชวั่ โมง ค่าพ้ืนท่ีผิวและปรมิ าตรรูพรุนเท่ากบั ค่าใชจ้ ่ายเพมิ่ ขน้ึ ในทางตรงกนั ขา้ ม เม่อื พจิ ารณา 1,218 m2/g และ 0.6 cm3/g ตามลําดบั Yagmur ขอ้ ดแี ละประโยชน์ของการกระตุน้ ทางเคมี ไดแ้ ก่ et al. (2013) นําไมเ้ น้ือแขง็ กระตุ้นทางเคมดี ว้ ย ใชอ้ ุณหภมู กิ ารกระตุน้ ต่าํ ทาํ ใหป้ ระหยดั พลงั งาน สารละลาย H3PO4 เข้มข้นร้อยละ 85 ในอัตรา ขนั้ ตอนการคาร์บอไนซแ์ ละการกระตุ้นเป็นขนั้ - ส่วนการแช่โดยมวล 2 (H3PO4) ต่อ 1 (ไม้เน้ือ ตอนเดียวกัน ทําให้ใช้เวลาการกระตุ้นน้อยลง แขง็ ) ท่อี ุณหภูมกิ ารกระตุ้น 450°C เป็นเวลา 1 แต่อาจมกี ารแยกขนั้ ตอนระหว่างการคารบ์ อไนซ์ ชัว่ โมง มีค่าพ้ืนท่ีผิวและปริมาตรรูพรุนเท่ากบั และการกระตุน้ ออกจากกนั ไดต้ ามความเหมาะ- 2,143 m2/g และ 1.474 cm3/g ตามลาํ ดบั และ Qin สมของวตั ถุดบิ และสารเคมที ใ่ี ชง้ าน และทส่ี าํ คญั et al. (2014) กระตุ้นก้านดาวเรืองด้วยสารละ- ผลติ ภณั ฑถ์ ่านกมั มนั ต์ท่ไี ดจ้ ากการกระตุ้นทาง ลาย H3PO4 ทอ่ี ุณหภูมิ 400°C เป็นเวลา 2 ชวั่ - เคมมี พี ้นื ท่ผี วิ และรูพรุนสงู (Ioannidou and Za- โมง อตั ราสว่ นการแช่โดยมวล 2 (H3PO4) ต่อ 1 baniotou, 2007; Temtarasilp, 2 0 0 8 ; Virginia (ก้านดาวเรือง) ค่าพ้ืนท่ีผิวและปริมาตรรูพรุน and Adrián, 2012; Vitidsant, 2011) เทา่ กบั 1,344.23 m2/g และ 0.91 cm3/g ตามลาํ ดบั นักวิจยั หลายท่านได้นําวธิ กี ารกระตุ้น เม่ือเปรียบเทียบวิธีการกระตุ้นทาง ทางเคมมี าใช้ศกึ ษาการเตรยี มถ่านกมั มนั ต์จาก กายภาพและการกระตุ้นทางเคมจี ากงานวจิ ยั ท่ี วสั ดุเหลอื ใชท้ างการเกษตรหลายชนิด เช่น Tan เก่ยี วขอ้ ง กระบวนการกระตุ้นทางเคมีขนั้ ตอน et al. (2008b) ใชเ้ ปลอื กมะพรา้ วโดยใชอ้ ณุ หภมู ิ การกระตุน้ เกดิ ขน้ึ เพยี งขนั้ ตอนเดยี วโดยใชอ้ ุณห- การทาํ เป็นถ่านท่ี 700°C เป็นเวลา 2 ชวั่ โมง จาก- ภูมแิ ละเวลาในการกระตุน้ ทน่ี ้อยกว่า ส่งผลใหม้ ี นนั้ นําถ่านทไ่ี ด้ แชใ่ นสารละลาย KOH ดว้ ยอตั รา การใชพ้ ลงั งานทน่ี ้อยลงซง่ึ เป็นการลดตน้ ทุนทาง ส่วนการแช่ (ร้อยละโดยมวล) 1 ต่อ 1 ของสาร หน่ึงในการผลติ ถ่านกมั มนั ต์ แต่กลบั ใหพ้ น้ื ทผ่ี วิ ละลาย KOH ต่อถ่านเปลอื กมะพร้าว และนําไป 203

J. Res. Unit Sci. Technol. Environ. Learning Vol. 8 No. 1 (2017) และปรมิ าตรความพรุนทม่ี ากกว่าการกระตุ้นทาง เคมจี งึ มกี ารนํามาใชเ้ ตรยี มถ่านกมั มนั ตจ์ ากวสั ดุ กายภาพ ถ่านกมั มนั ตท์ ผ่ี ลติ ไดม้ รี ูพรุนขนาดไม เหลอื ใชท้ างการเกษตรอย่างมาก (Acharya et al., โครท่ีดีและกระจายตวั สม่ําเสมอ รวมถึงรอ้ ยละ 2009; Fathy et al., 2012; Kaosuah et al., 2013) ผลได้ (% yield) ของถ่านกมั มนั ต์มคี ่าสงู และแร่ ทงั้ น้ีสารเคมที น่ี ํามาใชใ้ นการกระตุน้ ทางเคมเี ป็น ธาตุท่ีเป็นองคป์ ระกอบปนเป้ือนถูกกําจดั ให้ลด สง่ิ ทส่ี าํ คญั ซง่ึ จากงานวจิ ยั ทไ่ี ดศ้ กึ ษา พบว่า H3PO4 ลง นอกจากน้ีเม่ือพ้ืนท่ีผิวและปริมาตรรูพรุน ZnCl2 และKOH นิยมนํามาใชก้ ระตุน้ ทางเคมโี ดย เพมิ่ ขน้ึ โอกาสทจ่ี ะใชใ้ นการกาํ จดั มลพษิ ในน้ําจะ ใชว้ ตั ถุดบิ เป็นวสั ดุเหลอื ใชท้ างการเกษตรดงั ใน มีประสทิ ธภิ าพทด่ี ีขน้ึ ดงั นัน้ วธิ ีการกระตุ้นทาง ตาราง 3 ตาราง 3 วสั ดเุ หลอื ใชท้ างการเกษตรทใ่ี ชเ้ ตรยี มถ่านกมั มนั ตด์ ว้ ยวธิ กี ารกระตุน้ โดยสารเคมี วสั ดเุ หลือใช้ทางการเกษตร อณุ หภมู ิในการ อตั ราส่วนการแช่สารเคมี ค่าพืน้ ท่ีผิว กระต้นุ (๐C) ต่อวตั ถดุ ิบ (โดยมวล) (m2/g) กระต้นุ โดยใช้สารละลาย H3PO4 กา้ นดาวเรอื ง (Qin et al., 2014) 400 2 1,344 ไมไ้ ผ่ (Liu et al., 2014 ) 400 - 1,692 เมลด็ มะกอก (Yakout and Sharaf, 2012) 500 - 1,218 ลาํ ตน้ อนิ ทผลมั (Hadoun et al., 2013) 550 2 1,455 เปลอื กขนุน 550 4 1,250 กระต้นุ โดยใช้สารละลาย ZnCl2 เปลอื กมะพรา้ ว 500 1 1,275 เปลอื กปาลม์ น้ํามนั (Hesas et al., 2013) 500 0.65 1,672 เปลอื กมะพรา้ ว (coirpith) 700 1 750 เมลด็ ลกู พชี (peach stones) 800 2.5 2,050 กระต้นุ โดยใช้สารละลาย KOH แกนฝักขา้ วโพด (corn cobs) 550 2 1,350 ลาํ ตนั อนิ ทผลมั (stem of date palm) 600 3 950 เปลอื กมนั สาํ ปะหลงั (cassava peel) 750 2.5 1,600 กากกาแฟ (coffee endocarp) 850 2 1,600 เปลอื กมะพรา้ ว (Tan et al., 2008) 850 1 1,940 ที่มา: ดดั แปลงจาก Virginia and Adrián, 2012 จากตาราง 3 เม่อื เปรยี บเทยี บอุณหภมู ิ ชนดิ มคี ่าใกลเ้ คยี งกนั คอื 1,391 1,407 และ 1,488 ในการกระตุ้น พบว่า H3PO4 ใชอ้ ุณหภูมใิ นการ m2/g ตามลาํ ดบั นอกจากน้ีเม่อื พจิ ารณาขอ้ ดขี อ้ กระตุ้นน้อยท่ีสุด (400 – 600°C) รองลงมาคือ เสยี ของสารเคมแี ต่ละชนดิ พบวา่ KOH มสี ภาวะ ZnCl2 (500 – 800°C) และ KOH (550 – 850°C) กดั กร่อนและเป็นสารเคมอี นั ตราย ZnCl2 สามารถ ตามลําดบั แต่ค่าพน้ื ทผ่ี วิ เฉลย่ี จากสารเคมที งั้ 3 เกดิ เป็นสารประกอบกลุ่มซงิ ค์ท่มี คี วามเสย่ี งต่อ 204

วารสารหน่วยวจิ ยั วทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสง่ิ แวดลอ้ มเพ่อื การเรยี นรู้ ปีท่ี 8 ฉบบั ท่ี 1 (2560) ส่ิงแวดล้อม รวมทัง้ ถ่านกมั มันต์ท่ีได้จากการ ศกึ ษาอย่างแพร่หลายเพ่อื แสดงให้เหน็ ว่า ถ่าน กระตุ้นด้วย ZnCl2 ไม่สามารถนํามาใช้กบั กลุ่ม กมั มนั ต์จากวสั ดุเหลอื ใชท้ างการเกษตรสามารถ อุตสาหกรรมยาและอาหารได้ เน่ืองจากจะเกดิ ใช้กําจัดสารมลพิษในน้ําได้หลายชนิดอย่างมี การปนเป้ือนในผลติ ภณั ฑ์ สว่ น H3PO4 สามารถ ประสทิ ธภิ าพทด่ี ี นํากลบั มาใชใ้ หม่ได้ และใชพ้ ลงั งานต่ํา (Yakout and Sharaf, 2012; Virginia and Adrián, 2012; ถา่ นกมั มนั ตก์ บั การกาํ จดั สารมลพิษในนํ้า Vitidsant, 2011) ข้อมูลเหล่าน้ีเป็นเพียงส่วนหน่ึง วธิ ีการกําจดั สารมลพษิ ปนเป้ือนในน้ํา ในการใช้พจิ ารณาเพ่อื เลอื กสารเคมที ใ่ี ช้กระตุน้ เสยี มหี ลายวธิ ี ไดแ้ ก่ การตกตะกอนดว้ ยสารเคมี เท่านนั้ ทงั้ น้ีขน้ึ กบั ลกั ษณะของวสั ดุเหลอื ใชท้ าง (chemical coagulation) มีค่าใช้จ่ายสําหรบั สาร การเกษตรท่นี ํามาใช้เตรยี มถ่านกมั มนั ต์ต้องมี เคมที ่ีใชส้ ร้างตะกอน และกากตะกอนท่เี กดิ ขน้ึ การศึกษาสภาวะท่เี หมาะสมท่ใี ชใ้ นการกระตุ้น จากวธิ นี ้ีมคี า่ ใชจ้ า่ ยในการกาํ จดั การแลกเปลย่ี น ต่อไป เพ่ือให้ได้ถ่านกมั มนั ต์ตามท่ีต้องการกบั ไอออน (ion exchange) ต้องใชเ้ รซนิ ทน่ี ําเขา้ จาก งานทใ่ี ช้ ต่างประเทศ ทาํ ใหเ้ กดิ ค่าใชจ้ ่ายสงู ขน้ึ การบาํ บดั การใช้งานถ่านกัมมันต์ในปัจจุบันมี ดว้ ยโอโซน (ozone treatment) มรี าคาตน้ ทุนสงู ความเกย่ี วขอ้ งและเป็นประโยชน์ต่อภาคอตุ สาห- และการติดตงั้ ระบบยุ่งยาก และเทคโนโลยเี ย่อื กรรมเพ่อื กาํ จดั สงิ่ ปนเป้ือนในสารละลายใหบ้ รสิ ทุ ธิ์ แผ่น (membrane technology) ปัญหาเกิดการ กอ่ นนําเขา้ กระบวนการผลติ ทาํ ใหไ้ ดผ้ ลติ ภณั ฑท์ ่ี อุดตนั ของของเสยี ตามแผน่ เยอ่ื ทําใหต้ อ้ งใชแ้ รง สะอาดในการอุปโภคและบรโิ ภค เช่น อุตสาห- ดนั สงู และตอ้ งใชส้ ารเคมใี นการทาํ ความสะอาด กรรมการผลติ น้ําตาล อุตสาหกรรมการผลติ แป้ง ระบบ จากวธิ กี ารบําบดั ต่าง ๆ เม่อื เปรยี บเทยี บ อุตสาหกรรมผลิตยา อุตสาหกรรมอาหารและ วธิ กี ารดูดซบั ดว้ ยตวั ดดู ซบั ชนิดถ่านกมั มนั ต์ วธิ ี เคร่ืองด่มื และอุตสาหกรรมปิโตรเลียม เป็นต้น น้ีเป็นวธิ ที ไ่ี ดร้ บั ความนิยม เน่ืองจากตน้ ทนุ ต่าํ ใช้ ใชเ้ ป็นตวั เร่งปฏกิ ริ ยิ า (catalyst) และสารรองรบั เวลาในการบําบดั น้อย สามารถใช้งานในสภาพ ตวั เร่งปฏกิ ริ ยิ า (catalyst supports) (Vitidsant, อณุ หภมู แิ ละความดนั ปกตไิ ด้ และการปรบั สภาพ 2011; Suhu et al., 2010; Mopoung, 2015) แต่ น้ําเสยี ไม่ตอ้ งใชส้ ารเคมี (Kaosuah et al., 2013; สาํ หรบั การนําไปใชง้ านทจ่ี ะกล่าวถงึ ในบทความ Maneechakr, 2012; Moyo et al., 2013) รวมถงึ ฉบบั น้ี คอื การใช้ถ่านกมั มนั ต์จากวสั ดุเหลอื ใช้ มปี ระสทิ ธภิ าพท่ดี ใี นการกําจดั สารมลพษิ ในน้ํา ทางการเกษตรเพ่อื กําจดั สารมลพษิ ในน้ําเน่ือง- เพราะมพี น้ื ทผ่ี วิ และปรมิ าตรรูพรุนทเ่ี พมิ่ ขน้ึ จาก จากเล็งเห็นถึงการขยายตัวของภาคอุตสาห- การกระตุน้ ทางเคมที าํ ใหถ้ ่านกมั มนั ตม์ คี า่ ความจุ กรรมต่าง ๆ มากมายในประเทศไทยดงั ทก่ี ล่าว การดูดซบั (adsorption capacity) ท่สี งู ขน้ึ สามารถ ไวข้ า้ งตน้ ซง่ึ อาจสง่ ผลใหม้ โี อกาสเสย่ี งอยา่ งมาก ดดู ซบั สารมลพษิ ไดม้ ากขน้ึ โดยสารมลพษิ ในน้ํา ท่จี ะเกดิ การปนเป้ือนของสารมลพษิ ในน้ําออกสู่ ท่มี ีการศึกษาการกําจดั ด้วยถ่านกมั มนั ต์ท่ผี ่าน สง่ิ แวดล้อม ซ่ึงข้อมูลการนําไปใช้ในบทความ กระตุน้ ทางเคมี ไดแ้ ก่ สารมลพษิ กลุ่มโลหะหนกั ฉบับน้ีจะมุ่งประเด็นสรุปจากงานวิจยั ท่ีมีการ และสารมลพษิ กลุ่มสารอนิ ทรยี ์ 205

J. Res. Unit Sci. Technol. Environ. Learning Vol. 8 No. 1 (2017) สารมลพิษกลุ่มโลหะหนัก Kobya et al. Hg2+ ในสารละลายถูกดูดซบั โดยใชถ้ ่าน (2005) ใช้เมล็ดแอพริคอต Jyotikusum et al. กมั มนั ตจ์ ากไมเ้ บริ ก์ (birch wood) (Budinova et al., (2009) ใชไ้ มม้ ะขาม และ Rahman et al. (2014) 2006) และกระดุมมะพร้าวเหลือทง้ิ (Anirudhan ใช้เปลือกปาล์มและกะลามะพร้าวในการผลิต and Sreekumari, 2011) พบว่า ร้อยละของประ- ถ่านกมั มนั ต์ เพ่อื ใชใ้ นการกาํ จดั ไอออนของโคร- สทิ ธภิ าพการดดู ซบั Hg2+ ในสารละลายมคี ่ามาก เมียม (VI) (Cr6+) และตะกัว่ (II) (Pb2+) ในน้ํา กว่า 90 ท่คี ่าความเป็นกรด–เบส (pH) ของสาร พบวา่ ถ่านกมั มนั ตท์ ผ่ี ลติ ไดจ้ ากวสั ดุเหลอื ใชท้ าง ละลายประมาณ 6.0 จลนศาสตรก์ ารดูดซบั สอด การเกษตรทก่ี ล่าวมาสามารถดดู ซบั โลหะหนกั ทงั้ คลอ้ งกบั แบบ pseudo-second-order ไอโซเทอร์ม 2 ชนิดได้ ไอโซเทอรม์ และจลนศาสตรก์ ารดูดซบั การดดู ซบั เป็นไปตามสมการแลงเมยี ร์ และฟรุน- (adsorption isotherms and kinetics) เป็นไปตาม ดลชิ (Freundlich) ของถ่านกมั มนั ตจ์ ากไมเ้ บริ ์ค สมการแลงเมยี ร์ (Langmuir) และ pseudo-sec- และกระดุมมะพร้าวเหลอื ทง้ิ ตามลําดบั และค่า ond-order ตามลําดบั และค่าความจุการดูดซบั ความจุการดดู ซบั สงู สดุ ในการดดู ซบั Hg2+ ในสาร สูงสุด (maximum adsorption capacity) ของถ่าน ละลายของถ่านกมั มนั ต์จากไมเ้ บริ ค์ และกระดุม กมั มนั ตจ์ ากเมลด็ แอพรคิ อต ไมม้ ะขาม และเปลอื ก มะพรา้ วเหลอื ทง้ิ คอื 160.00 และ 78.84 mg/g ตาม ปาลม์ ในการดดู ซบั Cr6+ ในสารละลายคอื 34.70 ลาํ ดบั 28.01 และ 46.30 mg/g ตามลาํ ดบั สว่ นค่าความ จุการดูดซบั สงู สุดของถ่านกมั มนั ต์จากเมลด็ แอ- Cd2+ ในสารละลายมกี ารศกึ ษาการดูด พลิคอต ไม้มะขาม เปลอื กปาล์ม และกะลามะ- ซบั โดย Kadirvelu and Namasivayam (2003) และ พรา้ วในการดูดซบั Pb2+ ในสารละลายคอื 22.85 Kobya et al. (2005) นําขุยมะพร้าว (coconut 43.85 74.63 และ 73.53 mg/g ตามลาํ ดบั นอก- coirpith) และเมลด็ แอพรคิ อต กระตุน้ ทางเคมจี น จากน้ียงั มกี ารใชว้ สั ดุเหลอื ใชท้ างการเกษตรอน่ื ๆ ได้ถ่านกัมมนั ต์ จากนัน้ ใช้ดูดซบั Cd2+ ในสาร ในการเตรยี มถ่านกมั มนั ต์ เช่น สาหร่ายสนี ้ําเงนิ ละลายท่ี pH 5.0 พบว่า ไอโซเทอร์มการดูดซบั แกมเขยี วเหลือท้ิง (algal bloom residue) เพ่ือ เป็นไปตามสมการแลงเมยี ร์ และค่าความจุการ กําจดั Cr6+ ในสารละลาย (Zhang et al., 2010) ดดู ซบั สงู สดุ ในการดดู ซบั Cd2+ ในสารละลายของ กระดุมมะพรา้ วเหลอื ทง้ิ (waste coconut buttons) ถ่านกมั มนั ตจ์ ากขุยมะพร้าว และเมลด็ แอพรคิ อต (Anirudhan and Sreekumari, 2011) และเปลอื ก คอื 93.4 และ 33.5 mg/g ตามลาํ ดบั วอลนตั (walnut shell) (Manoochehri et al., 2012) เพ่อื กาํ จดั Pb2+ ในสารละลาย สาํ หรบั โลหะหนัก Cu2+ ในสารละลาย โดยนําเมลด็ แอพร-ิ ชนิดอ่ืนๆ ได้แก่ ไอออนของปรอท (II) (Hg2+) คอต และกระดุมมะพร้าวเหลือท้ิงผลิตถ่านกัม แคดเมียม (II) (Cd2+) ทองแดง (II) (Cu2+) และ มนั ต์ (Anirudhan and Sreekumari, 2011; Kobya นิกเกลิ (II) (Ni2+) สามารถกําจดั ไดโ้ ดยถ่านกมั - et al., 2005) สารละลาย Cu2+ ท่ี pH 6.0 มคี ่าความ มนั ต์จากวสั ดเุ หลอื ใชท้ างการเกษตรดว้ ยวธิ กี ระ- จุการดดู ซบั สูงสุดในการดูดซบั Cu2+ ในสารละลาย ตุน้ ทางเคมี ตวั อย่างเชน่ ของถ่านกมั มนั ตจ์ ากเมลด็ แอพรคิ อต และกระดุม 206 มะพร้าวเหลือท้ิงคือ 24.21 และ 73.60 mg/g ตามลําดบั จลนศาสตรแ์ ละไอโซเทอรม์ การดูดซบั

วารสารหน่วยวจิ ยั วทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสง่ิ แวดลอ้ มเพอ่ื การเรยี นรู้ ปีท่ี 8 ฉบบั ท่ี 1 (2560) เป็นไปตามสมการ pseudo-second-order และฟรนุ - 2013) และต้นหางนกยงู (flame tree) (Rajappa ดลชิ ของถ่านกมั มนั ตจ์ ากกระดมุ มะพรา้ วเหลอื ทง้ิ et al., 2014) เป็นวัตถุดิบในการผลิตถ่านกัม- มนั ตป์ ัน่ กวนในสารละลายท่ี pH เทา่ กบั 9.0 และ Ni2+ ในสารละลาย Kadirvelu et al. (2001) 4.0 ของสยี อ้ มเบสกิ เรด46 และคองโก้เรด ตาม Kobya et al. (2005) และ Rahman et al. (2014) ลาํ ดบั จลนศาสตรแ์ ละไอโซเทอรม์ การดดู ซบั เป็น กระตุ้นทางเคมีโดยใช้แก่นมะพร้าว (coirpith) ไปตามสมการ pseudo-second-order และแลง เมลด็ แอพรคิ อต และเปลอื กปาลม์ และกะลา มะ- เมยี รข์ องถ่านกมั มนั ต์ทงั้ 2 ชนิด ค่าความจุการ พรา้ ว ตามลําดบั พบว่า pH ของสารละลาย Ni2+ ดดู ซบั สงู สุดในการดูดซบั สยี อ้ มเบสกิ เรด46 และ ทเ่ี หมาะสมในการดดู ซบั คอื 5.0 ไอโซเทอรม์ การ คองโก้เรดในสารละลายของถ่านกมั มันต์จาก ดูดซบั เป็นไปตามสมการแลงเมยี ร์ของถ่านกมั - แกนผลมะกอก และต้นหางนกยูง คือ 781.25 มันต์จากแก่นมะพร้าว เปลือกปาล์มและกะลา และ 62.50 mg/g ตามลาํ ดบั นอกจากการศกึ ษา มะพร้าว จลนศาสตร์การดูดซับแบบ pseudo- การกําจดั สยี อ้ มยงั มนี ักวจิ ยั ทส่ี นใจการกาํ จดั สาร second-order ของถ่านกมั มนั ตจ์ ากเปลอื กปาลม์ มลพษิ ชนิดฟีนอล และสารฆ่าแมลงและศตั รูพชื และกะลามะพรา้ ว ค่าความจุการดูดซบั สูงสดุ ใน ดงั ตวั อยา่ งงานวจิ ยั ต่อไปน้ี การดูดซบั Ni2+ ในสารละลายของถ่านกมั มนั ต์ จากแก่นมะพรา้ ว เมลด็ แอพรคิ อต เปลอื กปาลม์ ช่วงปี ค.ศ. 2008 – 2011 สาร 2,4,6- และกะลามะพรา้ วคอื 62.50 26.97 19.61 และ ไตรคลอโรฟีนอล (2,4,6-trichlorophenol) เป็นสาร 12.18 mg/g ตามลาํ ดบั มลพษิ ท่ีนักวจิ ยั สนใจหาวธิ กี ารกําจดั โดย Tan et al. (2008) ใช้เปลือกมะพร้าวเตรยี มถ่านกมั สารมลพิษกลุ่มสารอินทรีย์ เป็นกลุ่ม มันต์สามารดูดซบั 2,4,6-ไตรคลอโรฟีนอล ได้ สารมลพษิ ทม่ี คี วามหลากหลาย สยี ้อมเป็นหน่ึง 191.73 mg/g ในปีถัดมา Tan et al. (2009) ยงั ในสารมลพษิ ทม่ี กี ารศกึ ษาการกําจดั โดยใชถ้ ่าน คงศึกษาการกําจดั 2,4,6-ไตรคลอโรฟีนอล แต่ กมั มนั ต์จากวสั ดุเหลอื ใชท้ างการเกษตร Yavuz เปลย่ี นวสั ดุในการเตรยี มถ่านกมั มนั ตเ์ ป็นเปลอื ก and Aydin (2006) ใชเ้ ปลอื กเฮเซลนทั (hazelnut ปาล์มซง่ึ สามารถดูดซบั ได้ในระบบคอลมั น์ และ shell) กระตุน้ ทางเคมใี นการเตรยี มถ่านกมั มนั ต์ เมอ่ื ปีค.ศ. 2011 ตน้ loosestrife ถูกนํามากระตุน้ เพ่อื ใชก้ ําจดั สยี อ้ มไดเรก็ ท์ (direct dye) สเี หลอื ง ทางเคมใี นการผลติ ถ่านกมั มนั ต์โดย Fan et al. 50 (DY50) สีแดง80 (DR80) และสีน้ําเงิน71 พบว่า สามารถดูดซบั 2,4,6-ไตรคลอโรฟีนอลได้ (DB71) พบว่า ไอโซเทอรม์ การดูดซบั เป็นไปตาม สูงสุดเท่ากบั 367.65 mg/g และจลนศาสตรก์ าร สมการแลงเมยี ร์ และค่าความจุการดดู ซบั สูงสดุ ดดู ซบั แบบ pseudo-second-order ของถ่านกมั - ในการดูดซบั สยี อ้ มไดเรก็ ทท์ งั้ 3 ชนิดในสารละ- มันต์จากต้น loosestrife อย่างไรก็ตามยงั คงมี ลายของถ่านกมั มนั ต์จากเปลือกเฮเซลนัท คือ สารฟีนอลอ่นื ๆ ทต่ี อ้ งศกึ ษาการกําจดั เชน่ กนั คอื 11.00 14.00 และ 26.00 mg/g ตามลาํ ดบั สาํ หรบั 4-ไนโตรฟีนอล (4-nitrophenol) ซง่ึ กําจดั ไดด้ ว้ ย สยี อ้ มเบสกิ เรด 46 (basic red 46) และคองโกเ้ รด การดดู ซบั ของถ่านกมั มนั ตจ์ ากต้นกก พบว่า ไอโซ- (congo red) สามารถถูกดูดซบั ได้ด้วยถ่านกมั - เทอรม์ การดูดซบั สอดคลอ้ งตามสมการแลงเมยี ร์ มนั ตเ์ ชน่ กนั โดยใชแ้ กนผลมะกอก (Kaosuah et al., 207

J. Res. Unit Sci. Technol. Environ. Learning Vol. 8 No. 1 (2017) ค่าการดูดซบั สงู สุดของถ่านกมั มนั ตเ์ ทา่ กบั 227.30 กระตุน้ ทางกายภาพ และการกระตุน้ ทางเคมี ซง่ึ mg/g และจลนศาสตร์การดูดซบั แบบ pseudo- วธิ กี ระตุ้นทางเคมจี ะได้ถ่านกมั มนั ต์ทม่ี พี น้ื ทผ่ี วิ second-order (Fathy et al., 2012) และปรมิ าตรรูพรุนสงู มากกว่าวธิ กี ารกระตุ้นทาง กายภาพ สามารถนําไปใช้ประโยชน์ได้อย่างมี สารฆ่าแมลงและศัตรูพืช ได้แก่ กรด ประสทิ ธภิ าพ ทําใหว้ ธิ กี ารกระตุ้นทางเคมมี กี าร 2,4-ไดคลอโรฟีนอกซแี อซตี กิ (2,4-dichlorophe ศกึ ษาและต่อยอดพฒั นางานวิจยั ท่ีหลากหลาย noxyacetic acid) (Hameed et al., 2009) เบน- สารเคมที ใ่ี ช้ในการกระตุ้นจงึ เป็นปัจจยั ท่สี ําคญั ทาโซน (bentazon) และคาร์โบฟูแรน (carbo- โดยส่วนมากสารเคมีท่ีมีการใช้ ได้แก่ ZnCl2 furan) (Salman et al., 2011) มีการศกึ ษาประ- H3PO4 และ KOH นอกจากขนั้ ตอนในการเตรยี ม สทิ ธภิ าพการดูดซบั ด้วยถ่านกมั มนั ต์จากเมลด็ ถ่านกมั มันต์ท่ีมีความสําคัญแล้ว วัตถุดิบท่ีจะ อนิ ทผลมั พบว่า กรด 2,4-ไดคลอโรฟีนอกซแี อซี- นํามาใชเ้ ป็นสารตงั้ ต้นในการผลติ ถ่านกมั มนั ต์ท่ี ตกิ เบนทาโซน และคาร์โบฟูแรนถูกดูดซบั ได้ดี ไดร้ บั ความสนใจอย่างมากคอื วสั ดุเหลอื ใชท้ าง บนถ่านกัมมนั ต์จากเมล็ดอินทผลัม แต่ไอโซ- การเกษตร เพราะมีต้นทุนต่ํา หาได้ง่าย และมี เทอรม์ และจลนศาสตรก์ ารดดู ซบั มคี วามแตกต่าง ปรมิ าณคารบ์ อนสงู ประเทศไทยมตี น้ ทุนวตั ถุดบิ กนั คอื กรด 2,4-ไดคลอโรฟีนอกซแี อซตี กิ ท่ี pH ประเภทน้ีท่ดี ีและเหมาะสม เน่ืองจากเป็นประ- 3.6 มีไอโซเทอร์มและจลนศาสตร์การดูดซับ เทศเกษตรกรรม ทําใหห้ าวตั ถุดบิ ไดไ้ ม่ยากและ สอดคลอ้ งกนั กบั สมการแลงเมยี ร์ และ pseudo- มีจํานวนมากเพยี งพอในการใช้เตรยี มถ่านกมั - first-order มคี ่าประสทิ ธภิ าพการดูดซบั สงู สุดเท่า- มนั ต์ ประโยชน์และการนําไปใชง้ านของถ่านกมั - กบั 238.10 mg/g สาํ หรบั เบนทาโซนและคารโ์ บ- มนั ต์จากวสั ดุเหลอื ใช้ทางการเกษตร แสดงให้ ฟูแรน ท่ี pH 5.5 มไี อโซเทอร์มและจลนศาสตร์ เหน็ ได้จากงานวจิ ยั หลายฉบบั ทใ่ี ชถ้ ่านกมั มนั ต์ การดดู ซบั สอดคลอ้ งกนั กบั สมการฟรุนดลชิ และ จากวสั ดุเหลือใช้ทางการเกษตรเป็นตัวดูดซบั pseudo-second-order ตามลาํ ดบั มคี า่ ประสทิ ธ-ิ ทางเลอื กในกระบวนการดูดซบั ซง่ึ เป็นวธิ กี ารกาํ - ภาพการดูดซบั สูงสุดเท่ากบั 86.26 และ 137.04 จดั สารมลพษิ ในน้ําทม่ี ปี ระสทิ ธภิ าพอกี ทางหน่ึง mg/g ของเบนทาโซนและคาร์โบฟูแรน ตาม- และกลุ่มสารมลพษิ ในน้ําทส่ี ามารถกาํ จดั ได้อย่าง ลาํ ดบั มปี ระสทิ ธภิ าพดว้ ยถ่านกมั มนั ตจ์ ากวสั ดุเหลอื ใช้ ทางการเกษตร ไดแ้ ก่ โลหะหนกั สยี อ้ ม สารกล่มุ บทสรปุ ฟีนอล และสารฆ่าแมลงและศัตรูพืช กลุ่มสาร ขนั้ ตอนในการเตรยี มถ่านกมั มนั ต์ประ- มลพิษดงั กล่าวสามารถตรวจพบได้ในกจิ กรรม และกระบวนการทเ่ี กย่ี วขอ้ งในหลายอุตสาหกรรม กอบดว้ ย 2 ขนั้ ตอน คอื การคารบ์ อไนซ์ และการ ท่มี กี ารประกอบการในประเทศไทย ส่งผลทําให้ กระตุ้น ซง่ึ การคารบ์ อไนซท์ ําใหไ้ ดเ้ พยี งถ่านคาร์- เกดิ โอกาสทส่ี ารมลพษิ เหล่าน้ีจะมกี ารปนเป้ือน บอนท่ีมีพ้ืนท่ีผิวและปริมาตรรูพรุนต่ํา แต่เม่ือ ออกสู่แหล่งน้ําธรรมชาติ และเป็นอนั ตรายต่อ นําเขา้ สขู่ นั้ ตอนการกระตุน้ สง่ ผลใหถ้ ่านคารบ์ อน มนุษย์ สตั ว์ และพืช ดงั นัน้ การเตรยี มถ่านกมั - มีพ้ืนท่ีผิวและปริมาตรรูพรุนสูงมากท่ีเรียกว่า ถ่านกมั มนั ต์ วธิ กี ารกระตุ้นมี 2 วิธี ได้แก่ การ 208

วารสารหน่วยวจิ ยั วทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสง่ิ แวดลอ้ มเพ่อื การเรยี นรู้ ปีท่ี 8 ฉบบั ท่ี 1 (2560) มนั ต์จากวสั ดุเหลอื ใชท้ างการเกษตรดว้ ยวธิ ีการ steam. Journal of Analytical and Ap- กระตุ้นทางเคมนี ับเป็นสงิ่ ท่นี ่าสนใจและศึกษา plied Pyrolysis 82: 70–77. พฒั นาการต่อไป เพ่ือใช้กําจดั สารมลพิษในน้ํา Budinova, T., Ekinci, E., Yardim, F., Grimm, จากอุตสาหกรรมต่าง ๆ ของประเทศไทย หรอื อาจ A., Bjornbom, E., Minkova, V., and Gora- มีการนําถ่านกมั มนั ต์จากวสั ดุเหลือใช้ทางการ nova, M. (2006). Characterization and เกษตรท่ีผลิตได้ไปประยุกต์ใช้ในกระบวนการ application of activated carbon produced ผลติ เคร่อื งอุปโภคบรโิ ภค อาจทาํ ใหไ้ ดผ้ ลติ ภณั ฑ์ by H3PO4 and water vapor activation. Fuel ทม่ี คี ุณภาพ Processing Technology 87: 899–905. Chaouch, N., Ouahrani, M. R., and Laouini, เอกสารอ้างอิง S. E. (2014). Adsorption of lead(II) from Acharya, J., Sahu, J. N., Mohanty, C. R., and aqueous solutions onto activated carbon prepared from algerian dates stones of Meikap, B. C. (2009). Removal of lead(II) Phoenix dactylifera L. (Ghars variety) by from wastewater by activated carbon de- H3PO4 activation. Oriental Journal of veloped from Tamarind wood by zinc Chemistry 30(3): 1317–1322. chloride activation. Chemical Engineer- Demiral, H., Demiral, İ., Karabacakoğlu, B., and ing Journal 149: 249–262. Tümsek, F. (2011). Production of activated Acharya, J., Sahu, J. N., Mohanty, C. R., and carbon from olive bagasse by physical Meikap, B. C. (2009). Removal of chro- activation. Chemical Engineering Re- mium(VI) from wastewater by activated search and Design 89: 206–213. carbon developed from Tamarind wood Fan, J., Jian, Zhang, J., Zhang, C., Ren, L., and activated with zinc chloride. Chemical Shi, Q. (2011). Adsorption of 2, 4, 6-trichlo- Engineering Journal 150: 25–39. rophenol from aqueous solution onto ac- Anirudhan, T. S., and Sreekumari, S. S. (2011). tivated carbon derived from loosestrife. Adsorptive removal of heavy metal ions Desalination 267: 139–146. from industrial effluents using activated Fathy, N. A., Sayed, S. A., and El-enin, R. M. carbon derived from waste coconut but- M. A. (2012). Effect of activation temp- tons. Journal of Environmental Scien- erature on textural and adsorptive pro- ces 23(12): 1989–1998. perties for activated carbon derived from Bouchelta, C., Medjram, M. S., Bertrand, M., local reed biomass: Removal of p-Nitro- and Bellat, J. P. (2008). Preparation and phenol. Environmental Research, Engi- characterization of activated carbon from neering and Management 59(1): 10–22. date stones by physical activation with 209

J. Res. Unit Sci. Technol. Environ. Learning Vol. 8 No. 1 (2017) Foo, K. Y., and Hameed, B. H. (2010). De- of activated carbon prepared from agri- contamination of textile wastewater via culture waste. Environment Asia 3: 143– TiO2/activated carbon composite mate- 148. rials. Advances in Colloid and Interface Kadirvelu, K., and Namasivayam, C. (2003). Science 159: 130–143. Activated carbon from coconut coirpith as metal adsorbent: adsorption of Cd(II) from Hadoun, H., Sadaoui, Z., Souami, N., Sahel, aqueous solution. Advances in Environ- D., and Toumert, I. (2013). Characteriza- mental Research 7: 471–478. tion of mesoporous carbon prepared from Kadirvelu, K., Thamaraiselvi, K., and Namasiva- date stems by H3PO4 chemical activa- yam, C. (2001). Adsorption of nickel(II) tion. Applied Surface Science 280: 1–7. from aqueous solution onto activated carbon prepared from coirpith. Separa- Hameed, B. H., Salman, J. M., and Ahmad, tion and Purification Technology 24: A. L. (2009). Adsorption isotherm and ki- 497–505. netic modeling of 2, 4-D pesticide on ac- Kaosuah, F., Kaouah, B., Berrama, T., Trai, tivated carbon derived from date stones. M., and Bendjama, B. (2013). Preparation Journal of Hazardous Materials 163: and characterization of activated carbon 121–126. from wild olive cores (oleaster) by H3PO4 for the removal of Basic Red 46. Journal Hesas, R. H., Arami, A. N., Duad, W. M. A., of Cleaner Production 54: 296–306. and Sahu, J. N. (2013). Comparison of oil Kobya, M., Demirbas, E., Senturk, E., and Ince, palm shell-based activated carbons pro- M. (2005). Adsorption of heavy metal ions duced by microwave and conventional from aqueous solutions by activated car- heating methods using zinc chloride bon prepared from apricot stone. Biore- activation. Journal of Analytical and source Technology 96: 1518–1521. Applied Pyrolysis 104: 176–184. L. D. (2012). Adsorption capacity and re- moval efficiency of heavy metal ions by Ioannidou, O., and Zabaniotou, A. (2007). Agri- Moso and Ma bamboo activated car- cultural residues as precursors for ac- bons. Chemical Engineering Research tivated carbon production – A review. Re- and Design 90: 1397–1406. newable and Sustainable Energy Re- Liu, S. L., Wang, Y. N., and Lu, K. T. (2014). views 1: 1966–2005. Preparation and pore characterization of Jun, T. Y., Arumugam, S. D., Latip, N. H. A., Abdullah, A. M., and Latif, P. A. (2010). Effect of activation temperature and heat- ing duration on physical characteristics 210

วารสารหน่วยวจิ ยั วทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสง่ิ แวดลอ้ มเพ่อื การเรยี นรู้ ปีท่ี 8 ฉบบั ท่ี 1 (2560) activated carbon from Ma bamboo (Den- studies on the removal of Pb( II) using drocalamus latiflorus) by H3PO4 chemical Maize Tassel based activated carbon. activation. Journal of Porous Materials Journal of Chemistry Article ID508934. 21: 459–466. Office of Industrial Economics. (2014). The Sum- Lo, S. F., Wang, S. Y., Tsai, M. J., and Lin, mary of Economic Circumstance In- Maneechakr, P. (2012). Preparation of dustry A. D. 2014 and the tendency of activated carbon from the seed of Ter- A. D. 2015. Bangkok: Ministry of Industry minalia catappa. Apheit Journals 18(1): Thailand. (in Thai) 119–128. (in Thai) Omri, A., Lambert, S. D., Geens, J., Bennour, Manoochehri, M., Khorsand, A., and Hashemi, F., and Benzina, M. (2014). Synthesis, E. (2012). Role of activated carbon modi- surface characterization and photocata- fied by H3PO4 and K2CO3 from natural lytic activity of TiO2 supported on almond adsorbent for removal of Pb(II) from a- shell activated carbon. Journal of Mate- queous solutions. Carbon Letters 13(3): rials Science & Technology 30(9): 894– 167–172. 902. Mestre, A. S., Pires, R. A., Aroso, I., Fernan- Ould-Idriss, A., Stitou, M., Cuerda-Correa, E. des, E. M., Pinto, M. L., , Reis, R. L., An- M., Fernández-González, C., Macías-Gar- drade, M. A., Pires, J., Silva, S. P., and Car- cía, A., Alexandre-Franco, M.F., and Gó- yalho, A. P., C. (2014). Activated carbons mez-Serrano, V. (2011). Preparation of prepared from industrial pre-treated cork: activated carbons from olive-tree wood re- Sustainable adsorbents for pharmaceu- visited. I. Chemical activation with H3PO4. tical compounds removal. Chemical Eng- Fuel Processing Technology 92: 261– ineering Journal 253: 408–417. 265. Monreno-Castilla, C., Carrasco-Marin, F., López- Prahas, D., Kartika, Y., and Indraswati, N., Is- Ramón, V., Alvarez-Merino, M. A. (2001). madji, S. (2008). Activated carbon from Chemical and physical activation of olive- jackfruit peel waste by H3PO4 chemical mill waste water to produce activated activation: Pore structure and surface carbons. Carbon 39: 1415–1420. chemistry characterization. Chemical Mopoung, S. (2015).Activated caron. Phitsa- Engineering Journal 140: 32–42 nulok: Naresuan University. (in Thai) Qin, C., Chen, Y., and Gao, J. (2014). Man- Moyo, M., Chikazaza, L., Chomunorwa, B., ufacture and characterization of acti- and Guyo, U. (2013). Adsorption batch vated carbon from marigold straw (Tag- 211

J. Res. Unit Sci. Technol. Environ. Learning Vol. 8 No. 1 (2017) etes erecta L.) by H3PO4 chemical acti- Sayğili, H., Güzel, F., and Önal, Y. (2015). Con- vation. Materials Letters 135: 123–126. version of grape industrial processing Rahman, M. M., Adil, M., Yusof, A. M, Kama- waste to activated carbon sorbent and ruzzaman, Y. B., and Ansary, R. H. (2014). its performance in cationic and anionic Removal of heavy metal ions with acid dyes adsorption. Journal of Cleaner Pro- activated carbons derived from oil palm duction 93: 84–93. and coconut shells. Materials 7: 3634– 3650. Singh, C. K., Sahu, J. N., Mahalik, K. K., Moh- Rajappa, A., Ramesh, K., and Nandhakumar, V. anty, C. R., Raj Mohan, B., and Meikap, (2014). Removal of congo red dye from B.C. (2008). Studies on the removal of aqueous solution using ZnCl2 activated Pb(II)from wastewater by activated car- carbon prepared from Delonix regia pods bon developed from Tamarind wood ac- (Flame Tree). International Journal of tivated with sulphuric acid. Journal of Ha- Chemistry and Pharmaceutical Sciences zardous Materials 153: 221–228. 2(7): 961–971. Sahu, J. N., Jyotikusum, A., and Meikap, B.C. Sricharoenchaikul, V., Pechyen, C., Aht-ong, D., (2010). Optimization of production con- and Atong, D. (2008) . Preparation and ductions for activated carbons from Ta- characterization of activated carbon from marind wood by zine chloride using res- the pyrolysis of physic nut (Jatropha cur- ponse surface methodology. Bioresource cas L.) waste. Energy Fuels 22(1): 31–37. Technology 101: 1974–1982. Saka, C. (2012). BET, TG–DTG, FT–IR, SEM, Srinivasakannan, C. S., and Bakar, M. Z. A. iodine number analysis and preparation (2004). Production of activated carbon of activated carbon from acorn shell by from rubber wood sawdust. Biomass & chemical activation with ZnCl2. Journal of Bioenergy 27: 89–96. Analytical and Applied Pyrolysis 95: 21–24. Sugumaran, P., Priya Susan, V., Ravichandran, Salman, J. M., Njoku, V. O., and Hameed, B. H. P., and Seshadri, S. (2012). Production (2011). Bentazon and carbofuran adsorp- and characterization of activated carbon tion onto date seed activated carbon: from banana empty fruit bunch and Del- Kinetics and equilibrium. Chemical Eng- onix regia fruit pod. Journal of Sustain- ineering Journal 173: 361–368. able Energy & Environment 3: 125–132. Sun, K., and Jiang, J. C. (2010). Preparation and characterization of activated carbon from rubber-seed shell by physical acti- vation with steam. Biomass and Bioen- 212

วารสารหน่วยวจิ ยั วทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสงิ่ แวดลอ้ มเพ่อื การเรยี นรู้ ปีท่ี 8 ฉบบั ท่ี 1 (2560) ergy 34: 539–544. Kaen: Klangnanavithaya. (in Thai) Tan, I. A. W., Ahmad, A. L., and Hameed, B. H. Yagmur, E., Tunc, M. S., Banford, A., and (2008a). Adsorption of basic dye on high- Zeki, A. (2013). Preparation of activated surface-area activated carbon prepared carbon from autohydrolysed mixed sou- from coconut husk: Equilibrium, kinetic thern hardwood. Journal of Analytical and thermodynamic studies. Journal of and Applied Pyrolysis 104: 470–478. Hazardous Materials 154: 337–346. Yakout, S. M., and Sharaf, G. (2012). Charac- Tan, I. A. W., Ahmad, A. L., and Hameed, B. H. terization of activated carbon prepared (2008b). Preparation of activated carbon by phosphoric acid activation of olive from coconut husk: Optimization study on stones. Arabian Journal of Chemistry removal of 2, 4, 6-trichlorophenol using 9(2): S1155–S1162. response surface methodology. Journal Yavuz, O., and Aydin, A. H. (2006). Removal of Hazardous Materials 153: 709–717. of direct dyes from aqueous solution us- Tan, I. A. W., Ahmad, A. L., and Hameed, B. H. ing various adsorbents. Polish Journal (2009). Fixed-bed adsorption performance ofEnvironmental Studies 15(1): 155–161. of oil palm shell-based activated carbon Zhang, H., Tang, Y., Cai, D., Liu, X., Wang, for removal of 2, 4, 6-trichlorophenol. Bio- X., Huang, Q., and Yu, Z. (2010). Hexava- resource Technology 100: 1494–1496. lent chromium removal from aqueous Temtarasilp, P. (2008). Preparation and cha- solution by algal bloom residue derived racterization of activated carbon from activated carbon: Equilibrium and kinetic Dendrocalamus asper Backer and Den- studies. Journal of Hazardous Materials drocalamus Latiflorus. Master of Science 181: 801–808. (Chemistry). Bangkok: Kasetsart Univer- Zhang, T., Walawender, W. P., Fan, L. T., Fan, sity. (in Thai) M., Daugaard, D., and Brown, R. C. (2004). Virginia, H. M., and Adrián, B. P. (2012). Li- Preparation of activated carbon from forest gnocellulosic Precursors used in the and agricultural residues through CO2 Synthesis of Activated Carbon: Cha- activation. Chemical Engineering Jour- racterization Techniques and Applica- nal 105: 53–59. tions in the Wastewater Treatment. Zhang, Z., Yu, F., Huang, L., Juatieli, J., Li, Croatia: InTech. Y., Song, L., Yu, N., and Dionysiou, D. D. Vitidsant, T. (2011) . Activated carbon: Pro- (2014). Confirmation of hydroxyl radicals duction and application. 2nd ed. Khon (•OH) generated in the presence of TiO2 213

J. Res. Unit Sci. Technol. Environ. Learning Vol. 8 No. 1 (2017) Supported on AC under microwave irra- diation. Journal of Hazardous Materials 278: 152–157. Zhaohong, Z., Fengyang, Y., Lirong, H., Jian- aerguli, J., Yuanyuan, L., Lijun, S., Ning, Y., Dionysios, D. D. (2014). Confirmation of hydroxyl radicals (•OH) generated in the presence of TiO2 Supported on AC under microwave irradiation. Journal of Hazardous Materials 278: 152–157. 214