การศึกษาการเตรียมถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์มน้ำมัน ด้วยการกระตุ้นไมโครเวฟ สำหรับดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

การศึกษาการเตรยี มถา่ นกมั มันตจ์ ากกา้ นใบปาลม์ นำ้ มนั ดว้ ยการกระตุ้นไมโครเวฟ
สำหรบั ดดู ซบั กา๊ ซคาร์บอนไดออกไซด์

Microwave Assisted Activation of Activated Carbon
from Palm Leaf Petioles for CO2 Adsorption

โดย

นางสาวสุธินี สังขเ์ มยี น รหสั นกั ศึกษา 6201109001015
นางสาวจุฑามาศ บัวคง รหสั นกั ศกึ ษา 6218414001155

กลมุ่ เรียน 62017.151 เคมี

อาจารย์ที่ปรึกษา : ดร. อรณชิ เผอื กคง

ภาคเรยี นท่ี 2 ปีการศกึ ษา 2564
สาขาวชิ าเคมี คณะครศุ าสตร์ มหาวิทยาลัยราชภฏั สุราษฎรธ์ านี

การศึกษาการเตรยี มถา่ นกัมมันต์จากก้านใบปาล์มน้ำมนั ดว้ ยการกระตุ้น
ไมโครเวฟ สำหรบั ดูดซบั ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

Microwave Assisted Activation of Activated Carbon
from Palm Leaf Petioles for CO2 Adsorption

โดย

นางสาวสธุ นิ ี สงั ขเ์ มียน รหัสนักศึกษา 6201109001015
นางสาวจฑุ ามาศ บวั คง รหัสนกั ศึกษา 6218414001155

กล่มุ เรียน 62017.151 เคมี

อาจารยท์ ป่ี รกึ ษา : ดร. อรณชิ เผอื กคง

ภาคเรยี นท่ี 2 ปีการศึกษา 2564
สาขาวชิ าเคมี คณะครศุ าสตร์ มหาวทิ ยาลัยราชภฏั สรุ าษฎรธ์ านี

ก

กิตตกิ รรมประกาศ

โครงการวิจัยนี้เล่มนี้สำเร็จลุลวงได้ด้วยดี เนื่องจากข้าพเจ้าได้รับความช่วยเหลืออย่างดียิ่งจาก
ดร.อรณิช เผือกคง อาจารย์ที่ปรึกษาโครงการวิจัยที่ให้คำปรึกษา ข้อเสนอแนะ ตลอดจนติดตาม
ความก้าวหน้าในการดำเนินงานและแก้ไขข้อผิดพลาดต่างๆ ด้วยความเอาใจใส่ทุกขั้นตอน เพื่ อให้
โครงการวิจยั ฉบับน้สี มบรู ณท์ ่สี ุด

ขอขอบคุณ ดร.ชุติมา เสพย์ธรรม อาจารย์สาขาวิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
มหาวิทยาลัยราชภัฏสุราษฎร์ธานี ที่ได้สละเวลาในการเป็นกรรมการสอบโครงการวิจัยและชี้แนะ
แนวทางในการแก้ไขข้อบกพร่อง ปรับปรุงงานวิจยั ในคร้งั นี้ให้สมบรู ณ์ยงิ่ ข้นึ

ขอขอบคุณคณาจารย์สาขาวิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี และคณะครุศาสตร์
มหาวิทยาลัยราชภัฏสุราษฎร์ธานี ทุกท่านที่ได้ให้ความรู้และคำแนะนำ ตลอดระยะเวลา 3 ปี
ของการศกึ ษา

ขอขอบคุณ คุณณัฐพันธ์ สงวนศักดิ์บารมี คุณรัตติญา มังกรฤทธิ์ คุณนลินี รักเพชร และ
คุณสุจิตรา แสงชัยศรี นักวิทยาศาสตร์ สาขาวิชาเคมีและศูนย์วิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชภัฏ
สุราษฎร์ธานี ที่ให้ความช่วยเหลือและอำนวยความสะดวกด้านอุปกรณ์ สารเคมี รวมถึงคำแนะนำใน
การทำงานวิจยั ในครงั้ น้ี

ขอขอบคุณสาขาวิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏสุราษฎร์ธานี
ท่ีเอือ้ เฟื้อสถานท่ี แหลง่ สบื คน้ ขอ้ มูล และสารเคมใี นการทำงานและนำเสนองานวจิ ยั

ขอขอบพระคุณบิดา มารดา ที่ได้ให้การสนับสนุนช่วยเหลือและเป็นกำลังใจตลอดระยะเวลา
ของการศกึ ษา

สุดทา้ ยน้ขี า้ พเจ้าขอขอบคุณผู้เกยี่ วข้องท่ีมีสว่ นร่วมให้การสนับสนุนและความช่วยเหลือในการ
ดำเนนิ งานวจิ ยั จนสำเร็จลลุ ว่ งได้ด้วยดีตามวตั ถุประสงค์

คณะผู้จัดทำวจิ ยั

ข

หัวข้อวจิ ัย การศกึ ษาการเตรยี มถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาลม์ น้ำมนั สำหรับดดู ซบั ก๊าซ
ผู้ดำเนินการวิจัย คาร์บอนไดออกไซด์
อาจารยท์ ี่ปรึกษา นางสาวสธุ ินี สงั ขเ์ มยี น
นางสาวจุฑามาศ บัวคง
ปีการศึกษา ดร. อรณิช เผือกคง
สาขาวชิ าเคมี คณะครุศาสตร์
มหาวิทยาลยั ราชภัฏสุราษฎรธ์ านี
2564

บทคดั ยอ่

งานวิจัยน้ีศึกษาการเตรียมถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์มน้ำมัน การเตรียมถ่านกัมมันต์จาก
ก้านใบปาล์มน้ำมันสามารถเตรียมได้โดยกระบวนการคาร์บอไนเซชนั ที่อุณหภูมิ 400 องศาเซลเซียส
เปน็ เวลา 60 นาที และกระบวนการกระตุน้ ทางเคมดี ว้ ยกรดฟอสฟอริก (H3PO4) และโพแทสเซียมไฮ
ดรอกไซด์ (KOH) โดยใช้คลื่นไมโครเวฟ ที่ 800 วัตต์ เวลากระตุ้น 5 นาที จากการวิเคราะห์ลักษณะ
ทางกายภาพและทางเคมีของถ่านกัมมันต์โดยอาศัยเทคนิค SEM, FT-IR และการดูดซับก๊าซ
คาร์บอนไดออกไซด์ด้วยเทคนิค TGA ผลจากการทดลอง พบวา่ ลกั ษณะทางกายภาพและทางเคมีของ
ถ่านกัมมันต์ที่กระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริก (H3PO4) และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) มีลักษณะ
พื้นที่ผิวที่แตกต่างกันมาก โดยถ่านกัมมันต์ที่กระตุ้นด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) มีลักษณะ
พื้นที่ผิวและมีปริมาณรูพรุนที่สูงกว่า และการกระตุ้นทางเคมีด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH)
สามารถดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ดีที่สุด โดยมีการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักคิดเป็นเปอร์เซ็นต์ คือ
0.81% เมื่อเปรียบเทยี บกับกรดฟอสฟอริก (H3PO4) ทมี่ กี ารเพ่มิ ขนึ้ ของน้ำหนักคิดเป็นเปอร์เซ็นต์ คือ
0.22%

_______________________________________________________________________________

คำสำคญั : ถา่ นกัมมันต์ ก้านใบปาล์ม พลังงานไมโครเวฟ กา๊ ซคารบ์ อนไดออกไซด์

ค

Research Title Microwave Assisted Activation of Activated Carbon from Palm
Leaf Petioles for CO2 Adsorption

Researcher Miss Suthinee Sungmian

Miss Juthamat Buakhong

Research Advisor Dr. Oranit Phuakkong
Academic Year Chemistry Division, Faculty of Science and Technology,
Suratthani Rajabhat University
2021

ABSTRACT
This research aims to prepare the activated carbon from Palm Leaf Petioles. The
activated carbon derived from Palm Leaf Petioles was prepared by carbonization with
400 °C for 60 minutes and followed by microwave-assisted activation with power
radiation of 300 watts for 5 minutes using H3PO4 and KOH as activating agents. Physical
and chemical analysis of activated carbon were investigated by SEM, FT-IR. The
adsorption of CO2 on activated carbon was performed by TGA technique. It was found
that the activated carbons with KOH activating agents has a greater CO2 adsorption
capacity than that of activated carbons with H3PO4 activating agents. The adsorption
of CO2 on the as-prepared carbon was chemical adsorption process.
_________________________________________________________________________
Keywords : Activated carbon, Palm Leaf Petioles, Microwave, Carbon dioxide

สารบัญ ง

กิตตกิ รรมประกาศ หน้า
บทคดั ย่อ
ABSTRACT ก
สารบญั ข
สารบญั ภาพ ค
ง
บทท่ี 1 บทนำ ฉ
1.1 ความเป็นมาและความสำคัญ
1.2 วัตถปุ ระสงค์ 1
1.3 ขอบเขตของการวิจยั 1
1.4 สถานท่ีทำวจิ ยั 2
1.5 ประโยชน์ที่คาดวา่ จะได้รับ 2
2
บทที่ 2 แนวคิด ทฤษฎี เอกสารและงานวิจยั ทเ่ี ก่ียวขอ้ ง 2
2.1 ความหมายของถา่ นกมั มันต์
2.2 วัตถดุ บิ ทนี่ ำมาใช้ในการผลติ ถา่ นกัมมนั ต์ 3
2.3 โครงสร้างทางเคมีและรูพรนุ ของถา่ นกมั มนั ต์ 3
2.4 วธิ ีการผลติ ถ่านกมั มนั ต์ 3
2.5 ชนิดของถา่ นกมั มนั ต์ 4
2.6 ประโยชนข์ องถ่านกัมมันต์ 5
2.7 กระบวนการดูดซบั 9
2.8 กระบวนการดูดซบั กา๊ ซคารบ์ อนไดออกไซด์ของถา่ นกัมมนั ต์ 10
2.9 เทคนิคการให้ความร้อนด้วยคล่ืนไมโครเวฟ 11
2.10 งานวิจัยทีเ่ กย่ี วชอ้ ง 11
12
บทที่ 3 วธิ ดี ำเนนิ การวิจยั 13
3.1 สารเคมี เครื่องมือ และอุปกรณ์
3.2 การเก็บตวั อย่างและการเตรียมถ่านกัมมันต์ 18
18
19

จ

สารบัญ (ต่อ) หน้า

3.3 วธิ กี ารทดลอง 19

บทท่ี 4 ผลการวิจยั และอภปิ รายผล 21
4.1. การศกึ ษาลักษณะสัณฐานวทิ ยาของวัสดุดดู ซับ 21
4.2 การประยุกตใ์ ช้ถ่านกมั มันต์ในการดดู ซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 22
4.3 ผลการวเิ คราะห์ลักษณะการดดู ซบั กา๊ ซคาร์บอนไดออกไซดบ์ นถ่านกัมมันต์ 23
ด้วยเครือ่ งสเปกโตรสโคปแี บบ Fourier Transform Infrared (FTIR)
28
บทที่ 5 สรปุ ผลการวจิ ยั และขอ้ เสนอแนะ 28
5.1 สรปุ ผลการวจิ ยั 28
5.2 ข้อเสนอแนะ
29
เอกสารอ้างอิง 31
ภาคผนวก 33
ประวตั ิผู้วิจยั

ฉ

สารบญั ภาพ

ภาพท่ี หน้า

2.1 โครงสรา้ งของผลึกแกรไฟตแ์ บบ hexagonal (a) และแบบ rhombohedral (b) 4

2.2 โครงสร้างของถ่านกัมมนั ต์ 5

2.3 รพู รุนแบบตา่ ง ๆ ในถ่านกัมมนั ต์ 5

2.4 ปฏิกิรยิ าระหวา่ งเซลลูโลสกับกรดฟอสฟอริก 8

2.5 กลไกการดดู ซบั 12

2.6 แสดงอณุ หภูมิและทิศทางการเปลยี่ นแปลงความร้อน (ก) Conventional heating 13
(ข) Microwave heating (สแี ดง-อุณหภมู ิสูง, สนี ้ำเงนิ -อณุ หภูมิตำ่ )

3.1 แผนภาพไดอะแกรมของการคาร์บอไนเซชัน 19

4.1 (ก) กา้ นใบปาล์มนำ้ มันกอ่ นใหค้ วามร้อน (ข) กา้ นใบปาล์มนำ้ มนั ทใ่ี หค้ วามรอ้ นด้วย 21
เตาเผาอณุ หภมู ิสูงแบบท่อแนวนอน 400 °C เป็นเวลา 1 ชม.

4.2 SEM ของถ่านกัมมนั ต์จากกา้ นใบปาลม์ นำ้ มัน ที่ท่ีกำลังขยาย 1000 เท่า 22

(ก) ถ่านกัมมนั ต์จากก้านใบปาล์มน้ำมนั (ข) ถ่านกมั มนั ต์จากกา้ นใบปาล์มนำ้ มนั หลงั การ

กระตุ้นดว้ ยกรดฟอสฟอรกิ (H3PO4) (ค) ถ่านกัมมนั ตจ์ ากกา้ นใบปาลม์ น้ำมันหลงั การกระตุ้น

ด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH)

4.3 SEM ของถา่ นกัมมันต์จากกา้ นใบปาลม์ นำ้ มัน ทีท่ กี่ ำลงั ขยาย 3000 เท่า 22

(ก) ถ่านกัมมนั ตจ์ ากก้านใบปาลม์ นำ้ มัน (ข) ถ่านกัมมนั ตจ์ ากก้านใบปาล์มนำ้ มนั หลังการ

กระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริก (H3PO4) (ค) ถ่านกมั มันต์จากก้านใบปาลม์ น้ำมันหลงั การกระตนุ้

ด้วยโพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ (KOH)

4.4 ผลของการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซดบ์ นถ่านกัมมนั ตด์ ้วยเทคนิค Thermogravimetric 23
Analysis (TGA)

4.5 สเปกตรัม FT-IR ของถา่ นกัมมนั ต์ ในช่วงเลขคลื่น 4000 - 500 cm-1 25
(ก) ก่อนดูดซับก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์ (ข) หลงั ดดู ซบั ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

ช

สารบัญภาพ

ภาพที่ หน้า

4.6 สเปกตรมั FT-IR ของถา่ นกมั มันต์ที่กระตุ้นดว้ ยกรดฟอสฟอริก (H3PO4) ในช่วงเลขคล่นื 26
4000 - 500 cm-1 (ก) ก่อนดดู ซบั ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (ข) หลังดดู ซับก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์

4.7 สเปกตรัม FT-IR ของถ่านกัมมันตท์ ี่กระต้นุ ดว้ ยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) ในชว่ ง 27
เลขคลืน่ 4000 -500 cm-1 (ก) กอ่ นดดู ซบั ก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์ (ข) หลังดดู ซบั
ก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์

1

บทท่ี 1
บทนำ

1.1 ความเป็นมาและความสำคญั
ถ่านกัมมันต์ คือ ถ่านที่มีรูพรุนสำหรับดูดซับจำนวนมาก ประกอบไปด้วยอะตอมคาร์บอนที่

ยึดเกาะกันเปน็ โครงสร้างซับซอ้ น รูพรนุ จำนวนมากในถ่านกัมมันต์เกดิ ขน้ึ จากการเรยี งตวั กันของแผ่น
โครงสรา้ งอะตอมคาร์บอน เรียงตวั ไม่เป็นระเบียบ แผ่นโครงสรา้ งเหลา่ นม้ี ีการยึดตดิ กนั ด้วยพันธะเคมี
บางส่วนมีการยึดเกาะกัน จึงเกิดเป็นช่องว่างจำนวนมากมาย กลายเป็นโครงสร้างของรูพรุนจำนวน
มากมาย

ถ่านกัมมันต์ผลิตขึ้นจากกะลามะพร้าว, ถ่านหิน, ไม้, เมล็ดพืช และวัสดุจำพวกที่มีคาร์บอน
เป็นองค์ประกอบ การผลิตถ่านกัมมันต์จากวัสดุเหล่านี้ทำได้ทั้งแบบใช้สารเคมีหรือใช้ไอน้ำอุณหภูมิ
สูง โครงสร้างที่เป็นรูพรุนในเน้ือถ่านกัมมันต์ทำใหเ้ กิดการแยกสารปนเป้ือนทั้งหลายออกจากก๊าซและ
ของเหลวได้ โดยกลไกท่เี รียกวา่ การดดู ซับ โครงสรา้ งรพู รนุ เหล่านเี้ ปน็ ปจั จัยหลักที่ทำให้ถ่านกัมมันต์มี
ประสิทธิภาพในการดูดซบั ได้

ปาล์มน้ำมัน เป็นพืชเศรษฐกิจหลักของภาคใต้รองจากยางพารา เป็นพืชทีให้ผลผลิตนำ้ มนั สงู
สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างหลากหลาย ทั้งในด้านอุปโภคบริโภค ส่งผลให้ส่วนแบ่งการผลิต
น้ำมันปาล์มต่อน้ำมันพืชของโลกเพม่ิ สงู ขน้ึ อยา่ งต่อเน่ืองและรวดเร็ว จากการศกึ ษาเบื้องต้นพบว่า ใน
1 ปี ทางใบปาล์มจะถูกตัดประมาณ 42 ทาง/ต้น หรือมากกว่า โดยทางใบปาล์มน้ำมันจะถูกตัดและ
วางทง้ิ ไวร้ ะหว่างแถวภายในแปลง หรือมีการนำไปใช้ประโยชน์เป็นอาหารสัตวบ์ า้ งเลก็ น้อย

วิธีการกระตุ้นมีทั้งทางกายภาพและการกระตุน้ ทางเคมี กระต้นุ ทางเคมโี ดยทวั่ ไปการกระตุ้น
ทางเคมีจะนำถ่านชาร์ไปแช่สารเคมีเช่น H3PO4 , KOH , NaOH, NaCl, ZnCl2 หรือ H2O2 เป็นต้น
และใช้ความร้อนเพื่อช่วยกระตุ้นถ่านกัมมันต์ในเตาเผาอุณหภูมิสูงอีกครั้ง วิธีการกระตุ้นดังกล่าวใช้
ความร้อนสูงระยะเวลานานและสิ้นเปลืองพลังงาน ปัจจุบันมีอีกทางเลือกหนึ่งมาช่วยในกระบวนการ
กระตุ้นคือพลังงานไมโครเวฟ หลักการทำงานของไมโครเวฟคือ การส่งคลื่นไมโครเวฟทำให้มีการสั่น
ของโมเลกุลและเกิดความร้อนข้ึนภายในโมเลกลุ เมือ่ ถ่านกัมมนั ต์ไดร้ บั ความร้อนถึงอุณหภูมิที่ทำให้ไอ
น้ำสารระเหยภายในเกิดการระเหยออกหรือสลายตัว ทำให้ถ่านกัมมันต์มีพื้นที่ผิวและปริมาตรรูพรุน
เพิ่มมากขึ้น การนำพลังงานไมโครเวฟมาใช้ไม่ได้ส่งผลต่อคุณภาพที่ต่างจากการกระตุ้นด้วยการให้
ความร้อน แต่การใช้พลังงานไมโครเวฟนนั้ มีประสิทธิภาพการให้ความร้อนทร่ี วดเร็วประหยัดเวลาและ
พลังงานในการสังเคราะห์ และเทคนคิ น้ไี มท่ ำให้เกดิ ความเสยี หายต่อธาตคุ ารบ์ อนอีกด้วย

2

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการเตรียมถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์มน้ำมัน โดย
เปรียบเทยี บการกระตุ้นทางเคมี โดยใช้กรดฟอสฟอรกิ (H3PO4) และ โพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ (KOH)
เป็นสารกระตุ้นให้ความรอ้ นด้วยไมโครเวฟ โดยตัวแปรที่เก่ียวข้องได้แก่ อุณหภูมิของการคาร์บอไนซ์
เวลาของการคาร์บอไนซ์ อัตราส่วนของสารกระตุ้น เวลาของการกระตุ้นด้วยไมโครเวฟท่ี 800 วัตต์
และการนำถ่านกัมมันต์ไปประยุกต์ใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ได้
มากยง่ิ ขน้ึ

1.2 วัตถุประสงค์
1. เพื่อศึกษาการเตรียมถา่ นกัมมันต์จากก้านใบปาลม์ นำ้ มัน โดยเปรียบเทียบการกระตุน้ ทาง

เคมดี ว้ ยสารกระต้นุ ตา่ ง ๆ
2. เพ่อื ศึกษาประสทิ ธภิ าพการดูดซับกา๊ ซคาร์บอนไดออกไซด์ของถา่ นกัมมนั ต์

1.3 ขอบเขตของการวจิ ัย
1. กา้ นใบปาล์มนำ้ มนั จากพืน้ ท่ี ตำบลศรีวิชยั อำเภอพุนพิน จงั หวัดสุราษฎรธ์ านี
2.การศึกษาการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของถ่านกัมมันต์ โดยเทคนิค TGA

(Thermogravimetric analysis)

1.4 สถานทท่ี ำวิจยั
ห้องปฏิบัติการเคมี สาขาเคมี อาคารศูนย์วิทยาศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั สุราษฎร์ธานี

1.5 ประโยชนท์ ีค่ าดวา่ จะไดร้ ับ
1. ไดผ้ ลติ ถ่านกมั มันตจ์ ากวสั ดุเหลือท้ิงทางการเกษตร
2. ไดศ้ ึกษาประสทิ ธภิ าพการดดู ซบั ก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์ของถา่ นกมั มันต์

3

บทที่ 2
แนวคิด ทฤษฎี เอกสารและงานวิจัยที่เกีย่ วขอ้ ง

2.1 ความหมายของถา่ นกัมมันต์
ถ่านกัมมันต์ เป็นถ่านที่อยู่ในรูปของคาร์บอนอสัณฐานชนิดหนึ่ง ซึ่งผลิตได้โดยการกระตุ้น

ทําให้เกิดโครงสร้างที่มีรูพรุนเป็นจำนวนมาก และมีพื้นที่ผิวภายในเพิ่มขึ้น จึงเป็นถ่านที่มี
ความสามารถในการดูดซบั สงู (Bansal, Donnect and Stoeckli, 1988)

ถ่านกัมมนั ต์ เป็นวตั ถทุ ม่ี ีพนื้ ท่ผี ิวภายใน และมรี พู รุนสูงเป็นผลิตภณั ฑ์ที่ได้จากอินทรียวัตถุซึ่ง
มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลักและมีธาตุอื่นๆ เป็นองค์ประกอบ คือ ไฮโดรเจน ออกซิเจน ซัลเฟอร์
และไนโตรเจน ซงึ่ พื้นท่ีหน้าตดั ของถ่านกัมมันตจ์ ะมลี ักษณะคล้ายรงั ผง้ึ (รจุ ิรา, 2556)

แตอ่ ยา่ งไรก็ดี สำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑอตุ สาหกรรม (2532) ได้กำหนดความหมายของ
ถ่านกัมมันต์ไว้ว่า ถ่านกัมมันต์ หมายถึง ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการนำวัตถุดิบธรรมชาติที่มีคาร์บอนเป็น
องค์ประกอบหลักมาผ่านกรรมวิธีก่อกัมมันต์จนได้ผลิตภัณฑ์สีดำ มีโครงสร้างที่มีลักษณะเป็นรูพรุน
มพี ้ืนท่ีผวิ สงู มีสมบตั ใิ นการดูดซบั สารต่าง ๆ ได้เป็นอยา่ งดี

2.2 วตั ถดุ บิ ท่นี ำมาใช้ในการผลิตถา่ นกัมมันต์
วัสดุที่นำมาเป็นวัตถุดิบในการผลิตถ่านกัมมันต์มักมีคุณสมบัติคือ มีปริมาณคาร์บอนสูง มี

ปริมาณสารอนินทรีย์ต่ำ เป็นของเหลือทิ้ง หรือมีราคาถูก และมีความสะดวกในการนำมาใช้งาน เช่น
ไมส่ ลายตัวเมอื่ เกบ็ เป็นต้น

วัตถุดิบธรรมชาติที่นิยมนำมาผลิตเป็นถ่านกัมมันต์ เช่น ไม้เนื้อแข็ง ไม้เนื้ออ่อน ซังข้าวโพด
แกลบข้าว กะลามะพร้าว กะลาปาล์ม ชานอ้อย ขี้เลื่อย เปลือกและเมล็ดผลไม้ พีท ลิกไนต์ บิทูมินัส
ยางมะตอย ถ่านไม้ น้ำมนั ดิบ และกากปิโตรเลียม เปน็ ตน้

ถ่านกัมมันต์ที่ผลิตจากวัตถุดิบชนิดต่าง ๆ มีสมบัติที่แตกต่างกัน คุณสมบัติของถ่านกัมมันต์
ขน้ึ กบั ชนดิ ของวัสดทุ ี่ใชเ้ ป็นวัตถดุ ิบ Bansal et al. (1988) ได้ให้ขอ้ สังเกตไวว้ า่ วสั ดุที่มีความหนาแน่น
ตำ่ และสารระเหยสูง เช่น ไม้ ลิกนนิ เป็นต้น มักไดถ้ า่ นกัมมันต์ที่มีปริมาตรรูพรนุ (pore volume) สูง
และความหนาแน่นต่ำ ซึ่งใช้ดูดซับในสารละลายไดด้ ี แต่ดูดซับก๊าซได้ไม่ดี ส่วนวัสดทุ ี่มีความหนาแน่น
สูงและมีสารระเหยสูง เช่น กะลา มะพร้าว เป็นต้น จะทำให้ถ่านกัมมันต์ที่ได้มีปริมาตรของรูพรุน
ขนาดเล็ก (micropore volume) สูง สามารถใช้ดูดซับได้ทั้งในสารละลายและก๊าซได้ นอกจากนี้
ถ่านกัมมันต์ที่เตรียมจากวัตถุดิบต่างชนิดกัน จะมีการกระจายขนาดรูพรุนต่างกัน แต่อย่างไรก็ตาม
คุณสมบัติของถ่านกัมมันต์ยังขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นๆ อีก เช่น วิธีการผลิต สภาวะที่ใช้ ดังนั้นจึงเป็นการ
ยากทจ่ี ะระบใุ ห้แน่นอนว่าวสั ดชุ นิดใด จะใช้ผลิตถา่ นกัมมันต์ทีเ่ หมาะสมกบั งานแบบใด

4

2.3 โครงสร้างทางเคมแี ละรูพรนุ ของถา่ นกมั มนั ต์
ถ่านกัมมันต์มีโครงสร้างเช่นเดียวกับแกรไฟต์แต่มีก ารจัดเรียงตัวเป็นระเบียบน้อยกว่า

แกรไฟต์ แกรไฟต์มีโครงสร้างดังแสดงในภาพที่ 2.1 ซึ่งประกอบด้วยชั้นคาร์บอนอะตอมในรูปของวง
เบนซีน (benzene ring) คาร์บอนอะตอมแต่ละอะตอมจะเกิดพันธะเด่ียวกับคาร์บอนอีก 3 อะตอม
ในระนาบเดียวกัน อิเล็กตรอนของคาร์บอนอะตอมที่เหลืออีกหนึ่งอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ไปท่ัว
โครงสรา้ งเกิดเปน็ เรโซแนนซ์ (resonance) เพ่อื ทำใหโ้ ครงสร้างของชน้ั คารบ์ อนเสถียรย่ิงขน้ึ สว่ นแรง
ยึดเหนี่ยวระหว่างชั้นเป็นแรงแวนเดอร์วาลส์ (van der Waals) ซึ่งเป็นแรงที่อ่อนมาก ดังนั้น ใน
โครงสร้างของแกรไฟต์จะเกิดจุคบกพร่อง (defect) ในโครงสร้าง ณ จุดนี้ได้ง่าย โครงสร้างของ
ถ่านกัมมันต์จึงมีโครงสร้างแกรไฟต์ที่ไม่สมบูรณ์ โดยเกิดการเบี่ยงเบนในแนวฉากและซ้อนเหลื่อมใน
แนวระนาบที่มีทิศทางไม่แน่นอนและไม่เป็นระเบียบ ช่องว่างระหว่างชั้นจึงมีมาก (ภาพที่ 2.2)
ช่องว่างนี้ทำให้เกิดโครงสร้างรูพรุน โดยลักษณะรูพรุนนั้นมีลักษณะไม่แน่นอน เช่น เป็นแบบคล้าย
หลอดแคปลิ ารี (capillary pores) หรอื แบบแผ่นขนาน (slit pores) บางรพู รุนมีลักษณะเปิดข้างหนึ่ง
ปิดข้างหนึ่ง อาจมีรูปรา่ งรูพรนุ เป็นรปู ตัววี รูปคอขวด และ รูพรุนที่มีอยูใ่ นถ่านกมั มันต์โดยทั่วไปจะมี
ขนาดต่าง ๆ กัน (ภาพที่ 2.3) รูพรุนที่มีขนาดใหญ่กว่า 50 นาโนเมตร เรียกว่า แมคโครพอร์
(macropores) หรอื รพู รุนขนาดใหญ่พื้นที่ผวิ น้อยกว่ารูพรุนท่ีมขี นาดอืน่ แมคโครพอร์จึงเป็นเพียงทาง
สง่ ผา่ นอนุภาคท่ีถูกดูดซับเขา้ ไปในรูพรนุ ขนาดเลก็ กว่า และมผี ลตอ่ อตั ราเร็วในการดดู ซับ ส่วนรูพรุนท่ี
มีขนาดอยู่ระหว่าง 2-50 นาโนเมตร เรียกวา่ มีโซพอร์ (mesopores) หรือรพู รนุ ขนาดกลางมีพื้นที่ผิว
มากกว่าแมคโครพอร์ และไมโครพอร์ (micropores) หรือ รูพรนุ ขนาดเลก็ ซงึ่ มีขนาดเล็กกว่า 2 นาโน
เมตร มีพื้นที่ผิวมากที่สุด จึงมีความสำคัญที่สุดในการดูดซับ วัตถุดิบต่างชนิดกันและวิธีการผลิต
ถ่านกัมมันต์ที่แตกต่างกันจะทำให้เกิดการกระจายขนาดของรูพรุน (pore size distribution)
แตกต่างกนั ไปด้วย

ภาพท่ี 2.1 โครงสร้างของผลึกแกรไฟต์แบบ hexagonal (a) และแบบ rhombohedral (b)
ทีม่ า : รองศาสตราจารย์ ดร. ชยั ยศ ต้งั สถิตยก์ ลุ ชยั (2542)

5

ภาพท่ี 2.2 โครงสร้างของถา่ นกมั มันต์
ทีม่ า : รองศาสตราจารย์ ดร. ชัยยศ ตงั้ สถติ ย์กุลชัย (2542)

ภาพท่ี 2.3 รพู รุนแบบต่าง ๆ ในถ่านกัมมนั ต์
ทม่ี า : รองศาสตราจารย์ ดร. ชยั ยศ ตั้งสถิตย์กุลชยั (2542)
2.4 วธิ ีการผลิตถ่านกัมมนั ต์
วิธีการผลิตถา่ นกมั มันต์มี 2 วิธี ได้แก่ วิธีการกระตุ้นทางกายภาพ และวิธีการกระตุ้นทางเคมี
(Bansal et al., 1988)
1. วธิ กี ารกระตุ้นทางกายภาพ
วิธีการกระตุ้นทางกายภาพ ประกอบด้วยขั้นตอนใหญ่ๆ 3 ขั้นตอน หลังจากการเลือกชนิด
ของวตั ถดุ บิ ทีจ่ ะใช้ ได้แก่ การเตรยี มวตั ถดุ บิ การคารบ์ อไนซ์ และการกระตนุ้
1.1 การเตรียมวตั ถดุ ิบ
ขั้นตอนการเตรียมวัตถุดิบนั้นจะนำวัตถุดิบมาบดและคัดขนาดก่อนที่จะนำไปทำการ
คาร์บอไนซ์ แต่สำหรับวัตถุที่มีความแข็งและเหนียวมากทำให้การบดวัตถุดิบทำได้ยาก จึงนำวัตถุดิบ
นั้นไปทำการคาร์บอไนซ์ก่อนแล้วจึงนำมาบดและคัดขนาดต่อไป ถ้าวัตถุดิบมีลักษณะเป็นผง จะต้อง
ทําให้เป็นเม็ดก่อนโดยใช้ตัวประสานเป็นสารที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ เช่น แป้ง น้ำมันเตา หรือ

6

ทาร์ (tar) ซงึ่ เป็นผลพลอยไดจ้ ากกระบวนการการคารบ์ อไนซ์ เมื่อทำเป็นเม็ดแล้วจงึ นำไป ทําการคาร์
บอไนซ์และทำการกระตนุ้ ต่อไป

1.2 การคารบ์ อไนซ์
การคาร์บอไนซ์เป็นกระบวนการทางไพโรไลซิส (pyrolysis) ทำได้โดยเผาวัตถุดิบในสภาวะ
สุญญากาศ ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 800 °C ทั้งนี้ขึ้นกับชนิดของวัตถุดิบ ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ 3 ลักษณะ
ได้แก่ถ่านที่มีลักษณะสีดํา เรียกว่า ถ่านชาร์ (char) หรือถ่านคาร์บอไนซ์ของเหลวที่มีลักษณะคล้าย
น้ำมนั เรยี กวา่ น้ำมนั ทาร์ (tar) และก๊าซ
การคารบ์ อไนซ์ เป็นข้ันตอนการพัฒนาโครงสร้างรูพรนุ ในวัตถุดิบโดยความรอ้ นทำให้เกิดการ
สลายตัวทางเคมีของสารที่ไม่ใช่คาร์บอน เช่น ไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจน ออกมาในรูปของ
ของเหลวและกา๊ ซมผี ลใหช้ ารเ์ ปน็ ถ่านทีม่ ปี ริมาณคารบ์ อนสงู ขน้ึ กวา่ วตั ถดุ บิ
การคาร์บอไนซ์มีการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพสองช่วง ได้แก่ ช่วงการอ่อนตัว (softening
period) ควรใหค้ วามร้อนดว้ ยอัตราที่ตำ่ เพื่อให้กา๊ ซและการท่ีสลายตัวหลุดออกได้โดยไมส่ ลายตัวหรือ
เปลี่ยนรูปไปเป็นของแข็งอุดแน่นในรูพรุน และช่วงหลังการอ่อนตัว (after softening period)
อัตราการให้ความร้อนปกตเิ ป็นชว่ งทค่ี าร์บอนจดั เรยี งตัวเปน็ ระเบยี บกวา่ ช่วงการอ่อนตัว ถ่านชาร์ท่ีได้
จะแข็งและ มีความหนาแน่นสูงขึ้น แต่ยังมีความสามารถในการดูดซับเพราะยังมีทาร์ตกค้างอยู่ในรู
พรุนหรอื เกาะ อย่ตู ามผวิ จงึ จำเปน็ ต้องนําถ่านชาร์ไปผา่ นกระบวนการการกระตนุ้ ต่อไป
ตวั แปรที่มผี ลต่อสมบัติต่างๆ ของถ่านชาร์ ได้แก่ อณุ หภูมิ เวลา อตั ราการเพิ่มความรอ้ น และ
ธรรมชาตขิ องวัตถดุ ิบ อณุ หภมู ิเป็นตวั แปรที่สำคญั เน่ืองจากเปน็ พลังงานที่ใช้ทำให้เกดิ การแตกหักตรง
บรเิ วณที่มพี นั ธะทีอ่ ่อนหรือหมทู่ หี่ ลุดออกไดง้ า่ ย ทำให้ได้สารระเหยเปน็ ผลิตภณั ฑต์ ่างๆ ที่มีโครงสร้าง
โมเลกุลหรอื หมูท่ ีม่ ีขนาดเล็กๆ เชน่ น้ำ แอมโมเนยี ชาร์ และกา๊ ซต่างๆหลดุ ออกไป
ส่วนที่เหลืออยู่เป็นถ่านชาร์ซึ่งมีโครงสร้างโมเลกุลแบบวงแหวนอะโรมาติกซึ่งคาร์บอนจะมี
การจัด ระเบียบของโครงสร้างมากขึ้นไปตามอุณหภูมิ ส่วนอัตราการเพิ่มความร้อนนั้นมีความสำคัญ
ต่อปริมาณ และองค์ประกอบของสารระเหยที่ได้จากการทำการคาร์บอไนซ์ ถ้าอัตราการเพิ่มความ
ร้อนสงู ปรมิ าณสารระเหยจะถูกปลดปล่อยอยา่ งรวดเรว็ คารบ์ อนจะเรยี งตวั เปน็ ระเบียบนอ้ ยทำให้เกิด
ชอ่ งว่างมากเป็นรพู รนุ ขนาดใหญก่ วา่ เม่ือเทยี บกบั วตั ถุดิบท่มี ีอัตราการเพ่ิมความร้อนตำ่

1.3 การกระตุ้น
การกระตุ้นเป็นการทําให้คาร์บอนหรือถ่านชาร์มีรูพรุนมากขึ้น และทำให้มีความสามารถใน
การดดู ซับสงู ข้นึ ซ่ึงเปน็ ผลมาจากการเพิม่ พื้นที่ผิวและการทำใหผ้ วิ มคี วามวอ่ งไวมากขึ้น การเพ่ิมพ้ืนที่
ผวิ นอกเหนอื จากพลังงานความรอ้ นท่ที ำให้เกดิ การแตกหักของพนั ธะหรือหมูท่ ีห่ ลดุ ออกได้ง่ายแลว้ ใน
ปฏิกิริยาเคมีของการกระตุ้นยังกำจัดสารต่างๆ ที่ค้างอยู่ในช่องว่างระหว่างผลึกคาร์บอนออกไปจาก
บริเวณที่ทำหน้าที่ดูดซับอีกด้วย ส่วนการทำให้ผิวมีความว่องไวมากขึ้น เกิดจากปฏิกิริยาเคมีทำให้
โมเลกุลบางกลุ่มหลุดออกไปและเกิดส่วนที่มีอำนาจดูดซับขึ้นมาแทน นอกจากนี้ปฏิกิริยาเคมีในการ
กระตุ้นยังช่วยให้คาร์บอนจัดเปล่ียนโครงสร้างใหม่ให้มคี วามว่องไวในการดดู ซับสูงขึ้น วิธีกระตุ้นทาง

7

กายภาพเป็นการผลิตถ่านกัมมนั ต์โดยที่ผิวคารบ์ อนเกดิ การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ เช่น ให้มีรูพรนุ
ขนาดต่างๆ ให้มีพื้นที่ผิวมากขึ้น และคาร์บอนมีการจัดเรียงโครงสร้างใหม่ซึ่งจะเพิ่มความสามารถใน
การดดู ซบั ใหส้ ูงข้นึ โดยทว่ั ไปสารที่ใชใ้ นการกระต้นุ ทางกายภาพ ได้แก่ ไอนำ้ ก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์
อากาศ ก๊าซออกซิเจน และก๊าซไอเสียจากการเผา ซึ่งเรียกสารดังกล่าวว่า ก๊าซออกซิไดซ์ (oxidizing
gas) โดยใชร้ ่วมกบั การให้ความร้อนท่ีอุณหภูมิ 800 – 1000 °C ขน้ึ กบั ชนดิ ของวัตถุดิบ ก๊าซพวกน้ีจะ
ไปทำปฏกิ ิริยากบั ทาร์ท่ีเหลอื อยู่และคารบ์ อนอะตอมในถ่านเกดิ การแปรสภาพเป็นกา๊ ซ (gasification)
บางส่วนของเม็ดถ่านทำให้คาร์บอนอะตอมหลุดออกไป ทำให้เกิดรูพรุนด้วยกลไกที่ต่างๆ กัน ทำให้
ถา่ นมีรพู รุนและมพี ื้นทผี่ ิวทม่ี ีอิเลก็ ตรอนอสิ ระมากขึน้ จึงส่งผลให้มีความสามารถในการดดู ซบั สงู ข้ึน

ข้อดีของการกระตุ้นวิธีนี้ คือ ไม่มีสารเคมีตกค้างอยู่ในถ่านกัมมันต์ แต่มีข้อเสีย คือ ต้องใช้
อุณหภูมิในการกระตุ้นสูง ตัวแปรที่มผี ลต่อการกระตุ้นดว้ ยก๊าซออกซิไดซ์ ได้แก่ ชนดิ และปริมาณของ
องค์ประกอบที่มีอยู่ในวัตถุดิบ ชนิดของก๊าซออกซิไดซ์ อัตราส่วนของก๊าซที่ใช้ อุณหภูมิและเวลาที่ใช้
ในการกระตุ้น (Bansal et al., 1988)

2. วธิ กี ารกระตุน้ ทางเคมี
วธิ ีกระตนุ้ ทางเคมี เปน็ การคาร์บอไนซ์วตั ถดุ บิ ทผี่ สมกบั สารเคมีท่ีใชเ้ ป็นสารกระตนุ้ ท่ีอุณหภูมิ
500 – 900 °C ข้นึ กับชนิดของวตั ถุดบิ และสารเคมที ีใ่ ช้ สารเคมที ี่ใชเ้ ปน็ สารกระต้นุ โดยทว่ั ไปเปน็ สาร
ประเภทอัลคาไลน์ โลหะอัลคาไลน์ สารประกอบคาร์บอเนต สารประเภทเบส และกรดบางชนิด เช่น
โพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ (KOH) โพแทสเซยี มคาร์บอเนต (K2CO3) โซเดยี มไฮดรอกไซด์ (NaOH) ซิงค์
คลอไรด์ (ZnCl2) และกรดฟอสฟอริก (H3PO4) เป็นต้น สารเคมีที่เติมลงไปจะช่วยทำลายโครงสร้าง
ของวตั ถุดบิ และขณะท่ีทำการคาร์บอไนซ์ จะเกดิ การสลายตวั ของสารอินทรีย์ในวตั ถดุ ิบ และเกิดการ
เชื่อมไขว้กันของโครงสร้าง ทำให้ถ่านเกิดรูพรุนขึ้น สารระเหยบางตัวในโครงสร้างของวัตถุดิบไม่
สามารถหลุดออกไปได้ เนื่องจากติดการเชื่อมไขว้กัน ทำให้ปริมาณคาร์บอนที่ได้เพิ่มขึ้นและการเกิด
ทาร์ลดลง การเชื่อมไขว้กัน ประกอบกับสารเคมีที่ใช้มีความคงทนต่อการสลายตัวที่อุณหภูมิสูงๆ จึง
ยังคงสภาพหุ้มอยู่รอบๆ และแทรกตัวอยู่ภายใน ทําให้เกิดการหดตัวน้อย เมื่อนำถ่านที่ได้มาล้าง
สารเคมอี อกดว้ ยนำ้ หรือกรดจะเกดิ ช่องวา่ งหรอื รูพรนุ เพ่ิมข้ึนอีก
ข้อดีของวิธีนี้คือ ใช้อุณหภูมิไม่สูงมากนัก แต่มีข้อเสียคือ มีสารตกค้างในถ่านกัมมันต์ทำให้
ต้องใช้เวลาในการล้างสารเคมี รวมทั้งเครื่องมือที่ใช้ต้องเป็นชนิดพิเศษที่สามารถต้านทานการกัด
กร่อนได้เพราะสารเคมีบางชนิดเป็นสารกัดกร่อน ตัวแปรที่มีผลต่อการกระตุ้นด้วยวิธีทางเคมี ได้แก่
ชนดิ และปริมาณขององค์ประกอบทีม่ ีอยู่ในวัตถุดบิ ชนิดของสารเคมี อัตราส่วนของสารเคมีตอ่ วัตถุดิบ
อณุ หภมู ิ และเวลา (Bansal et al., 1988)

การกระตุ้นดว้ ยโพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ (KOH)
เมื่อนำเอาวัตถุดิบที่ต้องการทำเป็นถ่านกัมมันต์มาผสมกับสารละลายที่มีไอออนของ
โพแทสเซียม แล้วไอออนของธาตดุ ังกลา่ วจะแทรกเข้าไปอยู่ในโครงสร้างของวัตถุดิบ เม่ือให้ความร้อน

8

เข้าไป โพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์จะเข้าไปทำปฏิกิริยากบั คารบ์ อนในวัตถุดิบกลไกของการกระตุ้นด้วย
โพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์เพ่ือใหไ้ ด้ถา่ นกัมมนั ต์พนื้ ท่ผี ิวสงู ดังสมการ

2.1
2.2

จากสมการที่ 2.1 และ 2.2 เป็นการสลายตัวของโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์เกิดเป็น
โพแทสเซียมออกไซด์ (K2O) และน้ำ ซึ่งเป็นสารที่ทําให้คาร์บอนในถ่านเกิดปฏิกิริยาก๊าซซิฟิเคชัน
จากนั้น โพแทสเซียมออกไซด์ถูกรีดิวซ์ด้วยไฮโดรเจน หรือคาร์บอน กลายเป็นโลหะโพแทสเซียม ดัง
สมการ

2.3

2.4
ท่ีอณุ หภูมิสูงโพแทสเซยี มเป็นโลหะที่อ่อนตวั จึงทำใหแ้ ทรกเขา้ ไปในช้นั ของ อะตอมคาร์บอน
ซ่งึ ทำให้เกดิ รพู รุนได้มากขนึ้ (Otowa T. et. al., 1993)

การกระตนุ้ ดว้ ยกรดฟอสฟอริก (H3PO4)
กรดฟอสฟอริก เปน็ สารละลายกรดที่นยิ มใช้ในการทําปฏิกิริยาเคมีเพ่ือเพิ่มพน้ื ที่ผิว และเป็น
สารที่มีความสามารถในการทำละลายสูง ทำให้สามารถแทรกตัวเข้าไปในโครงสร้างของวัตถุดิบได้
อย่างสม่ำเสมอ ซึ่งจะใชอ้ ุณหภมู ใิ นการกระตุ้นทีค่ อนข้างต่ำ คอื 400-500 องศาเซลเซียสโดยกรดที่ใส่
เข้าไปจะทำหนา้ ท่แี ตกตัวให้ไฮโดรเจนไอออน (H+) ได้ด้วยตวั เอง เกิดการกัดกรอ่ นขึ้นทำใหต้ ัวดูดซับท่ี
ไดม้ ีความพรุนและพ้นื ทีผ่ ิวมากข้ึน
จากการศึกษาของนักวิจัยหลายกลุ่ม พบว่าการใช้กรดฟอสฟอริกเป็นสารกระตุ้นในการ
เตรียมถ่านกัมมันต์จากวัสดุชีวมวลนั้น ทำให้โครงสร้างของเซลลูโลสเกิดความเสถียร และ
องค์ประกอบของฟอสเฟตยังทำให้โครงสร้างของเซลลูโลสเกิดการขยายตัว ส่งผลให้เกิดรูพรุนใน
โครงสรา้ งหลังจากการให้ความร้อน แสดงปฏิกิรยิ าดงั ภาพท่ี 2.1

ภาพที่ 2.4 ปฏกิ ิรยิ าระหว่างเซลลูโลสกบั กรดฟอสฟอริก
ท่ีมา : ณฐั ยา พนู สวุ รรณ (2545)

9

ขอ้ ดขี องการใชส้ ารละลายกรดฟอสฟอริก คือ ร้อยละของผลติ ภัณฑ์ท่ีได้ค่อนข้างสงู อุณหภูมิ
ที่ใช้ในการกระตุ้นไม่สูงมากนัก และสามารถผ่านกระบวนการนํากลับมาใช้ใหม่โดยยังได้
กรดฟอสฟอรกิ ท่ีมีความเข้มข้นสงู

2.5 ชนิดของถา่ นกัมมันต์
ชนิดของถ่านกัมมันต์สามารถแบ่งโดยอาศัยหลักต่างๆ มากมายขึ้นอยู่กับความสะดวกของ

ผใู้ ช้งาน ตัวอย่างการแบ่งชนิดของถ่านกัมมนั ตไ์ ดแ้ ก่
1. การแบง่ ตามขนาดอนุภาค
ถ่านกัมมันต์ชนิดเม็ด (granular activated carbon) เป็นถ่านกัมมันต์ที่ผ่านตะแกรงขนาด

150 ไมโครเมตร ไม่เกินร้อยละ 5 โดยน้ำหนักมีลักษณะเป็นเม็ด ซึ่งได้จากการอัดผ่านเครื่องอัดเป็น
เส้นกลม ๆ แล้วตัดออกเป็นท่อนเท่า ๆ กัน หรืออาจทำเป็นเกล็ดที่ได้จากการย่อยอนุภาคขนาดใหญ่
ถา่ นกมั มันต์ชนดิ นี้มกั ใชใ้ นการดูดซับก๊าซและไอระเหย

ถ่านกัมมันต์ชนิดผง (powdered activated carbon) เป็นถ่านกัมมันต์ท่ีผ่านตะแกรงขนาด
150 ไมโครเมตร ไม่น้อยกว่าร้อยละ 99 โดยนําหนัก มีลักษณะเป็นผงซึ่งได้จากการบดถ่านกัมมันต์
ชนิดนมี้ กั ใช้งานเกย่ี วกับการดดู ซับในสภาวะของเหลว

2. การแบ่งตามขนาดรูพรุนบนผิวของถ่านกัมมันต์ แบ่งตามเกณฑ์ของ International
Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC

ถ่านกัมมันต์รูพรุนขนาดเล็ก (micropore) เป็นถ่านกัมมันต์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของรูพรุน
เลก็ กว่า 2 นาโนเมตร มคี วามสำคัญทีส่ ดุ ในการดดู ซบั นยิ มใช้ประโยชน์เกย่ี วกับการดูดซับก๊าซและไอ
ระเหย

ถา่ นกมั มนั ต์รพู รนุ ขนาดกลาง (mesopore) เปน็ ถ่านกัมมันตท์ ี่มีเส้นผา่ นศูนย์กลางของรูพรุน
ระหว่าง 2 – 50 นาโนเมตร มักนำไปใช้ดูดซับสารที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่ เช่น การฟอกสี
ถา่ นกมั มันตร์ ูพรนุ ขนาดใหญ่ (macropore) เปน็ ถา่ นกมั มนั ตท์ ม่ี ีเสน้ ผ่านศนู ย์กลางของรูพรุนใหญ่กว่า
50 นาโนเมตร โดยปกติไม่มีความสำคัญในการดูดซับสารต่างๆ เป็นเพียงทางส่งผ่านอนุภาคที่ถูกดูด
ซับเขา้ ไปในรูพรุนขนาดเล็กและมผี ลตอ่ อัตราเร็วในการดูดซบั

3. การแบง่ ตามความหนาแนน่ ของถา่ นกมั มันต์
ถ่านกัมมันตค์ วามหนาแน่นต่ำ ถา่ นกมั มันต์ประเภทน้ีมักใชเ้ พื่อดูดซับในสารละลาย เช่น การ
ฟอกสขี องนำ้ ตาลดบิ ให้เป็นสขี าวบรสิ ทุ ธิ์ หรอื การทำให้บรสิ ทุ ธิ์ เปน็ ตน้
ถ่านกมั มันตค์ วามหนาแนน่ สูง ถา่ นกัมมันต์ประเภทนีม้ กั ใช้ดูดสารพษิ หรอื ไอระเหย
4. การแบง่ ตามชนิดสารทถ่ี กู ดูดซับ
ถ่านกัมมันต์ที่ใช้งานเกี่ยวกับก๊าซ (gas adsorbent) เป็นถ่านกัมมันต์ที่ใช้ประโยชน์ สําหรับ
ดดู ก๊าซพษิ กลน่ิ และไอของสารอินทรยี ์ สว่ นมากเป็นถ่านกัมมนั ต์ท่ีได้จากการกระตุ้น ถ่านสังเคราะห์

10

ชนิดแข็ง (hard artificial char) ซึ่งเป็นถ่านที่ได้จากเมล็ดในของผลไม้ ถ่านไม้ที่เผา ที่ความดันสูง
เปน็ ตน้

ถ่านกัมมันต์ที่ใช้ฟอกสี (color adsorbent) เป็นถ่านกัมมันต์ที่ใช้ประโยชน์ใน การฟอกสี
สารละลาย ส่วนมากเป็นถ่านกัมมันต์ที่ได้จากการกระตุ้นถ่านสังเคราะห์ชนิดอ่อน (soft artiticial
char) ซึง่ เป็นถา่ นทีไ่ ด้จากถ่านไม้ ถา่ นชานออ้ ย ถ่านจากแกลบ ถา่ นจากกากนำ้ ตาล เปน็ ต้น

ถ่านกัมมันต์ที่แยกโลหะ (metal adsorbent) เป็นถ่านกัมมันต์ที่ใช้แยกโลหะต่างๆ เช่น
ถ่านกัมมันตท์ ีใ่ ช้แยกเงิน ทองคำ แพลตทนิ มั จากแร่ท่ขี ุดได้

2.6 ประโยชน์ของถ่านกัมมนั ต์
เนื่องจากถ่านกัมมันต์มีสมบัติในการดูดซับได้ดี จึงมีการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ดัง

ตวั อย่างต่อไปนี้
1. อุตสาหกรรมน้ำตาล ใชใ้ นการฟอกสี
2. อุตสาหกรรมเครื่องดื่มที่มีแอลกอฮอล์ ใช้ถ่านกัมมันต์ในการกำจัดรส และกลิ่นที่ไม่

ต้องการออกจากวิสกี้ ใช้ถ่านกัมมันต์ทำให้ไวน์มีเกรดดีขึ้น ใช้ถ่านกัมมันต์เติมลงในเบียร์ เพื่อกำจัด
ตะกอนที่เกิดข้ึนจากการแช่เย็นโดยถ่านกมั มันตจ์ ะทำหน้าที่ดูดซบั ตะกอนโปรตีนที่เอนไซม์ ย่อยไม่ได้
และยงั ใชถ้ ่านกัมมันต์ในการเตรียมนำ้ สะอาดเพื่อนำไปดัมเบยี รอ์ ีกดว้ ย

3. การทำน้ำให้บริสุทธิ์ ใช้ถ่านกัมมันต์ดูดซับคลอรีนและสารที่เป็นพิษอื่นๆ ที่ติดมากับ
นำ้ ประปาหรือนำ้ บาดาล

4. อุตสาหกรรมผลิตไขมันและน้ำมัน ใช้ดูดซับสิ่งปลอมปนในน้ำมันพืช ใช้ดูดซับตัวยับย้ัง
โดยไมด่ ดู สี

5. อุตสาหกรรมอาหาร การผลิตเจลาติน ใช้สำหรับกัมมันต์เพื่อดูดซับสีและกลิ่น การผลิต
เพคตนิ ซึง่ มลี ักษณะข่นุ มัวและมกี ล่ินเฉพาะที่ไม่พงึ ประสงค์ จึงต้องกำจดั ออกด้วยถ่านกมั มนั ต์

6. การทำตัวละลายให้บริสุทธิ์เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ การพิมพ์ ใช้ถ่านกัมมันต์ เพื่อนำไซลีน
เบนซิน กลับมาใช้ใหม่ การซักแห้ง ใช้ถ่านกัมมันต์เพื่อนำไตรคลอโรมีเทน กลับมาใช้ใหม่ การผลิต
เรยอนเพื่อนำอีเทอร์ แอลกอฮอล์ อะซีโตนกลับมาใช้ใหม่ การผลิตเซลลูลอยด์ใช้ถ่านกัมมันต์เพื่อนำ
แอลกอฮอล์กลับมาใช้ใหม่ อุตสาหกรรมเส้นใยสังเคราะห์ ใช้ถ่านกัมมันต์เพื่อนำคีโตน และเบนซิน
กลบั มาใช้ใหม่

7. อุตสาหกรรมอื่นๆ ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาระหว่างออกซิเจนและไฮดราซีน ใช้เป็นตัวพยุง
เมอร์คิวริกคลอไรด์ในอุตสาหกรรมผลิตไวนิลคลอไรด์จากอะเซทิลีนและกรดไฮโดรคลอริก ใช้เป็นตัว
พยุงทองคำขาวซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการไฮโดรเจน ใช้เป็นตัวแยกสารโดยการบรรจุ
ถ่านกัมมันต์ลงในคอลัมน์ของเครื่องโครมาโตกราฟก๊าซ ใช้ผสมในเพื่อป้องกันการกดั กร่อน ใช้เป็นตวั
กรองให้หน้ากากกันก๊าซพิษและไอพิษต่าง ๆ ใช้ในก้นกรองของบุหรีบ่ างชนิด ใช้ดูดควันหรือกลิ่นที่ไม่
พึงประสงคต์ ามหอ้ งปรับอากาศ ตู้เยน็ ตูเ้ สอ้ื ผ้า ใช้ฟอกสใี นอุตสาหกรรม การผลติ ผงชรู ส

11

2.7 กระบวนการดูดซับ
โดยทั่วไปกระบวนการการดูดซับของก๊าซ แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท (Gregg and

Sing,1982) ดังนี้
1. การดูดซับทางกายภาพ (Physical adsorption หรือ Physisorption) เกิดจากแรงดึงดูด

ระหว่าง อะตอมผิวหน้าของตัวดูดซับ (adsorbent) กับตัวถูกดูดซับ (adsorbate) ด้วยแรงยึดเหนี่ยว
เป็นแบบแวนเดอร์วาลส์ จึงเป็นการจับกันที่อ่อนและไม่มีพันธะเคมีเกิดขึ้น ความร้อนของการดูดซับ
ประมาณ 8.4 – 25.1 กิโลจูลต่อโมล เป็นกระบวนกายความร้อนมีพลังงานกระตุ้น (activation
energy) ตำ่ และไมม่ ีการแตกหักของพนั ธะ ดังนน้ั จึงสามารถเกดิ ขึน้ ได้อย่างรวดเร็วในทนั ทีที่ โมเลกุล
เดินทางมาถึงผิวหน้า แต่กรณีที่ตัวดูดซับมีความพรุนสูงอัตราการดูดซับจะช้าลงเพราะถูก จำกัดด้วย
อตั ราเรว็ ของการแพรภ่ ายในรูพรุน ปรมิ าณของการดดู ซับแบบน้ีเป็นแบบไม่เฉพาะเจาะจง การดูดซับ
อาจเกิดขนึ้ ได้มากกวา่ หน่ึงชน้ั ของโมเลกุลท่ถี ูกดูดซบั

2. การดูดซับทางเคมี (Chemical adsorption หรือ Chemisorption) มีพันธะเคมีเกิดขึ้น
ระหว่างอะตอมที่อยูผ่ ิวหนา้ กับอะตอมหรือโมเลกลุ ท่ีถูกดูดซับจึงเป็นการจับที่แข็งแรง ความร้อนของ
การดูดซบั มคี ่าประมาณ 62.8 - 83.7 กิโลจูลตอ่ โมล การดูดซบั แบบน้ีเป็นแบบเฉพาะเจาะจง

2.8 กระบวนการดูดซบั กา๊ ซคาร์บอนไดออกไซด์ของถ่านกมั มนั ต์
กระบวนการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยถ่านกมั มันต์มี 3 ขน้ั ตอนดังภาพท่ี 2.1 โดยมี

ขน้ั ตอนดงั นี้
ขั้นตอนที่ 1 เป็นการแพร่ของโมเลกุลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปยังผิวภายนอกของ

ถา่ นกัมมนั ต์
ขั้นตอนท่ี 2 เป็นการเคล่อื นที่ของโมเลกุลของก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์เข้าสูร่ ูพรุนของถ่านกัม

มนั ตซ์ ่งึ การดดู ซบั สว่ นใหญเ่ กิดขึ้นในรูพรนุ ส่วนนี้
ข้นั ตอนท่ี 3 โมเลกุลของกา๊ ซคาร์บอนไดออกไซดจ์ ะติดทีผ่ วิ ภายในรูพรุนของถ่านกัมมันต์โดย

เรียง ตัวกันเป็นช้นั ๆ
การแพร่ในขั้นตอนที่เกิดขึ้นเนื่องจากค่าความแตกต่างของความเข้มข้นของก๊าซ

คารบ์ อนไดออกไซด์ในก๊าซชวี ภาพกับความเข้มข้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทผี่ วิ ของถ่านกัมมันต์ ทำให้
โมเลกุลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไหลจากก๊าซชีวภาพซึ่งเข้มข้นมากกว่าไปยังผิวของถ่านกัมมันต์
ซึ่งมีเข้มข้นน้อยกวา่ เมื่อถึงผิวของถ่านกัมมนั ต์ก็จะเคลื่อนที่เข้าสู่รูพรุนดังขั้นตอนท่ี 2 การเคลื่อนทีน่ ้ี
ขึ้นอยู่กับขนาดของรูพรุนในช่วงแรกขณะที่รูพรุนมีขนาดใหญ่จะเคลื่อนที่โดยการ แพร่แบบเป็นกลุ่ม
ก้อน (Bulk-diffusion) การชนที่เกิดขึ้นเป็นการชนกันระหว่างโมเลกุลของก๊าซ เมื่อขนาดของรูพรุน
เล็กลง การเคลื่อนที่จะเปลี่ยนเป็นการแพร่แบบผิว (Surface diffusion) ดัง ขั้นตอนที่ 3 การชนท่ี
เกิดขน้ึ เปน็ การชนระหว่างโมเลกลุ ของก๊าซกับผิวในรูพรุนของสารดูดซับ จนกระทั่งอ่มิ ตวั ดงั ภาพที่ 2.2

12

ภาพท่ี 2.5 กลไกการดูดซบั
ทม่ี า : การจดั การและควบคุมมลพิษทางอากาศจากอุตสาหกรรม (2544)
ซึ่งหลังจากจุดนี้ไปก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก็จะดูดซับได้ลดลงจนไม่สามารถดูดซับได้ โดย
ปัจจยั ท่มี ีผลต่อการดูดซบั ของถ่านกัมมนั ตม์ ดี ังน้ี
1. อุณหภูมิ คือ เมื่ออุณหภูมิต่ำๆ ถ่านกัมมันต์จะมีประสิทธิภาพในการดูดซับสูงแต่หาก
อุณหภมู ิสูงๆประสิทธิภาพในการดดู ซับของถา่ นกัมมันตจ์ ะลดลง
2. พ้ืนผวิ สัมผัส คอื หากมีพน้ื ทผ่ี วิ มากกย็ ิง่ สามารถดดู ซับไดม้ ากขึ้นตามไปด้วย
3. ความดัน คือ ความดันของก๊าซสูง จะมีผลให้ค่าความสามารถในการดูดซับก๊าซของ
ถ่านกัมมันต์สูงขึ้นตามไปด้วยเพราะโมเลกุลของสารที่ถูกดูดซับจะถูกอัดตัวเข้าตามรูพรุนของถ่าน
กมั มนั ตไ์ ดเ้ พิ่มมากขึน้
4. อัตราการไหลของก๊าซ คือ อัตราการไหลของก๊าซที่ความเร็วต่ำๆ ถ่านกัมมันต์จะดูดซับ
ก๊าซได้ดีเพราะก๊าซที่ไหลผ่านถ่านกัมมันต์จะสัมผัสผิวถ่านกัมมันต์ได้นานมากกว่าอัตราการไหลของ
ก๊าซสงู

2.9 เทคนิคการให้ความร้อนดว้ ยคลืน่ ไมโครเวฟ
พลังงานไมโครเวฟมีคุณสมบตั ิเป็นไดอิเล็กทริก ที่ทำให้เกิดพลังงานความร้อนข้ึนภายในวัตถุ

ที่สัมผัสกับคลื่นไมโครเวฟนั้นมีสาเหตมุ าจากกลไก 2 ประการ ได้แก่ การเคลื่อนท่ีของไอออนเมื่ออยู่
ในสนามไฟฟ้า (ionic polarization) และการหมุนของสารประกอบที่มีขั้ว (dipole rotation)
เม่อื เปรียบเทยี บวธิ ีใหค้ วามร้อน (heating method) วธิ ี Microwave heating กบั วธิ ี Conventional
heating ทเี่ ป็นการเตรยี มตวั ดูดซับแบบวธิ ดี ้ังเดิม พบวา่ วธิ ี Microwave heating เปน็ การเตรียมวัสดุ
ตัวอย่างที่มีประสิทธิภาพและสะดวก คือ ใช้เวลาในการเตรียมน้อย ใช้อุณหภูมิต่ำและประหยัด
พลังงาน การกระตุ้นถ่านกัมมันต์สามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือการกระตุ้นทางกายภาพ ซึ่งใช้
ความร้อนสูง 800 – 1000 °C และการกระตุ้นทางเคมี ซึ่งใช้สารเคมีควบคู่กับการใช้ความร้อน ซึ่งใช้
พลังงานและระยะเวลาน้อยกว่าการกระตุ้นทางกายภาพ การใช้เตาไมโครเวฟในการกระตุ้นทางเคมี

13

เป็นอีกทางเลือก เนื่องจากใช้ระยะเวลาในการกระตุ้นน้อยกว่าการกระตุ้นทางเคมี (Cheng Cheng
et al., 2016)

(ก) (ข)
ภาพที่ 2.6 แสดงอุณหภมู ิและทศิ ทางการเปลี่ยนแปลงความร้อน (ก) Conventional heating

(ข) Microwave heating (สีแดง-อณุ หภมู ิสูง, สนี ้ำเงนิ -อุณหภมู ติ ำ่ )
ที่มา : Wenya A. et al. (2018)

2.10 งานวจิ ัยที่เก่ียวชอ้ ง
2.10.1 วัตถุดบิ ท่ีใช้ในการผลิตถา่ นกมั มันต์
สาวิตรี จันทรานุรักษ และคณะ (2548) ได้ศึกษาการผลิตถ่านกัมมันต์จากก้านทะลายปาล์ม

น้ำมัน ด้วยวิธกี ระตุ้นทางกายภาพและทางเคมี ซึ่งประกอบด้วย 2 ขั้นตอนคือ การคาร์บอนไนซ์ และ
การกระต้นุ โดยสภาวะทีเ่ หมาะสมสำหรับการคาร์บอไนซ์ คอื อุณหภูมิ 350 องศาเซลเซียส ทเ่ี วลา 45
นาที เมื่อศึกษาผลของอุณหภูมิ เวลา ขนาด และ ความเข้มข้นของสาร ในการกระตุ้นถ่านด้วย KOH
พบว่าสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตถ่านกัมมันต์จากก้านทะลายปาล์มน้ำมันมีดังนี้ ถ่านชาร์ขนาด
1.18 - 2.36 มิลลิเมตร อัตราส่วนระหว่างสารละลาย KOH (ที่ความเข้มข้น 4 โมลต่อลิตร) และถ่าน
ทะลายปาล์มน้ำมัน = 1:1 อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียส เวลา 180 นาที อัตราการไหลของก๊าซ
ไนโตรเจน 1000 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อนาที โดยถ่านกัมมันต์ที่ได้มีสมบัติคือ ค่าความหนาแน่นเชิง
ปรมิ าตร 0.346 กรัมตอ่ ลูกบาศก์เซนตเิ มตร คา่ เถา้ ร้อยละ 38.54 ปริมาณผลิตภณั ฑ์ร้อยละ 44.47 คา่
การดูดซับไอโอดีน 1308 มิลลิกรัมต่อกรัม และ ค่าการดูดซับเมทิลีนบลู 248 มิลลิกรัมต่อกรัม
ถ่านกัมมันต์ที่ได้จากงานวิจัย มีสมบัติใกล้เคียงกับถ่านกัมมันต์เกรดการค้า ทำให้สามารถใช้ก้าน
ทะลายปาล์มนำ้ มนั เพ่ือผลติ ถา่ นกัมมันตท์ ีม่ ีคณุ ภาพดีได้

สาวิตรี จันทรานุรักษ และคณะ (2549) ได้ศึกษาการผลิตถ่านกัมมันต์จากก้านทะลายปาล์ม
น้ำมนั มีกระบวนการ 2 ข้ันตอน คือการคาร์บอไนซท์ ี่อุณหภูมิ 350 องศาเซลเซียส เปน็ เวลา 45 นาที
และการกระตุ้นทางเคมี ที่อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 180 นาที ด้วยสารละลาย KOH ท่ี
ความเข้มข้น 4 โมลต่อลิตร โดยอัตราส่วนระหว่างสารละลาย KOH และถ่านชาร์ (ขนาด
เส้นผ่าศูนย์กลาง 1.18 -2.36 มม.) คือ 1:1 อัตราการไหลของก๊าซไนโตรเจน 1000 ลูกบาศก์
เซนติเมตรต่อนาที จากการทดลองพบว่าถ่านกัมมันต์ที่ได้มีคุณสมบัติคือ ค่าความหนาแน่นเชิง

14

ปริมาตร 0.346 กรมั ต่อลูกบาศก์เซนตเิ มตร คา่ การดดู ซบั ไอโอดีน 1308 มลิ ลกิ รัมต่อกรัม และค่าการ
ดูดซับเมทิลีนบลู 248 มิลลิกรัมต่อกรัม เมื่อนำถ่านกัมมันต์นี้จำนวน 1 กรัม มาทำการดูดซับเชื้อ E.
coli เป็นระยะเวลา 21 ชั่วโมงด้วยกระบวนการแบบ batch พบว่าการดูดซับของถ่านกัมมันต์ก้าน
ทะลายปาลม์ นำ้ มนั เปน็ ไปตามสมการไอโซเทอมของฟรุนดริช คือ qe = 0.9905 Ce0.07

วรี ะวัฒน์ คลอวฒุ ิมนั ตร์ และ พรสวรรค์ อศั วแสงรัตน์ (2558) ไดศ้ กึ ษาสภาวะท่ีเหมาะสมใน
การผลิตถ่านกัมมันต์จากเปลือกถั่วลิสง โดยการกระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริกและพลังงานไมโครเวฟ
ศกึ ษาอุณหภูมิในการคารบ์ อไนซ์ที่ 300, 350, 400 และ 450 องศาเซลเซยี ส เวลาในการคารบ์ อไนซ์ท่ี
30, 60 และ 90 นาที พบว่า สภาวะที่เหมาะสมในการคาร์บอไนซ์ คือ อุณหภูมิ 400 องศาเซลเซียส
เวลา 60 นาที ได้ปริมาณผลที่ได้ของผลิตภัณฑ์ 38.99 เปอร์เซ็นต์ ปริมาณคาร์บอนคงตัว 68.68
เปอร์เซ็นต์ จากนั้นทำการกระตุ้นถ่านชาร์ที่ได้ด้วยกรดฟอสฟอริกความเข้มข้น 85 เปอร์เซ็นต์โดย
น้ำหนักต่อปริมาตรและพลังงานไมโครเวฟ โดยศึกษาอัตราส่วนน้ำหนักถ่านชาร์ต่อปริมาตร
กรดฟอสฟอริก 1:1 1:2 และ 2:1 กำลังไฟฟ้าของเตาไมโครเวฟในการกระตุ้นที่ 300, 500 และ 700
วัตต์ และเวลาท่ีใช้ในการกระตุ้นในเตาไมโครเวฟ 30, 60 และ 90 วินาที พบว่าสภาวะที่เหมาะสมใน
การกระตนุ้ คือ ทอ่ี ตั ราสว่ นนำ้ หนักถา่ นชารต์ ่อปรมิ าตรกรดฟอสฟอรกิ เปน็ 1:2 ใชก้ ำลังไฟฟ้าของเตา
ไมโครเวฟ 700 วัตต์ และกระตุ้นเป็นเวลานาน 90 วินาที จะได้ถ่านกัมมันต์ที่มีพื้นที่ผิวและปริมาตร
รูพรุนสูงสุดเท่ากับ 303.1 ตารางเมตรต่อกรัม และ 0.140 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อกรัม ตามลำดับ มี
ประสิทธิภาพการดูดซับไอโอดีนสูงสุดคือ 418 มิลลิกรัมไอโอดีนต่อกรัมถ่านกัมมันต์ ซึ่งเมื่อ
เปรียบเทียบประสิทธิภาพการดูดซับไอโอดีนของถ่านกัมมันต์ที่ผ่านการกระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริก
เพียงอย่างเดียว พบว่า มีประสิทธิภาพการดูดซบั ไอโอดนี เพิ่มขึน้ 31 เปอร์เซ็นต์และสอดคล้องกับผล
การศึกษาพื้นที่ผิว และปริมาตรรูพรุนที่พบว่ามีค่าสูงขึ้น หลังจากผ่านการกระตุ้นร่วมโดยใช้พลังงาน
ไมโครเวฟ

อาอีเซาะส์ เบ็ญหาวัน (2561) ได้ศึกษาการเตรียมถ่านกัมมันต์จากเปลือกลูกหยี ด้วย
กระบวนการก่อกัมมันต์ทางเคมแี บบแหง้ โดยการคารบ์ อไนเซชันที่อุณหภูมิ 450 องศาเซลเซียส เป็น
เวลา 3 ชั่วโมง แล้วทำการกระตุ้นต่อด้วยสารกระตุ้น 3 ชนิด คือ H3PO4, KOH และ ZnCl2 จากการ
ทดลองพบว่า ถ่านชาร์ทไี่ ดจ้ ากเปลอื กลูกหยีมีปรมิ าณคารบ์ อนคงตัวสูงข้ึนจากร้อยละ 22.67 เป็นร้อย
ละ 25.99 จากนั้นทำการกระตุ้นถ่านกัมมันต์โดยสาร 3 ชนิด คือ H3PO4, KOH และ ZnCl2 จากการ
วัดค่าพื้นที่ผิวจำเพาะ BET ปริมาตรรูพรุนรวม ขนาดรูพรุนเฉลี่ย และถ่ายภาพด้วยเทคนิค SEM
พบว่า ถ่านกัมมันต์ที่กระตุ้นโดยสารทั้ง 3 ชนิด คือ AC-KOH, AC-H3PO4 และ AC-ZnCl2 มีขนาด
รูพรุนเฉลี่ยสูงขึ้นอย่างมาก คือ 25.73, 20.10 และ 18.87 nm ตามลำดับ ซึ่งสังเกตได้ชัดเจนจาก
ภาพถ่าย SEM ส่วนปริมาณพื้นที่ผิวจำเพาะ BET และปริมาตรรูพรุนรวม ถ่านกัมมันต์ที่กระตุ้นด้วย
H3PO4 และ ZnCl2 มีปริมาณพื้นที่ผิวจำเพาะ BET และปริมาตรรูพรุนรวมสูงขึ้นอย่างมาก คือ
AC-H3PO4 มีค่า 420.30 m2/g และ 0.21 cm3/g ตามลำดับ และ AC-ZnCl2 มีค่า 421.20 m2/g
และ 0.20 cm3/g ตามลำดับ และในการหาค่าดูดซับไอโอดีน (Iodine number) ของถ่านกัมมันต์ที่

15

กระตุ้นโดยสาร 3 ชนดิ คือ H3PO4, KOH และ ZnCl2 แตล่ ะสารกระตุ้นใช้อัตราส่วน (ถ่านชาร์ : สาร
กระตุน้ ) แตกต่างกนั 6 คา่ คอื 1:0.5, 1:1, 1:1.5, 1:2, 1:2.5 และ 1:3 พบวา่ ถา่ นกัมมันต์ทุกตัวอย่าง
มีค่าการดูดซับไอโอดีนสูงกว่าถ่านชาร์ (Charcoal) ยกเว้น AC-KOH ในอัตราส่วนชาร์ต่อสารกระตุ้น
1:2.5, AC-H3PO4 ในอัตราส่วนชาร์ต่อสารกระตุ้น 1:2.5 และ AC-KOH ในอัตราส่วนชาร์ต่อสาร
กระตุ้น 1:3 เท่านนั้ ท่ีมีค่าการดูดซับไอโอดนี ต่ำกวา่ ถ่านชาร์ มคี า่ การดดู ซับไอโอดีน 571.70, 172.62
และ 136.07 mg/g ตามลำดบั ส่วนถ่านกัมมนั ต์ทีม่ ีค่าการดดู ซับไอโอดีนสงู สุด 5 อันดับ คือ AC-KOH
ในอตั ราสว่ นถา่ นชารต์ ่อสารกระตุ้น 1:2, AC-H3PO4 ในอตั ราสว่ นชารต์ ่อสารกระตุน้ 1:1.5, AC-KOH
ในอัตราส่วนชาร์ต่อสารกระตุ้น 1:0.5, AC-ZnCl2 ในอัตราส่วนชาร์ต่อสารกระตุ้น 1:0.5 และ
AC-H3PO4 ในอัตราส่วนชาร์ต่อสารกระตุ้น 1:2 มีค่าการดูดซับไอโอดีน 1,040.83, 973.81, 957.05,
940.30 และ 873.28 mg/g ตามลำดบั

วราวุฒิ ประชาศิริสกุล (2541) ได้ศึกษาการผลิตถ่านกัมมันต์จากกะลาปาล์มน้ำมัน โดยการ
กระตุ้นด้วยพลังงานไมโครเวฟ วิธีเตรียมแบ่งเป็น 2 ขั้นตอนคือ การคาร์บอไนซ์ และการกระตุ้น
ขั้นตอนแรกทำการคาร์บอไนซ์มตี ัวแปรที่ใช้ศกึ ษาคือ อุณหภูมิช่วง 350 ถึง 450 องศาเซลเซียส และ
เวลาในการคาร์บอไนซ์ 60 ถงึ 180 นาที พบวา่ ภาวะทีเ่ หมาะสมในการคาร์บอไนซ์ คือท่อี ณุ หภูมิ 400
องศาเซลเซียส เป็นเวลา 60 นาที ได้ผลิตภัณฑ์ถ่านชาร์ร้อยละ 30.06 ถ่านชาร์ที่ได้มีปริมาณสาร
ระเหยอยู่ร้อยละ 25.22+0.12 ปริมาณเถ้าร้อยละ 10.22+0.05 ปริมาณคาร์บอนคงตัวร้อยละ
63.34+0.13 ค่าพื้นที่ผิว (BET) 3.45+0.16 ตารางเมตรต่อกรัม ค่าพื้นที่ผิวรูพรุนขนาดเล็ก 0.3566
ตารางเมตรต่อกรัม และค่าปริมาตรรูพรุนขนาดเล็ก 0.0002 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อกรัม ตัวแปรที่ใช้
ศึกษาคือ เวลาในการกระตุ้นช่วง 30 ถึง 90 นาที อัตราการไหลก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ช่วง 0.2 ถึง
1.5 ลติ รต่อนาที ขนาดอนุภาคถา่ นชารช์ ่วง 0.6 ถงึ 4.75 มลิ ลเิ มตร และชนิดของก๊าซกระตนุ้ ภาวะใน
การกระตุ้นที่เหมาะสมคือการใช้ถ่านขนาด 1.18 ถึง 2.36 มิลลิเมตร กระตุ้นด้วยก๊าซ-
คาร์บอนไดออกไซด์ในอัตราการไหล 0.2 ลิตรต่อนาที เป็นเวลา 90 นาที ได้ผลิตภัณฑ์ถ่านกัมมันต์
ร้อยละ 81.23

รังสรรค์ ละวรรณา (2542) การเตรียมถ่านกัมมันต์จากกะลาปาล์มน้ำมันโดยกระตุ้นด้วย
พลังงานไมโครเวฟ การคาร์บอไนซ์โดยใช้อุณหภูมิคาร์บอไนซ์ 400 องศาเซลเซียสเป็นเวลานาน 60
นาที ได้ผลิตภัณฑ์ถ่านชารร์ ้อยละ 31.72 ปริมาณสารระเหยร้อยละ 18.87+0.14 ปริมาณเก้าร้อยละ
9.89+0.06 ปริมาณคาร์บอนคงตัวร้อยละ 69.41+0.09 ค่าพื้นที่ผิว BET 152+4 ตารางเมตรต่อกรมั
ตัวแปรท่ศี กึ ษาคือเวลาในการกระตุน้ ช่วง 30 ถงึ 180 นาทีพลังงานการกระตุ้นช่วง 225 ถึง 500 วัตต์
และจำนวนรอบของการทำการดูดซับแล้วนำมากระตุ้นโดยทำกันให้ขนาดอนุภาคส่วนที่ใช้ช่วง 1.18
ถึง 2.36 มิลลิเมตร ได้ภาวะที่เหมาะสมคือ เวลาในการกระตุ้น 90 นาที พลังงานในการกระตุ้น 450
วัตต์ และจำนวนรอบของการทำการดูดซับก๊าซแล้วนำมากระตุ้นรอบที่ 2 ได้ถ่านกัมมันต์ที่มีสมบัติ
ดังน้คี ่าการดดู ซบั ไอโอดีน 1385+11 มลิ ลิเมตรต่อกรัม

16

ทองฉัตร จึงสมาน และพรสวรรค์ อัศวแสงรัตน์ (2559) ได้การศึกษาการสังเคราะห์ถ่าน
กัมมันตจ์ ากกากกาแฟโดยการกระตุน้ ด้วยพลังงานไมโครเวฟ ข้ันตอนแรกการคาร์บอไนซ์กากกาแฟที่
อุณหภูมิ 400 500 และ 600 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1 ช่ัวโมง วิเคราะห์ปริมาณความช้ืน ปริมาณ
สารระเหย ปรมิ าณเถ้า และปริมาณคารบ์ อนคงตัว ตามมาตรฐาน ASTM พบว่า ท่อี ณุ หภูมิ 400 500
และ 600 องศาเซลเซียส มีปริมาณคาร์บอนคงตัวร้อยละ 48 32 และ 27 ตามลำดับ นำถ่านชาร์ที่
ผ่านการคาร์บอไนซ์ที่อุณภูมิ 400 องศาเซลเซียส แช่สารละลายกรดฟอสฟอริกความเข้มข้น 40
เปอร์เซน็ ต์โดยปริมาตร ในอัตราส่วนถ่านชาร์ 1 กรัมตอ่ สารละลาย 20 มลิ ลิลิตร เปน็ เวลา 24 ช่ัวโมง
จากนนั้ กระตุ้นดว้ ยพลังงานไมโครเวฟท่ีกำลังไฟฟ้า 200 500 และ 800 วตั ต์ ตามลำดับ เปน็ เวลา 60
วินาที จากการวิเคราะห์พ้ืนที่ผิว และปริมาตรรูพรุนของถ่านกัมมันต์ด้วยเทคนิค BET พบว่า
ที่กำลังไฟฟ้า 200 500 และ 800 วัตต์ มีพื้นที่ผิวเท่ากับ 7.05, 16.50 และ 416.10 ตารางเมตรต่อ
กรมั และปริมาตรรูพรุนท้ังหมดเท่ากับ 0.02, 0.03 และ 0.24 ลูกบากศ์ เซนติเมตรต่อกรมั ตามลำดับ
การกระตุ้นด้วยพลังงานไมโครเวฟที่กำลังไฟฟ้า 800 วัตต์ ให้พื้นที่ผิว และปริมาตรรูพรุนสูงสุด
เนื่องจากคลื่นไมโครเวฟที่กำลังไฟฟ้า 800 วัตต์ ส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงทำให้เกิดการสั่น
ของโมเลกุลถ่านกัมมันต์และเกิดความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สามารถเกิดการระเหยของไอน้ำ และเกิด
การสลายตวั ของสารระเหยท่ีอุดตนั ในถา่ นชาร์

อนิรุทธิ์ ส่งศรี และสำคัญ รัตนบุรี (2563) ได้ศึกษาการผลิตถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์ม
โดยการกระตุ้นด้วยพลังงานไมโครเวฟ ขั้นตอนแรกการคาร์บอไนซ์ก้านใบปาล์มทีอ่ ุณหภูมิ 500 550
และ 600 องศาเซลเซยี สเป็นเวลา 60 นาทีมีปริมาณคาร์บอนคงตวั ร้อยละ 53.48, 64.58 และ 64.76
ตามลำดับ แล้วนำก้านใบปาล์มคาร์บอไนซ์ที่ 550 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 60, 120 และ 180 นาที
พบวา่ เวลาท่เี หมาะสมคือ 60 นาที มปี ริมาณความชื้นร้อยละ 4.36 สารระเหยรอ้ ยละ 20.84 เถ้าร้อย
ละ 10.24 และคาร์บอนคงตัวร้อยละ 64.58 นำถ่านชาร์ที่ผ่านคาร์บอไนซ์ที่ 550 องศาเซลเซียส
60 นาที แช่สารละลายโซเดียมคลอไรด์อิ่มตัว ในอัตราส่วนถ่านชาร์ 1 กรัมต่อสารละลาย 1.94 กรัม
เป็นเวลา 24 ชั่วโมง จากนั้นกระตุ้นด้วยรังสีไมโครเวฟ 800 วัตต์ วิเคราะห์พื้นที่ผิวด้วยเทคนิค BET
พบว่าที่เวลาการกระตุ้น 0, 5, 10, 15, 20 และ 30 นาที มีพื้นที่ผิว 333.2, 352.3, 337.8, 354.3,
343.3 และ 330.1 ตารางเมตรต่อกรัม ปัจจัยที่มีปริมาณถ่านกัมมันต์มีผลต่อการดูดซับอนุภาคยาง
จากผลการทดลองพบว่า ปรมิ าณถ่านกัมมนั ตท์ ่ีเหมาะสมในการดดู ซบั เท่ากับ 0.1 กรัมตอ่ มิลลลิ ติ ร

Deng, S. D. และ Lin, Y. S. (1997) ได้ศึกษาการประยุกต์ใช้พลังงานไมโครเวฟในการให้
ความร้อนสำหรับสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาโดยอาศัยการกระจายตัวของส่วนแอกทีฟเข้าไปในรูพรุน
ของซโี อไลซ์ ตวั ดดู ซับทใ่ี ชใ้ นการศึกษาคือ CuO และ CuCl เพอื่ ใชส้ ำหรับกำจดั SO2 ในอุตสาหกรรม
ใช้ผลการวิเคราะห์ด้วย XRD และการดูดซับแก๊สไนโตรเจนเพื่อบอกถึงโครงสร้างของรูพรุนพื้นที่ผิว
และการกระจายตวั ของสว่ นแอกทีฟบนผิวของตวั ดดู ซับ การใช้พลงั งานไมโครเวฟในการให้ความร้อน
ช่วยลดเวลาลงมาก เม่ือเปรียบเทยี บกับการให้ความร้อนแบบธรรมดา เช่น ในการทดลองนถ้ี ้าต้องการ

17

เตรียม DAY Zeolite ต้องใช้อุณหภูมิสูงที่ 850 °C เป็นเวลา 36 ชั่วโมง ในขณะที่การใช้พลังงาน
ไมโครเวฟที่ 600 วัตต์ ใช้เวลาแค่ 60 นาที และจากการศึกษาด้วย XRD พบว่าลกั ษณะโครงสร้างของ
ซโี อไลซท์ ี่เตรียมไดจ้ ากทงั้ สองวธิ ีมีโครงสรา้ งลักษณะเดยี วกัน

Gomez-Aviles, A. et. al. (2022) ถ่านกัมมันต์ถูกเตรียมโดยการกระตุ้นทางเคมีของ
ลิกนินด้วย FeCl3 โดยใช้ไมโครเวฟ การใช้ไมโครเวฟช่วยลดเวลาในการใช้งานได้อย่างมากเมื่อเทียบ
กับการให้ความร้อนแบบธรรมดา ไมโครเวฟกำลัง, อัตราส่วนการทำให้ชุ่ม (R: อัตราส่วนมวลของ
FeCl3 ตอ่ สารตัง้ ต้นลิกนนิ ) และเวลาไดร้ ับการศึกษาดังนี้ ตัวแปรทีส่ ่งผลตอ่ การพฒั นาพ้ืนผิวที่มีรูพรุน
พบสภาวะที่เหมาะสมที่ 800 W, R = 5 ได้ถ่านกัมมันต์ที่มีรูพรุนขนาดเล็กพื้นที่ผิวสูงกว่า 1150

m2⋅g−1
จากการศกึ ษาเอกสารและงานวจิ ัยที่ผา่ นมาพบวา่ มเี อกสารและงานวิจัยทีเ่ กยี่ วข้องกับการดัก

จบั ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ดังนี้
กรีวรรณ รัตนโกสม (2555) ได้ศึกษาการลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในก๊าซชีวภาพ โดยใช้

ถ่านกัมมันต์ชนิดเม็ดและชนิดเกล็ดเป็นตัวดูดซับก๊าซ ซึ่งผลจากการทดลองพบว่า ถ่านกัมมันต์ชนิด
เมด็ สามารถดดู ซบั กา๊ ซคารบ์ อนไดออกไซด์ได้ดที ่คี ่าความดนั ของกา๊ ซเท่ากบั 1.5 bar ส่วนถ่านกัมมนั ต์
ชนิดเกล็ดนั้นสามารถดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ดีที่ค่าความดันของก๊าซเท่ากับ 0.5 bar จาก
งานวิจัยนที้ ำใหท้ ราบว่าถา่ นกัมมนั ต์สามารถดูดซบั ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ ซงึ่ ปริมาณการดูดซับจะ
แปรเปลีย่ นตามค่าความดันของกา๊ ซและชนดิ ของถา่ นกัมมันต์

Cheng-Hsiu Yu, Chih-Huang, Chung-Sung Tan (2012) ได้ศึกษาการดักจับก๊าซ
คาร์บอนไดออกไซด์ ด้วยวิธีการดูดซับและการดูดซึมด้วยเทคนิคต่างๆ จากการศึกษาและรวบรวม
ข้อมูล พบว่าการดดู ซบั ทางเคมสี ามารถดูดซับกา๊ ซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ดีกว่าการดูดซับทางกายภาพ
พบว่ามีข้อเสียคือ สิ้นเปลืองพลังงานมากกว่าวิธีการดูดซับทางกายภาพถึง 60 % โดย พลังงานส่วน
ใหญ่จะสูญเสยี ไปกับการฟืน้ สภาพสารเคมี

18

บทท่ี 3
วัสดุ อุปกรณ์ และวธิ ีการดำเนนิ การวจิ ยั

การศึกษาการเตรียมถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์มน้ำมัน สำหรับการดูดซับก๊าซ
คาร์บอนไดออกไซด์โดยมีอปุ กรณ์ เครอ่ื งมือ สารเคมีและขัน้ ตอนดังตอ่ ไปนี้

3.1 สารเคมี เคร่อื งมือ และอปุ กรณ์
สารเคมี
1. กรดฟอสฟอรกิ (H3PO4 85 %, Merck)
2. โพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ (KOH 85 %, Merck)
3. กา๊ ซไนโตรเจน (N2 : Praxair,99.99% )
4. ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 : Praxair,99.99% )
เคร่ืองมอื
1. เครือ่ ง FTIR Spectrometer (รุ่น IRTracer-100 ; Shimudzu)
2. กล้องจลุ ทรรศนอ์ ิเลก็ ตรอนแบบสอ่ งกราด (รนุ่ JSM-IT200; Jeol )
3. เครือ่ งวเิ คราะหส์ มบตั ทิ างความร้อนหรอื TGA (รุ่น TGA 8000; PerkinElmer)
4. เครอ่ื งไมโครเวฟ (รนุ่ EMM2338GB; Electrolux)
5. เตาเผาอณุ หภูมิสงู แบบท่อแนวนอน (รุ่น LTF 12/100/940; Lenton)
6. เตาอบ (Memmert)
7. เคร่ืองบดตวั อยา่ ง (รุ่น WF-10B ; Thaigrinder)
8. เครอ่ื งกวนสาร(SLN 53 STD, EU)
9. เครอื่ งชั่ง 4 ตำแหนง่ (รุ่น AG204 ; Mettler 18oledo)
10. ตดู้ ดู ความช้นื (รนุ่ 5317-0180 ; Nalgene)
11. เคร่อื งกรองสญุ ญากาศ
อปุ กรณ์
1. ตะแกรงคดั ขนาด 50 mesh
2. หลอดหยด
3. แทง่ แกว้ คนสาร
4. ปิเปตตข์ นาด 1 mL 10 mL และ 25 mL
5. บกี เกอร์ 100 mL, 250 mL
6. กระบอกตวง 10 mL

19

7. ขวด Duran 100 mL
8. ช้อนตกั สาร
9. กระดาษยนู ิเวอร์แซลอินดเิ คเตอร์
10. กระดาษอะลมู ิเนยี มฟอยล์

3.2 การเกบ็ ตัวอย่างและการเตรยี มถ่านกมั มนั ต์
3.2.1 การเกบ็ ตวั อยา่ งกา้ นใบปาล์ม
วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตถ่านกัมมันต์ คือ ก้านใบปาล์มน้ำมันซึ่งได้มาจากวัสดุเหลือทิ้งทาง

การเกษตรจากพ้ืนที่ หมู่ 2 ตำบลศรีวิชัย อำเภอพุนพนิ จังหวดั สรุ าษฎรธ์ านี
3.2.2 การเตรยี มถา่ นกัมมันต์
1. นำก้านใบปาลม์ มาลา้ งใหส้ ะอาดและหัน่ เป็นช้นิ เล็กๆ
2. นำไปอบท่ีอุณหภมู ิ 105 °C จนไดน้ ำ้ หนกั คงท่ี
3. บดด้วยเคร่ืองบด และรอ่ นตัวอยา่ ง ให้มขี นาดประมาณ 50 – 300 mesh
4. เผาด้วยเตาเผาอุณหภูมิสูงแบบท่อแนวนอน 400 °C เป็นเวลา 1 ชม. ภายใต้

สภาวะก๊าซไนโตรเจน (N2) อัตราการไหล 50 mL/min ทีอ่ ตั ราความรอ้ น 10 °C/min (ภาพที่ 3.1)
5. นำถา่ นทีไ่ ด้เก็บไวใ้ นตดู้ ดู ความชน้ื (Desiccator)

ภาพท่ี 3.1 แผนภาพไดอะแกรมของการคาร์บอไนเซชัน

3.3 วธิ ีการทดลอง
3.3.1 การกระตนุ้ ถ่านกมั มันต์ด้วยสารเคมี
การกระตนุ้ ดว้ ยกรดฟอสฟอรกิ (H3PO4)
1. นำถ่าน แช่ด้วยกรดฟอสฟอริก (H3PO4) ในขวด Duran อัตราส่วน 1 : 2 w/w (ใช้

ถ่าน 1 g ต่อ สารละลายกรดฟอสฟอรกิ H3PO4 จำนวน 1.39 mL) และกวนด้วยเคร่ืองกวนสาร เป็น
เวลา 24 ชม.

20

2. นำมากระตนุ้ ด้วยพลงั งานไมโครเวฟท่ี 800 วัตต์ เป็นเวลา 5 นาที
3. กรองถ่านที่แช่กรดฟอสฟอริก (H3PO4) ด้วยเครื่องกรองสุญญากาศ และล้างด้วยน้ำ
กลั่นจนมีค่า pH เป็นกลาง แล้วนำไปอบให้แห้งที่อุณหภูมิ 105 °C เป็นเวลา 24 ชม. และเก็บไว้ในตู้
ดดู ความช้ืน
4. บันทกึ ผลการทดลอง
การกระตุ้นด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH)
1. นำถ่าน แช่ด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) ในขวด Duran อัตราส่วน 1 : 2
w/w สารจะถกู กวนดว้ ยเคร่อื งกวนสาร เป็นเวลา 24 ชม.
2. นำมากระตุ้นด้วยพลงั งานไมโครเวฟที่ 800 วตั ต์ เปน็ เวลา 5 นาที
3. กรองถ่านที่แช่โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) ด้วยเครื่องกรองสญุ ญากาศ และล้าง
ด้วยน้ำกลัน่ จนมีค่า pH เป็นกลาง แล้วนำไปอบให้แห้งที่อณุ หภูมิ 105 °C เป็นเวลา 24 ชม. และเก็บ
ไว้ในตูด้ ูดความชืน้
4. บนั ทึกผลการทดลอง
3.3.2 ศกึ ษาสัณฐานวิทยาของถา่ นกมั มันต์
คำนวณหาร้อยละผลผลิตของถ่านกัมมันต์ที่ไดซ้ ึ่งมีคา่ เท่ากับ [ น้ำหนักของถ่านกัมมันต์
(กรมั ) / นำ้ หนักวัตถุดบิ ต้งั ต้น (กรมั ) ] *100
ศกึ ษาลกั ษณะพ้ืนผิวและรูพรนุ ของถา่ นกัมมันต์ดว้ ยกลอ้ งจลุ ทรรศนอ์ ิเล็กตรอนแบบส่อง
กราด (Scanning electron microscope ; SEM)
3.3.3 การวิเคราะห์หมฟู่ งั ก์ชนั ของถา่ นกัมมนั ต์
ทำการวิเคราะห์เปรียบเทียบระหว่างก้านใบปาล์มก่อนและหลังเผา และถ่านกัมมันต์
โดยใช้เทคนิค Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) 4000-500 cm-1
3.3.4 การประยกุ ตใ์ ช้ถา่ นกมั มนั ตใ์ นการดูดซับกา๊ ซคาร์บอนไดออกไซด์
ศึกษาการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยใช้เครื่องวิเคราะห์สมบัติทางความร้อน
(Thermogravimetric Analysis ; TGA)

- ใช้ตัวอยา่ งประมาณ 10.0 mg
- ใหค้ วามรอ้ นภายใตก้ า๊ ซไนโตรเจน (N2)
- ต้ังใหอ้ ุณหภูมิคงท่ีท่ี 50 °C เป็นเวลา 1 นาที อัตราความรอ้ น 10 °C/min
- ตั้งให้อุณหภูมิสูงถึง 110 °C เป็นเวลา 60 นาที หลังจากนั้นเปลี่ยนจากก๊าซ
ไนโตรเจนเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เวลา 60 นาที จนครบเวลา 100 นาที โดยใช้อัตราการไหล
ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 20 mL/min
- เมื่อครบเวลาที่กำหนด เปลี่ยนระบบจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซ
ไนโตรเจนแลว้ ลดอุณหภมู จิ าก 110 °C จนเหลือ 50 °C อัตราการไหล 10 mL/min

21

บทที่ 4
ผลการวจิ ยั และอภิปรายผล

ง า น ว ิ จ ั ย น ี ้ เ ป ็ น ก า ร เ ต ร ี ย ม ถ ่ า น ก ั ม ม ั น ต ์ จ า ก ้ า น ใ บ ป า ล ์ ม น ้ ำ ม ั น แ ล ะ ศ ึ ก ษ า ก า ร ด ู ด ซั บ
คารบ์ อนไดออกไซด์ของกา้ นใบปาล์มน้ำมัน โดยมีผลการทดลองดังต่อไปน้ี

4.1 การศึกษาลักษณะสณั ฐานวทิ ยาของวสั ดดุ ูดซับ

(ก) (ข)
ภาพท่ี 4.1 (ก) กา้ นใบปาลม์ นำ้ มันก่อนให้ความร้อน (ข) ก้านใบปาลม์ น้ำมนั ท่ีให้ความร้อนด้วย

เตาเผาอุณหภูมสิ ูงแบบท่อแนวนอน 400 °C เปน็ เวลา 1 ชม.
จากการเตรียมถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์มน้ำมัน พบว่า ก้านใบปาล์มน้ำมันก่อนให้ความ
รอ้ นมลี ักษณะเปน็ ผงสขี าวและมีขนาดใหญ่กว่าก้านใบปาล์มน้ำมันทใี่ ห้ความร้อนด้วยเตาเผาอุณหภูมิ
สูง ซึ่งมีลักษณะเป็นผงสีดำ มีน้ำหนักเฉลี่ย 4.0506 กรัม และ 2.6618 กรัม ตามลำดับ สามารถ
คำนวณหาคา่ %Yield ไดเ้ ท่ากบั 66%
จากการการศึกษาพื้นผิวด้วยเทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดลำแสงส่องกราด
วเิ คราะหพ์ ืน้ ผวิ และรูพรุนของ ถ่านกัมมนั ตจ์ ากกา้ นใบปาลม์ ทเี่ ตรียมไดจ้ ากอณุ หภูมิคาร์บอไนเซชันที่
400 องศาเซลเซยี ส ภายใต้กา๊ ซไนโตรเจน และถ่านกมั มันต์ทีผ่ า่ นการกระต้นุ ทางเคมี (แสดงดงั ภาพท่ี
4.4 - 4.5) แสดงใหเ้ หน็ ถึงลกั ษณะทางพนื้ ผวิ ของถา่ นกมั มันต์ เมอ่ื เปรียบเทียบลักษณะพ้ืนผิวของถ่าน
จากกา้ นใบปาลม์ กบั ถ่านกัมมันต์ทก่ี ระตนุ้ ดว้ ยกรดฟอสฟอริก (H3PO4) และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์
(KOH) พบว่าพื้นผิวภายนอกของถ่านจากก้านใบปาล์ม มีลักษณะค่อนข้างเรียบ รูพรุนน้อย และเมื่อ
นำมากระตุ้นด้วยสารเคมี การคาร์บอไนเซชันพบว่าพื้นผิวของถ่านกัมมันต์เริ่มขรุขระและมีรูพรุน
เกิดขึ้นหลายขนาด ซึ่งความขรขุ ระของพื้นผิวนีอ้ าจเกดิ ขึ้นเน่ืองจากการแตกหักของโครงสร้างชีวมวล
จากการสลายตัวของสารระเหยต่างๆ เมื่อใช้อุณหภูมิคาร์บอไนเซชันที่คงท่ี จากภาพพื้นผิวของ
ตัวอยา่ งหลังผา่ นการกระตุน้ ทส่ี ภาวะต่างๆ สังเกตเห็นไดว้ ่า ถ่านกัมมันต์ท่ีกระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริก
(H3PO4) และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) มีลักษณะพ้ืนท่ผี ิวทแี่ ตกต่างกนั มาก โดยถ่านกัมมนั ต์ท่ี
กระตนุ้ ดว้ ยโพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ (KOH) มีลักษณะพื้นท่ีผิวและมีปรมิ าณรูพรนุ ท่สี งู กว่า

22

(ก) (ข) (ค)
ภาพที่ 4.2 SEM ของถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์มน้ำมัน ที่กำลังขยาย 1000 เท่า (ก) ถ่านกัมมันต์
จากก้านใบปาล์มน้ำมัน (ข) ถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์มน้ำมันหลังการกระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริก
(H3PO4) (ค) ถา่ นกัมมนั ตจ์ ากกา้ นใบปาลม์ น้ำมันหลงั การกระตุ้นด้วยโพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ (KOH)

(ก) (ข) (ค)
ภาพที่ 4.3 SEM ของถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์มน้ำมัน ที่กำลังขยาย 3000 เท่า (ก) ถ่านกัมมันต์
จากก้านใบปาล์มน้ำมัน (ข) ถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์มน้ำมันหลังการกระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริก
(H3PO4) (ค) ถ่านกัมมนั ต์จากกา้ นใบปาล์มน้ำมันหลงั การกระตุน้ ดว้ ยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH)
4.2 การประยุกต์ใช้ถา่ นกมั มันต์ในการดดู ซับกา๊ ซคารบ์ อนไดออกไซด์

ผลการศึกษาการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ด้วยเทคนิค Thermogravimetric
Analysis (TGA)

จ ากการ น ำตัว อย ่า ง ถ่ าน กั ม ม ัน ต์ ท ั้ งห มด มา ท ดส อบ คว า มส า มาร ถ ใน กา ร ด ูด ซั บ ก ๊ า ซ
คาร์บอนไดออกไซด์ด้วยเทคนิค TGA โดยสังเกตการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนัก เมื่อเวลาเปลี่ยนไปที่
อุณหภมู ิคงที่ จะสังเกตได้ว่าน้ำหนักของถา่ นกมั มันต์มีปรมิ าณเพม่ิ มากข้ึน

โดยจะเห็นได้ว่าถ่านกัมมันต์ดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้เพิ่มข้ึนในช่วงนาทีที่ 68 และ
คงท่ี แสดงให้เห็นการดูดซับก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์ (CO2) ที่เพิ่มขึ้นในช่วงนาทีที่ 68 -75 และเข้าสู่
สมดุล บ่งบอกว่าอัตราการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มีปริมาณเพิ่มมากขึ้น โดยถ่านกัมมันต์ท่ี
กระตุ้นด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH), กรดฟอสฟอริก (H3PO4) และถ่านกัมมันต์ จะมีการ
เพิ่มข้นึ ของน้ำหนกั คิดเป็นเปอร์เซน็ ต์ คือ 0.81% 0.22% และ 0.11% ตามลำดับ แสดงดงั ภาพท่ี 4.6

23

ภาพที่ 4.4 ผลของการดดู ซับก๊าซคารบ์ อนไดออกไซดบ์ นถ่านกัมมนั ต์ด้วยเทคนคิ
Thermogravimetric Analysis (TGA)

4.3 ผลการวิเคราะห์ลักษณะการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์บนถ่านกัมมันต์ ด้วยเครื่องสเปก
โตรสโคปีแบบ Fourier Transform Infrared (FTIR)

จากการศึกษาการตรวจหาหมู่ฟังก์ชันของถ่านกัมมันต์ และถ่านกัมมันต์ที่กระตุ้นด้วยกรด
ฟอสฟอริก (H3PO4) และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) ที่นำมาวิเคราะห์ด้วยเทคนิคฟูเรียร์ทราน
ฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี (FT-IR) ในช่วงเลขคลื่น 4000-500 cm-1 แสดงดังภาพที่ 4.5-4.7
พบว่าลักษณะสเปกตรัมที่ได้ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ โดยพบว่าพีคของถ่านกัมมันต์ที่กระตุ้น
ด้วยกรดฟอสฟอริก (H3PO4) จะปรากฏแถบของการสั่นของหมู่ C=C หมู่ C-H และหมู่ C-O
ตามลำดับ และเมื่อนำถ่านกัมมันต์มากระตุ้นด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) พบว่าจะปรากฏ
แถบการสั่นของหมู่ C≡C หมู่ C=C หมู่ C-O และหมู่ C-H ตามลำดับ จะเห็นได้ว่าถ่านกัมมันต์ท่ี
กระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริก (H3PO4) และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) พบพีคที่เหมือนกันคือ พีค
ของแถบการสั่นหมู่ C=C หมู่ C-O และหมู่ C-H พีคที่ต่างกันคือ ถ่านกัมมันต์ที่กระตุ้นด้วยกรด
ฟอสฟอริก (H3PO4) พบพีคของแถบการสั่นหมู่ C≡C ส่วนถ่านกัมมันต์ที่กระตุ้นด้วยโพแทสเซียม
ไฮดรอกไซด์ (KOH) ไมพ่ บพีคของแถบการส่ัน หมู่ C≡C

ผลจากการศึกษาลักษณะการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์บนถ่านกัมมันต์ โดยตรวจสอบ
หมู่ฟังก์ชันของถ่านกัมมันต์ และถ่านกัมมันต์ที่กระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริก (H3PO4) และ
โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) ด้วยเทคนิคฟูเรียร์ทรานฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี (FT-IR)
ในช่วงเลขคลื่น 4000-500 cm-1 โดยจะทำการตรวจสอบหมู่ฟังก์ชันของถ่านกัมมันต์ก่อนและหลัง
การดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ด้วยเทคนิคThermogravimetric Analysis (TGA) พบว่า
สเปกตรัม FT-IR ของถ่านกัมมันต์ ในช่วงเลขคลื่น 4000 - 500 cm-1 ก่อนการดูดซับ
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ด้วยเทคนิค Thermogravimetric Analysis (TGA) จะปรากฏแถบ
การสั่นของหมู่ O-H หมู่ C≡C หมู่ C=C หมู่ C-C หมู่ C-O และหมู่ C-H ตามลำดับ ในขณะที่หลังการ
ดูดซับก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์ ด้วยเทคนคิ Thermogravimetric Analysis (TGA) จะปรากฏแถบการ
ส่ันของหมู่ O-H หมู่ C≡C หมู่ C=C และหมู่ C-H ตามลำดบั แสดงดังภาพท่ี 4.5

24

สเปกตรัม FT-IR ของถ่านกัมมันต์ที่กระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริก (H3PO4) ในช่วงเลขคล่ืน
4000 - 500 cm-1 ก่อนการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ด้วยเทคนิค Thermogravimetric
Analysis (TGA) จะปรากฏแถบการสั่นของหมู่ C=C หมู่ C-H และหมู่ C-O ตามลำดับ ในขณะที่หลัง
การดดู ซบั ก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์ ด้วยเทคนคิ Thermogravimetric Analysis (TGA) จะปรากฏแถบ
การสนั่ ของหมู่ O-H หมู่ C≡C หมู่ C=C หมู่ C-H และหมู่ C-O ตามลำดบั แสดงดงั ภาพท่ี 4.6

สเปกตรัม FT-IR ของถ่านกัมมันต์ที่กระตุ้นด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) ในช่วงเลข
คลื่น 4000 -500 cm-1 ก่อนการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ด้วยเทคนิค Thermogravimetric
Analysis (TGA) จะปรากฏแถบการสั่นของหมู่ C≡C หมู่ C=C หมู่ C-O และหมู่ C-H ตามลำดับ
ในขณะที่หลังการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ด้วยเทคนิคThermogravimetric Analysis (TGA)
จะปรากฏแถบการสัน่ ของหมู่ O-H หมู่ C≡C และหมู่ C=C หมู่ C-O และหมู่ C-H ตามลำดับ แสดงดัง
ภาพท่ี 4.7

จากการเปรียบเทียบลักษณะหมู่ฟังก์ชันที่วิเคราะห์จากการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
ด้วยเทคนิคThermogravimetric Analysis (TGA) ทั้งก่อนและหลัง พบว่ามีความเปลี่ยนแปลง
ระหว่างหมู่ฟังก์ชันหลังจากการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แสดงให้เห็นถึงการเกิดพันธะเคมี
ระหว่างอะตอมที่อยู่ผิวหน้ากับอะตอมหรือโมเลกุลที่ถูกดูดซับ ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าการดูดซับก๊าซ
คารบ์ อนไดออกไซดบ์ นถ่านกัมมนั ต์ เป็นกระบวนการดูดซบั ทางเคมี

25

O-H

CC C-H

AromatiCc =rinCg C-C C-O

(ก)

O-H C C C=C
O-H

O-H

CC Aromatic ring C-C C-O C-HBr

CC

ภาพที่ 4.5 สเปกตรัม C C (ข) 4000C-O- 500 cmC--1Br
FT-IR ของถ่านกัมมันArตom์ ใaนticชr่วinงgเลขคCล-ืน่ C

(ก) ก่อนดดู ซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

(ข) หลังดดู ซบั กา๊ ซคาร์บอนไดออกไซด์

26

CC=-C C-O

C-H

(ก)

O-H
O-H

CC CC CC--CHO-O C-OC-HBr C-Br
AromatCic=Cring
O-H
Aromatic ring C-C

(ข) C C

C CC Cภาพท่ี 4.6 สเปกตรัม(กF)Tก-I่อRเลนOขขด-อคHดู งลซถืน่ ับา่ นก4กา๊0ซ0ัมค0มานั -รต์บ5ท์ 0อ่ีก0นรไcะดmตอนุ้A-อC1rดกoว้ไmซยดกaCt์รiดcฟriอnสgฟอรCิกA-O(Hr3oPOmC4)-OในaCช-Bt่วriงcC-Brring
(ขO) ห-ลHังดดู ซับกา๊ ซคาร์บอนไดออกAไซrดo์ Amroamticatriicngring
C-OC-O C-O
O-HO-H

27

C C C-C

C-O C-BHr

C C C-C
C C C-C
C-O C-Br

(ก)

C-O C-Br

O-H

O-H

CC AromaCt=icCring C-O
CC

CC C C Aromatic ring CCC---BHBCrCr--BBrr
C C Aromatic ring C-C
O-H C-O
O-H Aromatic ring
CC

ภาพทO-่ี H4.7 สเปกตรัม Aromatic rขiOOnอg--HงHถ่านกัม(มข)ันCต-BCrท์ -Bี่กr ระตุ้นดA้วroยmโพaแtiทc สriเnซgียมไฮดรอกไซด์ (CKC-O-BBCHrCr --)BBrr

FT-IR

ในชว่ งเลขคล่นื 4000 -500 cm-1

(ก) ก่อนดูดซับก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์

(ข) หลังดดู ซบั ก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์

28

บทที่ 5
สรปุ ผลการวิจยั และขอ้ เสนอแนะ

5.1 สรุปผลการวิจัย
การทดลองนี้ เปน็ การศึกษาการเตรียมถ่านกมั มนั ต์จากกา้ นใบปาล์ม โดยกระบวนการคาร์บอ

ไนเซชัน ที่อุณหภูมิ 400 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 60 นาที และกระบวนการกระตุ้นทางเคมีด้วย
กรดฟอสฟอริก (H3PO4) และโพแทสเซียม ไฮดรอกไซด์ (KOH) โดยใช้คลื่นไมโครเวฟ ที่ 800 วัตต์
เวลากระตุ้น 5 นาที จากการวิเคราะห์ลักษณะทางกายภาพและทางเคมีของถ่านกัมมันต์โดยอาศัย
เทคนิค SEM พบว่าถ่านกัมมันต์ที่กระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริก (H3PO4) และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์
(KOH) มีลักษณะพื้นที่ผิวที่แตกต่างกันมาก โดยถ่านกัมมันต์ที่กระตุ้นด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์
(KOH) มีลักษณะพ้ืนท่ผี วิ และมปี รมิ าณรพู รนุ ท่ี สูงกว่า

จากการศึกษาการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ด้วยเทคนิค Thermogravimetric
Analysis (TGA) ผลจากการทดลอง พบว่าการกระตุ้นทางเคมีด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH)
สามารถดดู ซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไดด้ ีท่ีสุดเม่ือเปรียบเทียบกับกรดฟอสฟอริก (H3PO4) และเป็น
กระบวนการดดู ซบั ทางเคมี

5.2 ข้อเสนอแนะ
1. ควรศึกษาตัวแปรอื่นๆ เพิ่มเติม เช่น เวลา อุณหภูมิ Chemical activating agent ชนิด

อืน่ ๆ เปน็ ต้น

2. ควรเพิ่มขั้นตอนและอัตราส่วนระหว่างวัสดุกับสารกระตุ้นให้เห็นข้อแตกต่างของพื้นที่ผิว
และปริมาณรพู รุนอย่างชัดเจนบนถา่ นกัมมนั ต์

3. ควรศึกษาขั้นตอนวิธีการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์โดยใช้เทคนิคอื่นๆ เพื่อ
เปรียบเทยี บผลทีช่ ัดเจนข้ึน

29

เอกสารอ้างองิ

Bansal, R.C. Donnet, J.B. and Stoeckli, H.F. (1988). Active Carbon. Marcel Dekker, 51-
66.

Cheng-Hsin Yu, Chih-Huang, Chung-Sung Tan, (2 0 1 2 ) . A Review of co, capture by
absorption and adsorption. Aerosol and air quality reseach, 12, 745-769.

Deng, S. G. and Lin Y. S. (1997). Microwave Heating synthesis of supported sorbents.
Chemical Engineering Science, 52, 1,563-1,575.

Gomez-Aviles, A. Penas-Garzones, M. Belver, C. Rodriguez, J.J. Bedia, J. (2022).
Equilibrium, kinetics and breakthrough curves of acetaminophen
adsorption onto activated carbons from microwave-assisted. Separation
and Purification Technology, 278, 119-654.

Gregg, S.J. and Sing, K.S.W. (1982) Adsorption. Surface Area and Porosity, 2nd Edition,
Academic Press London, 957-957.

กรีวรรณ รัตนโกสม. (2555). ศึกษาการลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในก๊าซชีวภาพ โดยการดูดซับ
ด้วยถ่านกมั มันต.์ (วิทยานพิ นธ์ปริญญาตร)ี . มหาวทิ ยาลยั สงขลานครินทร์.

ทองฉัตร จึงสมาน และพรสวรรค์ อัศวแสงรัตน์. (2559). การสังเคราะห์ถ่านกัมมันต์จากกากกาแฟ
โดยใช้พลังงานไมโครเวฟ. ภาควิชาวศิ วกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยี
พระจอมเกล้าเจ้าคณุ ทหารลาดกระบัง. Ladkrabang Engineering Journal, 33(1),36-41.

มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช. (2544). ประมวลสาระชุดวิชาการจัดการและควบคุมมลพิษทาง
อากาศจากอุตสาหกรรม นนทบุรี. สาขาวิชาวิทยาศาสตร์สุขภาพ สำนักพิมพ์
มหาวทิ ยาลัยสุโขทยั ธรรมาธิราช, 9-15.

รงั สรรค์ ละวรรณา . (2542). การเตรยี มถา่ นกัมมันต์โดยรดี กั ชนั ของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ท่ีถูกดูดซับ
บนถ่านชาร์จากกะลาปาล์มน้ำมันด้วยพลังงานไมโครเวฟ. (วิทยานิพนธ์ปริญญา
มหาบณั ฑิต). กรงุ เทพมหานคร : จุฬาลงกรณม์ หาวิทยาลยั , 1-97.

รุจิรา ปิ่นแก้ว. (2556). การผลิตและการเตรียมถ่านกัมมันต์จากซังข้าวโพดเพื่อใช้ในการดูดซับ
มเี ทน. สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภฏั เพชรบรู ณ์, 7-9.

30

เอกสารอา้ งองิ (ตอ่ )

วราวฒุ ิ ประชาศริ ิสกลุ . (2541). การผลิตถ่านกมั มันต์จากกะลาปาลม์ นำ้ มันโดยการกระตุน้ ด้วย
พลงั งานไมโครเวฟ. (วิทยานิพนธป์ ริญญามหาบัณฑติ ). กรงุ เทพมหานคร : จฬุ าลงกรณ์
มหาวิทยาลยั , 1-72.

วีระวัฒน์ คลอวุฒิมันตร์ และ พรสวรรค์ อัศวแสงรัตน์. (2558). การผลิตถ่านกัมมันต์จากเปลือกถว่ั
ลิสงโดยการกระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริกและพลังงานไมโครเวฟ. KKU Engineering
Journal, 42(2), 185-191.

สาวิตรี จันทรานุรักษ์, วรรณรกั นพเจรญิ กลุ และ ธราพงษ์ วทิ ิตศานต.์ (2549). ถ่านกัมมันตจ์ ากก้าน
ทะลายปาลม์ น้ำมนั และการดดู ซบั เช้ือ Escherichia coli. เร่ืองเต็มการประชมุ ทางวิชาการ
ของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ครั้งที่ 44 สาขาอุตสาหกรรมเกษตร สาขาเศรษฐศาสตร์
สาขาบริหารธุรกิจ. การประชุมทางวิชาการของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ครั้งที่ 44, 151-
158.

สาวติ รี จันทรานุรักษ์, วรรณรัก นพเจรญิ กลุ , ธราพงษ์ วทิ ติ ศานต์ และ อนุกูล วัฒนาสขุ . (2548). การ
ผลิตถ่านกัมมันต์จากก้านทะลายปาล์มโดยการกระตุ้นด้วยโปแตสเซียมไฮดรอกไซด์และ
ไอน้ำ. เรื่องเต็มการประชุมทางวิชาการของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ครั้งที่ 43 สาขาสัตว์
สาขาอตุ สาหกรรมเกษตร. การประชุมทางวชิ าการของมหาวิทยาลยั เกษตรศาสตร์ คร้งั ที่ 43,
452-459.

สำนกั งานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม. (2532). กรงุ เทพฯ : สำนกั งาน. พมิ พลกั ษณ.์

อนริ ทุ ธ์ิ ส่งศรี และสำคญั รตั นบรุ ี. (2563). การผลิตถ่านกมั มนั ต์จากก้านใบปาล์มเพ่ือดดู ซบั อนุภาค
ยางของน้ำเสียจากกระบวนการผลิตยางแผ่น. การประชุมวิชาการระดับชาติ ครั้งที่ 17,
มหาวทิ ยาลยั เกษตรศาสตร์, 5127-5140.

อาอีเซาะส์ เบ็ญหาวนั . (2561). การเตรยี มและศกึ ษาคณุ ลักษณะเฉพาะของถา่ นกมั มนั ตจ์ ากเปลือก
ลกู หยี. คณะวทิ ยาศาสตร์เทคโนโลยแี สะการเกษตร มหาวทิ ยาลัยราชภฏั ยะลา, 1-54.

31

ภาคผนวก

32

(a) (b) (c)

(d) (e)
ภาพประกอบ (a) ก้านใบปาลม์ นำ้ มนั สด

(b) กา้ นใบปาล์มนำ้ มนั ท่หี ่นั แล้ว
(c) กา้ นใบปาล์มน้ำมันหัน่ ที่ นำไปอบทอี่ ุณหภูมิ 105 °C จนได้น้ำหนักคงท่ี
(d) ก้านใบปาลม์ นำ้ มนั ทีบ่ ดละเอยี ดแล้ว
(e) นำก้านใบปาลม์ น้ำมนั ไปเผาท่ีอุณหภูมิ 400 °C เปน็ เวลา 1 ชม.

ภาพประกอบ ข้นั ตอนก

30
การเตรยี มถา่ นกัมมนั ต์

ภาพประกอบ ข้นั ตอนการกระตุ้นถา่ น

31
นกมั มนั ต์ดว้ ยกรดฟอสฟอริก (H3PO4)

ภาพประกอบ ข้นั ตอนการกระตุ้นถา่ นกมั

32
มมนั ต์ดว้ ยโพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ (KOH)

33

ชื่อ-สกุล ประวัติผวู้ จิ ยั
วนั /เดือน/ปีเกดิ
ทีอ่ ยู่ นางสาวสธุ ินี สงั ข์เมียน
วฒุ กิ ารศกึ ษา 15 ธนั วาคม 2543
206 หมทู่ ่ี 11 ตำบลควนมะพรา้ ว อำเภอเมืองพัทลงุ จงั หวดั พัทลงุ
ครุศาสตรบ์ ณั ฑิต (ค.บ.เคมี)
คณะครศุ าสตร์ มหาวิทยาลยั ราชภฏั สุราษฎร์ธานี
2562–2565

34

ชอ่ื -สกลุ ประวัติผวู้ ิจยั
วัน/เดอื น/ปเี กดิ
ทอ่ี ยู่ นางสาวจฑุ ามาศ บัวคง
วุฒกิ ารศกึ ษา 27 ตลุ าคม 2543
80/48 หมู่4 ตำบลวดั ประดู่ อำเภอเมือง จังหวดั สรุ าษฎรธ์ านี
ครุศาสตรบ์ ณั ฑติ (ค.บ.เคมี)
คณะครุศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏสรุ าษฎร์ธานี
2562–2565