การศึกษาการเตรียมถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์มน้ำมัน 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

กติ ตกิ รรมประกาศ

โครงการวิจัยนี้เล่มนี้สำเร็จลุลวงได้ด้วยดี เนื่องจากข้าพเจ้าได้รับความช่วยเหลืออย่างดียิ่งจาก
ดร.อรณิช เผือกคง อาจารย์ที่ปรึกษาโครงการวิจัยที่ให้คำปรึกษา ข้อเสนอแนะ ตลอดจนติดตาม
ความก้าวหน้าในการดำเนินงานและแก้ไขข้อผิดพลาดต่างๆ ด้วยความเอาใจใส่ทุกขั้นตอน เพื่อให้
โครงการวจิ ัยฉบบั น้ีสมบรู ณท์ ่สี ดุ

ขอขอบคุณ ดร.ชุติมา เสพย์ธรรม อาจารย์สาขาวิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
มหาวิทยาลัยราชภัฏสุราษฎร์ธานี ที่ได้สละเวลาในการเป็นกรรมการสอบโครงการวิจัยและชี้แนะ
แนวทางในการแก้ไขข้อบกพร่อง ปรับปรงุ งานวจิ ยั ในคร้งั น้ีใหส้ มบรู ณย์ ิ่งข้ึน

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
การทำงานวจิ ยั ในคร้ังนี้

ขอขอบคุณสาขาวิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏสุราษฎร์ธานี
ที่เอือ้ เฟ้ือสถานท่ี แหลง่ สืบคน้ ข้อมลู และสารเคมีในการทำงานและนำเสนองานวจิ ัย

ขอขอบพระคุณบิดา มารดา ที่ได้ให้การสนับสนุนช่วยเหลือและเป็นกำลังใจตลอดระยะเวลา
ของการศึกษา

สดุ ทา้ ยน้ขี ้าพเจ้าขอขอบคุณผู้เก่ยี วข้องท่ีมีส่วนร่วมให้การสนับสนนุ และความช่วยเหลือในการ
ดำเนนิ งานวจิ ัยจนสำเร็จลลุ ว่ งไดด้ ้วยดตี ามวัตถุประสงค์

คณะผ้จู ดั ทำวิจัย

ข

หัวข้อวจิ ัย การศกึ ษาการเตรยี มถ่านกัมมันตจ์ ากก้านใบปาลม์ นำ้ มนั สำหรบั ดดู 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

งานวิจัยนี้ศึกษาการเตรียมถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์มน้ำมัน การเตรียมถ่านกัมมันต์จาก
ก้านใบปาล์มน้ำมันสามารถเตรียมได้โดยกระบวนการคาร์บอไนเซชนั ที่อุณหภูมิ 400 องศาเซลเซียส
เปน็ เวลา 60 นาที และกระบวนการกระตุน้ ทางเคมีดว้ ยกรดฟอสฟอริก (H3PO4) และโพแทสเซียมไฮ
ดรอกไซด์ (KOH) โดยใช้คลื่นไมโครเวฟ ที่ 800 วัตต์ เวลากระตุ้น 5 นาที จากการวิเคราะห์ลักษณะ
ทางกายภาพและทางเคมีของถ่านกัมมันต์โดยอาศัยเทคนิค SEM, FT-IR และการดูดซับก๊าซ
คาร์บอนไดออกไซด์ด้วยเทคนิค TGA ผลจากการทดลอง พบว่าลักษณะทางกายภาพและทางเคมีของ
ถ่านกัมมันต์ที่กระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริก (H3PO4) และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) มีลักษณะ
พื้นที่ผิวที่แตกต่างกันมาก โดยถ่านกัมมันต์ที่กระตุ้นด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) มีลักษณะ
พื้นที่ผิวและมีปริมาณรูพรุนท่ีสูงกว่า และการกระตุ้นทางเคมีด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH)
สามารถดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ดีที่สุด โดยมีการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักคิดเป็นเปอร์เซ็นต์ คือ
0.81% เมื่อเปรียบเทยี บกับกรดฟอสฟอริก (H3PO4) ทมี่ กี ารเพิ่มข้ึนของน้ำหนักคดิ เป็นเปอรเ์ ซ็นต์ คือ
0.22%

_______________________________________________________________________________

คำสำคญั : ถา่ นกัมมันต์ ก้านใบปาล์ม พลังงานไมโครเวฟ ก๊าซคารบ์ 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 (ตอ่ ) หน้า

3.3 วธิ กี ารทดลอง 19

บทที่ 4 ผลการวิจยั และอภปิ รายผล 21
4.1. การศึกษาลักษณะสณั ฐานวทิ ยาของวัสดุดดู ซับ 21
4.2 การประยุกต์ใชถ้ ่านกมั มันตใ์ นการดดู ซบั ก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์ 22
4.3 ผลการวิเคราะห์ลักษณะการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซดบ์ นถ่านกัมมนั ต์ 23
ด้วยเครอื่ งสเปกโตรสโคปแี บบ Fourier Transform Infrared (FTIR)
28
บทท่ี 5 สรปุ ผลการวิจัยและข้อเสนอแนะ 28
5.1 สรปุ ผลการวิจัย 28
5.2 ข้อเสนอแนะ
29
เอกสารอ้างองิ 31
ภาคผนวก 33
ประวตั ิผู้วจิ ยั

ฉ

สารบญั ภาพ

ภาพท่ี หน้า

2.1 โครงสร้างของผลึกแกรไฟต์แบบ hexagonal (a) และแบบ rhombohedral (b) 4

2.2 โครงสร้างของถ่านกัมมันต์ 5

2.3 รพู รนุ แบบตา่ ง ๆ ในถ่านกัมมนั ต์ 5

2.4 ปฏิกริ ยิ 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 หภูมติ ำ่ )

3.1 แผนภาพไดอะแกรมของการคาร์บอไนเซชัน 19

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

4.2 SEM ของถ่านกมั มนั ตจ์ ากกา้ นใบปาล์มน้ำมัน ท่ีท่ีกำลังขยาย 1000 เท่า 22

(ก) ถ่านกัมมนั ต์จากก้านใบปาลม์ น้ำมนั (ข) ถ่านกมั มนั ต์จากกา้ นใบปาล์มน้ำมนั หลงั การ

กระต้นุ ดว้ ยกรดฟอสฟอรกิ (H3PO4) (ค) ถ่านกัมมนั ตจ์ ากก้านใบปาล์มนำ้ มันหลังการกระต้นุ

ด้วยโพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ (KOH)

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

(ก) ถ่านกัมมนั ตจ์ ากกา้ นใบปาลม์ นำ้ มัน (ข) ถ่านกัมมนั ตจ์ ากก้านใบปาล์มน้ำมนั หลังการ

กระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริก (H3PO4) (ค) ถ่านกมั มันตจ์ ากก้านใบปาล์มน้ำมันหลังการกระตุน้

ด้วยโพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ (KOH)

4.4 ผลของการดูดซบั ก๊าซคาร์บอนไดออกไซดบ์ นถ่านกัมมันต์ด้วยเทคนิค Thermogravimetric 23
Analysis (TGA)

4.5 สเปกตรัม FT-IR ของถา่ นกัมมันต์ ในช่วงเลขคลื่น 4000 - 500 cm-1 25
(ก) กอ่ นดูดซับก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์ (ข) หลงั ดดู ซบั ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

ช

สารบญั ภาพ

ภาพที่ หน้า

4.6 สเปกตรมั FT-IR ของถา่ นกมั มันต์ท่กี ระตนุ้ ดว้ ยกรดฟอสฟอรกิ (H3PO4) ในช่วงเลขคล่นื 26
4000 - 500 cm-1 (ก) ก่อนดดู ซบั กา๊ ซคารบ์ อนไดออกไซด์ (ข) หลงั ดูดซบั ก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์

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

1

บทที่ 1
บทนำ

1.1 ความเป็นมาและความสำคญั
ถ่านกัมมันต์ คือ ถ่านที่มีรูพรุนสำหรับดูดซับจำนวนมาก ประกอบไปด้วยอะตอมคาร์บอนที่

ยึดเกาะกันเปน็ โครงสร้างซับซอ้ น รูพรุนจำนวนมากในถา่ นกมั มนั ต์เกดิ ขึ้นจากการเรียงตัวกันของแผ่น
โครงสรา้ งอะตอมคารบ์ อน เรียงตัวไมเ่ ปน็ ระเบียบ แผ่นโครงสรา้ งเหลา่ น้มี ีการยึดติดกันดว้ ยพันธะเคมี
บางส่วนมีการยึดเกาะกัน จึงเกิดเป็นช่องว่างจำนวนมากมาย กลายเป็นโครงสร้างของรูพรุนจำนวน
มากมาย

ถ่านกัมมันต์ผลิตขึ้นจากกะลามะพร้าว, ถ่านหิน, ไม้, เมล็ดพืช และวัสดุจำพวกที่มีคาร์บอน
เป็นองค์ประกอบ การผลิตถ่านกัมมันต์จากวัสดุเหล่านี้ทำได้ทั้งแบบใช้สารเคมีหรือใช้ไอน้ำอุณหภูมิ
สงู โครงสร้างที่เป็นรพู รนุ ในเนื้อถ่านกัมมันต์ทำใหเ้ กดิ การแยกสารปนเปื้อนทั้งหลายออกจากก๊าซและ
ของเหลวได้ โดยกลไกทีเ่ รียกว่าการดดู ซับ โครงสรา้ งรูพรุนเหล่านีเ้ ป็นปัจจัยหลักที่ทำให้ถ่านกัมมันต์มี
ประสิทธิภาพในการดดู ซับได้

ปาล์มน้ำมัน เป็นพืชเศรษฐกจิ หลักของภาคใต้รองจากยางพารา เป็นพืชทีให้ผลผลิตน้ำมนั สงู
สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างหลากหลาย ทั้งในด้านอุปโภคบริโภค ส่งผลให้ส่วนแบ่งการผลิต
นำ้ มันปาล์มต่อน้ำมันพชื ของโลกเพม่ิ สงู ขึน้ อย่างต่อเน่ืองและรวดเรว็ จากการศกึ ษาเบื้องต้นพบว่า ใน
1 ปี ทางใบปาล์มจะถูกตัดประมาณ 42 ทาง/ต้น หรือมากกว่า โดยทางใบปาล์มน้ำมันจะถูกตัดและ
วางทง้ิ ไวร้ ะหว่างแถวภายในแปลง หรอื มีการนำไปใช้ประโยชน์เปน็ อาหารสัตวบ์ า้ งเล็กน้อย

วิธีการกระตุ้นมีทั้งทางกายภาพและการกระตุ้นทางเคมี กระตนุ้ ทางเคมีโดยทัว่ ไปการกระตุ้น
ทางเคมีจะนำถ่านชาร์ไปแช่สารเคมีเช่น H3PO4 , KOH , NaOH, NaCl, ZnCl2 หรือ H2O2 เป็นต้น
และใช้ความร้อนเพื่อช่วยกระตุ้นถ่านกัมมันต์ในเตาเผาอุณหภูมิสูงอีกครั้ง วิธีการกระตุ้นดังกล่าวใช้
ความร้อนสูงระยะเวลานานและสิ้นเปลืองพลังงาน ปัจจุบันมีอีกทางเลอื กหนึ่งมาช่วยในกระบวนการ
กระตุ้นคือพลังงานไมโครเวฟ หลักการทำงานของไมโครเวฟคือ การส่งคลื่นไมโครเวฟทำให้มีการสั่น
ของโมเลกุลและเกิดความร้อนขึ้นภายในโมเลกลุ เมือ่ ถ่านกมั มนั ต์ได้รับความรอ้ นถงึ อุณหภมู ทิ ี่ทำให้ไอ
น้ำสารระเหยภายในเกิดการระเหยออกหรือสลายตัว ทำให้ถ่านกัมมันต์มีพื้นที่ผิวและปริมาตรรูพรุน
เพิ่มมากขึ้น การนำพลังงานไมโครเวฟมาใช้ไม่ได้ส่งผลต่อคุณภาพที่ต่างจากการกระตุ้นด้วยการให้
ความร้อน แต่การใช้พลงั งานไมโครเวฟน้ันมีประสิทธิภาพการให้ความร้อนท่รี วดเร็วประหยัดเวลาและ
พลงั งานในการสังเคราะห์ และเทคนคิ น้ีไม่ทำใหเ้ กิดความเสียหายต่อธาตคุ าร์บอนอีกดว้ ย

2

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการเตรียมถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์มน้ำมัน โดย
เปรียบเทียบการกระตนุ้ ทางเคมี โดยใช้กรดฟอสฟอริก (H3PO4) และ โพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ (KOH)
เป็นสารกระตุ้นให้ความร้อนด้วยไมโครเวฟ โดยตัวแปรที่เกี่ยวข้องได้แก่ อุณหภูมิของการคาร์บอไนซ์
เวลาของการคาร์บอไนซ์ อัตราส่วนของสารกระตุ้น เวลาของการกระตุ้นด้วยไมโครเวฟท่ี 800 วัตต์
และการนำถ่านกัมมันต์ไปประยุกต์ใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ได้
มากย่ิงขนึ้

1.2 วัตถปุ ระสงค์
1. เพื่อศึกษาการเตรยี มถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์มน้ำมัน โดยเปรียบเทียบการกระตุ้นทาง

เคมดี ้วยสารกระตุน้ ตา่ ง ๆ
2. เพื่อศึกษาประสิทธภิ าพการดูดซับก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์ของถา่ นกัมมนั ต์

1.3 ขอบเขตของการวจิ ยั
1. กา้ นใบปาลม์ นำ้ มันจากพ้ืนที่ ตำบลศรวี ชิ ัย อำเภอพุนพนิ จังหวดั สรุ าษฎรธ์ านี
2.การศึกษาการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของถ่านกัมมันต์ โดยเทคนิค TGA

(Thermogravimetric analysis)

1.4 สถานท่ที ำวิจยั
ห้องปฏิบัติการเคมี สาขาเคมี อาคารศูนย์วิทยาศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

มหาวทิ ยาลัยราชภฏั สรุ าษฎร์ธานี

1.5 ประโยชน์ทค่ี าดว่าจะได้รับ
1. ไดผ้ ลิตถา่ นกมั มนั ตจ์ ากวัสดเุ หลือท้ิงทางการเกษตร
2. ได้ศึกษาประสิทธภิ าพการดดู ซับก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์ของถา่ นกัมมันต์

3

บทที่ 2
แนวคิด ทฤษฎี เอกสารและงานวจิ ัยท่ีเกย่ี วข้อง

2.1 ความหมายของถา่ นกัมมนั ต์
ถ่านกัมมันต์ เป็นถ่านที่อยู่ในรูปของคาร์บอนอสัณฐานชนิดหนึ่ง ซึ่งผลิตได้โดยการกระตุ้น

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

ถ่านกัมมนั ต์ เป็นวตั ถทุ ี่มีพนื้ ที่ผิวภายใน และมีรพู รุนสูงเป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากอินทรียวัตถุซึ่ง
มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลกั และมีธาตุอื่นๆ เป็นองค์ประกอบ คือ ไฮโดรเจน ออกซิเจน ซัลเฟอร์
และไนโตรเจน ซงึ่ พ้ืนทหี่ น้าตดั ของถ่านกมั มนั ตจ์ ะมีลกั ษณะคลา้ ยรังผ้ึง (รุจริ า, 2556)

แตอ่ ยา่ งไรก็ดี สำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑอตุ สาหกรรม (2532) ได้กำหนดความหมายของ
ถ่านกัมมันต์ไว้ว่า ถ่านกัมมันต์ หมายถึง ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการนำวัตถุดิบธรรมชาติที่มีคาร์บอนเป็น
องค์ประกอบหลักมาผ่านกรรมวิธีก่อกัมมันต์จนได้ผลิตภัณฑ์สีดำ มีโครงสร้างที่มีลักษณะเป็นรูพรุน
มพี ้ืนท่ีผวิ สงู มีสมบตั ใิ นการดดู ซับสารตา่ ง ๆ ได้เป็นอย่างดี

2.2 วตั ถดุ บิ ท่นี ำมาใช้ในการผลติ ถ่านกมั มนั ต์
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 และกากปโิ ตรเลียม เปน็ ตน้

ถ่านกัมมันต์ที่ผลิตจากวัตถุดิบชนิดต่าง ๆ มีสมบัติที่แตกต่างกัน คุณสมบัติของถ่านกัมมันต์
ขน้ึ กบั ชนดิ ของวัสดทุ ี่ใชเ้ ป็นวตั ถุดบิ Bansal et al. (1988) ไดใ้ ห้ข้อสงั เกตไว้ว่าวัสดทุ ่ีมคี วามหนาแน่น
ตำ่ และสารระเหยสูง เช่น ไม้ ลิกนิน เปน็ ตน้ มกั ไดถ้ า่ นกัมมนั ต์ที่มีปริมาตรรูพรุน (pore volume) สูง
และความหนาแน่นต่ำ ซึ่งใช้ดูดซับในสารละลายไดด้ ี แต่ดูดซับก๊าซได้ไม่ดี ส่วนวัสดุทีม่ ีความหนาแนน่
สูงและมีสารระเหยสูง เช่น กะลา มะพร้าว เป็นต้น จะทำให้ถ่านกัมมันต์ที่ได้มีปริมาตร ของรูพรุน
ขนาดเล็ก (micropore volume) สูง สามารถใช้ดูดซับได้ทั้งในสารละลายและก๊าซได้ นอกจากนี้
ถ่านกัมมันต์ที่เตรียมจากวัตถุดิบต่างชนิดกัน จะมีการกระจายขนาดรูพรุนต่างกัน แต่อย่างไรก็ตาม
คุณสมบัติของถ่านกัมมันต์ยังขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นๆ อีก เช่น วิธีการผลิต สภาวะที่ใช้ ดังนั้นจึงเป็นการ
ยากทจ่ี ะระบใุ ห้แน่นอนว่าวสั ดชุ นดิ ใด จะใช้ผลิตถา่ นกมั มันตท์ เ่ี หมาะสมกบั งานแบบใด

4

2.3 โครงสร้างทางเคมีและรูพรุนของถา่ นกมั มันต์
ถ่านกัมมันต์มีโครงสร้างเช่นเดียวกับแกรไฟต์แต่มีการจัดเรียงตัวเป็นระเบียบน้อยกว่า

แกรไฟต์ แกรไฟต์มีโครงสร้างดังแสดงในภาพที่ 2.1 ซึ่งประกอบด้วยชั้นคาร์บอนอะตอมในรูปของวง
เบนซีน (benzene ring) คาร์บอนอะตอมแต่ละอะตอมจะเกิดพันธะเด่ียวกับคาร์บอนอีก 3 อะตอม
ในระนาบเดียวกัน อิเล็กตรอนของคาร์บอนอะตอมที่เหลืออีกหนึ่งอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ไปทั่ว
โครงสรา้ งเกดิ เป็นเรโซแนนซ์ (resonance) เพอ่ื ทำให้โครงสรา้ งของชน้ั คาร์บอนเสถียรย่ิงข้นึ ส่วนแรง
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 แบบแผน่ ขนาน (slit pores) บางรูพรุนมีลกั ษณะเปิดข้างหนึ่ง
ปิดข้างหนึ่ง อาจมีรูปร่างรูพรุนเป็นรูปตัววี รูปคอขวด และ รูพรุนที่มีอยูใ่ นถา่ นกมั มันต์โดยทัว่ ไปจะมี
ขนาดต่าง ๆ กัน (ภาพที่ 2.3) รูพรุนที่มีขนาดใหญ่กว่า 50 นาโนเมตร เรียกว่า แมคโครพอร์
(macropores) หรอื รูพรุนขนาดใหญ่พน้ื ทผี่ วิ นอ้ ยกวา่ รพู รุนทมี่ ีขนาดอ่นื แมคโครพอรจ์ งึ เป็นเพียงทาง
สง่ ผ่านอนภุ าคท่ีถกู ดดู ซบั เข้าไปในรูพรนุ ขนาดเลก็ กวา่ และมผี ลต่ออตั ราเรว็ ในการดดู ซับ ส่วนรูพรุนท่ี
มขี นาดอย่รู ะหว่าง 2-50 นาโนเมตร เรียกว่า มีโซพอร์ (mesopores) หรือรูพรนุ ขนาดกลางมีพ้ืนที่ผิว
มากกวา่ แมคโครพอร์ และไมโครพอร์ (micropores) หรอื รพู รนุ ขนาดเลก็ ซึ่งมีขนาดเล็กกว่า 2 นาโน
เมตร มีพื้นที่ผิวมากที่สุด จึงมีความสำคัญที่สุดในการดูดซับ วัตถุดิบต่างชนิดกันและวิธีการผลิต
ถ่านกัมมันต์ที่แตกต่างกันจะทำให้เกิดการกระจายขนาดของรูพรุน (pore size distribution)
แตกต่างกันไปดว้ ย

ภาพที่ 2.1 โครงสร้างของผลึกแกรไฟต์แบบ hexagonal (a) และแบบ rhombohedral (b)
ทม่ี า : รองศาสตราจารย์ ดร. ชัยยศ ต้งั สถิตย์กลุ ชัย (2542)

5

ภาพท่ี 2.2 โครงสร้างของถ่านกัมมันต์
ทม่ี า : รองศาสตราจารย์ ดร. ชัยยศ ตง้ั สถิตยก์ ลุ ชยั (2542)

ภาพท่ี 2.3 รพู รนุ แบบต่าง ๆ ในถา่ นกัมมนั ต์
ท่ีมา : รองศาสตราจารย์ ดร. ชัยยศ ตัง้ สถิตย์กุลชยั (2542)
2.4 วธิ ีการผลติ ถ่านกัมมันต์
วิธีการผลิตถา่ นกัมมันต์มี 2 วธิ ี ได้แก่ วิธีการกระตนุ้ ทางกายภาพ และวธิ กี ารกระตุ้นทางเคมี
(Bansal et al., 1988)
1. วิธกี ารกระตนุ้ ทางกายภาพ
วิธีการกระตุ้นทางกายภาพ ประกอบด้วยขั้นตอนใหญ่ๆ 3 ขั้นตอน หลังจากการเลือกชนิด
ของวตั ถดุ ิบท่จี ะใช้ ไดแ้ ก่ การเตรยี มวัตถดุ บิ การคาร์บอไนซ์ และการกระตนุ้
1.1 การเตรียมวตั ถุดิบ
ขั้นตอนการเตรียมวัตถุดิบนั้นจะนำวัตถุดิบมาบดและคัดขนาดก่อนที่จะนำไปทำการ
คาร์บอไนซ์ แต่สำหรับวัตถุที่มีความแข็งและเหนียวมากทำให้การบดวัตถุดิบทำได้ยาก จึงนำวัตถุดิบ
นั้นไปทำการคาร์บอไนซ์ก่อนแล้วจึงนำมาบดและคัดขนาดต่อไป ถ้าวัตถุดิบมีลักษณะเป็นผง จะต้อง
ทําให้เป็นเม็ดก่อนโดยใช้ตัวประสานเป็นสารที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ เช่น แป้ง น้ำมันเตา หรือ

6

ทาร์ (tar) ซงึ่ เป็นผลพลอยไดจ้ ากกระบวนการการคาร์บอไนซ์ เม่ือทำเปน็ เมด็ แล้วจึงนำไป ทําการคาร์
บอไนซ์และทำการกระตุ้นต่อไป

1.2 การคาร์บอไนซ์
การคาร์บอไนซ์เป็นกระบวนการทางไพโรไลซิส (pyrolysis) ทำได้โดยเผาวัตถุดิบในสภาวะ
สุญญากาศ ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 800 °C ทั้งนี้ขึ้นกับชนิดของวัตถุดิบ ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ 3 ลักษณะ
ได้แก่ถ่านที่มีลักษณะสีดํา เรียกว่า ถ่านชาร์ (char) หรือถ่านคาร์บอไนซ์ของเหลวที่มีลักษณะคล้าย
น้ำมนั เรยี กว่า น้ำมนั ทาร์ (tar) และก๊าซ
การคารบ์ อไนซ์ เป็นขน้ั ตอนการพัฒนาโครงสร้างรูพรนุ ในวัตถุดบิ โดยความร้อนทำให้เกิดการ
สลายตัวทางเคมีของสารที่ไม่ใช่คาร์บอน เช่น ไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจน ออกมาในรูปของ
ของเหลวและกา๊ ซมผี ลใหช้ าร์เปน็ ถ่านทมี่ ีปริมาณคารบ์ อนสูงขึ้นกวา่ วัตถดุ ิบ
การคาร์บอไนซ์มีการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพสองช่วง ได้แก่ ช่วงการอ่อนตัว (softening
period) ควรใหค้ วามร้อนดว้ ยอตั ราที่ตำ่ เพ่ือให้ก๊าซและการที่สลายตวั หลุดออกได้โดยไม่สลายตัวหรือ
เปลี่ยนรูปไปเป็นของแข็งอุดแน่นในรูพรุน และช่วงหลังการอ่อนตัว (after softening period)
อัตราการให้ความร้อนปกตเิ ป็นชว่ งท่คี าร์บอนจัดเรยี งตัวเปน็ ระเบียบกว่าชว่ งการอ่อนตวั ถ่านชาร์ท่ีได้
จะแข็งและ มีความหนาแน่นสูงขึ้น แต่ยังมีความสามารถในการดูดซับเพราะยังมีทาร์ตกค้างอยู่ในรู
พรุนหรอื เกาะ อย่ตู ามผวิ จงึ จำเปน็ ตอ้ งนาํ ถ่านชารไ์ ปผ่านกระบวนการการกระต้นุ ต่อไป
ตวั แปรที่มผี ลต่อสมบัตติ า่ งๆ ของถา่ นชาร์ ได้แก่ อณุ หภูมิ เวลา อัตราการเพ่ิมความรอ้ น และ
ธรรมชาตขิ องวัตถดุ ิบ อณุ หภูมเิ ปน็ ตัวแปรทีส่ ำคญั เนื่องจากเปน็ พลงั งานท่ใี ช้ทำใหเ้ กดิ การแตกหักตรง
บรเิ วณที่มพี นั ธะทีอ่ ่อนหรือหมทู่ ห่ี ลุดออกไดง้ ่าย ทำใหไ้ ดส้ ารระเหยเป็นผลิตภัณฑต์ ่างๆ ที่มีโครงสร้าง
โมเลกุลหรอื หมูท่ ีม่ ีขนาดเล็กๆ เช่น น้ำ แอมโมเนีย ชาร์ และก๊าซต่างๆหลุดออกไป
ส่วนที่เหลืออยู่เป็นถ่านชาร์ซึ่งมีโครงสร้างโมเลกุลแบบวงแหวนอะโรมาติกซึ่งคาร์บอนจะมี
การจัด ระเบียบของโครงสร้างมากขึ้นไปตามอุณหภูมิ ส่วนอัตราการเพิ่มความร้อนนั้นมีความสำคัญ
ต่อปริมาณ และองค์ประกอบของสารระเหยที่ได้จากการทำการคาร์บอไนซ์ ถ้าอัตราการเพิ่มความ
ร้อนสงู ปรมิ าณสารระเหยจะถูกปลดปลอ่ ยอย่างรวดเร็ว คารบ์ อนจะเรยี งตวั เปน็ ระเบยี บน้อยทำให้เกิด
ชอ่ งว่างมากเป็นรพู รนุ ขนาดใหญก่ ว่าเม่ือเทียบกบั วตั ถุดบิ ที่มีอัตราการเพ่ิมความร้อนตำ่

1.3 การกระตนุ้
การกระตุ้นเป็นการทําให้คาร์บอนหรือถ่านชาร์มีรูพรุนมากขึ้น และทำให้มีความสามารถใน
การดดู ซับสงู ข้นึ ซ่ึงเปน็ ผลมาจากการเพิ่มพน้ื ทผี่ ิวและการทำใหผ้ วิ มีความว่องไวมากขึ้น การเพิ่มพื้นท่ี
ผวิ นอกเหนอื จากพลังงานความร้อนทีท่ ำให้เกดิ การแตกหักของพันธะหรือหมู่ท่ีหลุดออกไดง้ ่ายแลว้ ใน
ปฏิกิริยาเคมีของการกระตุ้นยังกำจัดสารต่างๆ ที่ค้างอยู่ในช่องว่างระหว่างผลึกคาร์บอนออกไปจาก
บริเวณที่ทำหน้าที่ดูดซับอีกด้วย ส่วนการทำให้ผิวมีความว่องไวมากขึ้น เกิดจากปฏิกิริยาเคมีทำให้
โมเลกุลบางกลุ่มหลุดออกไปและเกิดส่วนที่มีอำนาจดูดซับขึ้นมาแทน นอกจากนี้ปฏิกิริยาเคมีในการ
กระตุ้นยังช่วยให้คาร์บอนจัดเปลี่ยนโครงสร้างใหม่ให้มีความว่องไวในการดูดซับสูงขึ้น วิธีกระตุ้นทาง

7

กายภาพเป็นการผลติ ถ่านกัมมนั ต์โดยที่ผิวคาร์บอนเกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ เช่น ให้มีรูพรุน
ขนาดต่างๆ ให้มีพื้นที่ผิวมากขึ้น และคาร์บอนมีการจัดเรียงโครงสร้างใหม่ซึ่งจะเพิ่มความสามารถใน
การดูดซบั ใหส้ ูงข้ึน โดยทว่ั ไปสารทใี่ ชใ้ นการกระตนุ้ ทางกายภาพ ได้แก่ ไอนำ้ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
อากาศ ก๊าซออกซิเจน และก๊าซไอเสียจากการเผา ซึ่งเรียกสารดังกล่าวว่า ก๊าซออกซิไดซ์ (oxidizing
gas) โดยใชร้ ่วมกับการให้ความร้อนท่ีอุณหภูมิ 800 – 1000 °C ขึ้นกบั ชนดิ ของวัตถุดิบ ก๊าซพวกนี้จะ
ไปทำปฏกิ ริ ิยากับทารท์ ี่เหลอื อยู่และคาร์บอนอะตอมในถา่ นเกิดการแปรสภาพเปน็ ก๊าซ (gasification)
บางส่วนของเม็ดถ่านทำให้คาร์บอนอะตอมหลุดออกไป ทำให้เกิดรูพรุนด้วยกลไกที่ต่างๆ กัน ทำให้
ถ่านมรี ูพรุนและมีพืน้ ทีผ่ ิวทม่ี อี ิเลก็ ตรอนอสิ ระมากข้ึน จึงสง่ ผลใหม้ คี วามสามารถในการดดู ซบั สงู ขึน้

ข้อดีของการกระตุ้นวิธีนี้ คือ ไม่มีสารเคมีตกค้างอยู่ในถ่านกัมมันต์ แต่มีข้อเสีย คือ ต้องใช้
อุณหภูมิในการกระตุ้นสูง ตัวแปรทมี่ ผี ลต่อการกระตนุ้ ด้วยก๊าซออกซิไดซ์ ไดแ้ ก่ ชนิด และปรมิ าณของ
องค์ประกอบที่มีอยู่ในวัตถุดิบ ชนิดของก๊าซออกซิไดซ์ อัตราส่วนของก๊าซที่ใช้ อุณหภูมิและเวลาทีใ่ ช้
ในการกระตุน้ (Bansal et al., 1988)

2. วิธีการกระต้นุ ทางเคมี
วิธีกระตนุ้ ทางเคมี เปน็ การคารบ์ อไนซ์วตั ถุดิบทผ่ี สมกับสารเคมีทใ่ี ช้เปน็ สารกระตุ้นท่ีอุณหภูมิ
500 – 900 °C ขึน้ กับชนดิ ของวตั ถุดบิ และสารเคมีท่ใี ช้ สารเคมที ่ใี ชเ้ ป็นสารกระตุน้ โดยทวั่ ไปเปน็ สาร
ประเภทอัลคาไลน์ โลหะอัลคาไลน์ สารประกอบคาร์บอเนต สารประเภทเบส และกรดบางชนิด เช่น
โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) โพแทสเซียมคาร์บอเนต (K2CO3) โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ซิงค์
คลอไรด์ (ZnCl2) และกรดฟอสฟอริก (H3PO4) เป็นต้น สารเคมีที่เติมลงไปจะช่วยทำลายโครงสร้าง
ของวัตถดุ ิบ และขณะท่ีทำการคาร์บอไนซ์ จะเกิดการสลายตัวของสารอินทรยี ์ในวัตถุดิบ และเกิดการ
เชื่อมไขว้กันของโครงสร้าง ทำให้ถ่านเกิดรูพรุนขึ้น สารระเหยบางตัวในโครงสร้างของวัตถุดิบไม่
สามารถหลุดออกไปได้ เนื่องจากติดการเชื่อมไขว้กัน ทำให้ปริมาณคาร์บอนที่ได้เพิ่มขึ้นและการเกิด
ทาร์ลดลง การเชื่อมไขว้กัน ประกอบกับสารเคมีที่ใช้มีความคงทนต่อการสลายตัวที่อุณหภูมิสูงๆ จึง
ยังคงสภาพหุ้มอยู่รอบๆ และแทรกตัวอยู่ภายใน ทําให้เกิดการหดตัวน้อย เมื่อนำถ่านที่ได้มาล้าง
สารเคมีออกดว้ ยนำ้ หรอื กรดจะเกดิ ชอ่ งว่างหรอื รูพรนุ เพ่ิมขน้ึ อีก
ข้อดีของวิธีนี้คือ ใช้อุณหภูมิไม่สูงมากนัก แต่มีข้อเสียคือ มีสารตกค้างในถ่านกัมมันต์ทำให้
ต้องใช้เวลาในการล้างสารเคมี รวมทั้งเครื่องมือที่ใช้ต้องเป็นชนิดพิเศษที่สามารถต้านทานการกัด
กร่อนได้เพราะสารเคมีบางชนิดเป็นสารกัดกร่อน ตัวแปรที่มีผลต่อการกระตุ้นด้วยวิธีทางเคมี ได้แก่
ชนดิ และปริมาณขององค์ประกอบที่มีอย่ใู นวัตถดุ บิ ชนดิ ของสารเคมี อัตราส่วนของสารเคมีต่อวตั ถุดิบ
อณุ หภมู ิ และเวลา (Bansal et al., 1988)

การกระตนุ้ ดว้ ยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH)
เมื่อนำเอาวัตถุดิบที่ต้องการทำเป็นถ่านกัมมันต์มาผสมกับสารละลายที่มีไอออน ของ
โพแทสเซยี ม แลว้ ไอออนของธาตดุ ังกลา่ วจะแทรกเขา้ ไปอยู่ในโครงสร้างของวัตถุดิบ เมื่อให้ความร้อน

8

เข้าไป โพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์จะเข้าไปทำปฏกิ ิริยากับคาร์บอนในวตั ถุดิบกลไกของการกระตุ้นด้วย
โพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์เพ่ือใหไ้ ด้ถา่ นกัมมันต์พ้นื ที่ผวิ สงู 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 หภมู สิ งู โพแทสเซยี มเปน็ โลหะท่ีอ่อนตวั จงึ ทำใหแ้ ทรกเขา้ ไปในช้นั ของ อะตอมคาร์บอน
ซ่งึ ทำให้เกดิ รพู รุนได้มากข้นึ (Otowa T. et. al., 1993)

การกระตนุ้ ดว้ ยกรดฟอสฟอรกิ (H3PO4)
กรดฟอสฟอริก เปน็ สารละลายกรดท่นี ยิ มใชใ้ นการทําปฏิกิริยาเคมเี พ่ือเพ่ิมพ้ืนที่ผิว และเป็น
สารที่มีความสามารถในการทำละลายสูง ทำให้สามารถแทรกตัวเข้าไปในโครงสร้างของวัตถุดิบได้
อย่างสม่ำเสมอ ซ่ึงจะใช้อณุ หภมู ใิ นการกระตุน้ ทีค่ อนข้างตำ่ คอื 400-500 องศาเซลเซียสโดยกรดที่ใส่
เข้าไปจะทำหนา้ ทแี่ ตกตัวให้ไฮโดรเจนไอออน (H+) ไดด้ ว้ ยตวั เอง เกิดการกดั กรอ่ นขึ้นทำใหต้ ัวดูดซับท่ี
ไดม้ ีความพรุนและพืน้ ที่ผิวมากขึ้น
จากการศึกษาของนักวิจัยหลายกลุ่ม พบว่าการใช้กรดฟอสฟอริกเป็นสารกระตุ้นในการ
เตรียมถ่านกัมมันต์จากวัสดุชีวมวลนั้น ทำให้โครงสร้างของเซลลูโลสเกิดความเสถียร และ
องค์ประกอบของฟอสเฟตยังทำให้โครงสร้างของเซลลูโลสเกิดการขยายตัว ส่งผลให้เกิดรูพรุนใน
โครงสรา้ งหลังจากการใหค้ วามร้อน แสดงปฏกิ ิริยาดังภาพที่ 2.1

ภาพท่ี 2.4 ปฏิกริ ยิ าระหว่างเซลลูโลสกบั กรดฟอสฟอริก
ที่มา : ณัฐยา พูนสุวรรณ (2545)

9

ขอ้ ดขี องการใชส้ ารละลายกรดฟอสฟอริก คือ ร้อยละของผลติ ภัณฑ์ที่ได้ค่อนข้างสูง อุณหภูมิ
ที่ใช้ในการกระตุ้นไม่สูงมากนัก และสามารถผ่านกระบวนการนํากลับมาใช้ใหม่โดยยังได้
กรดฟอสฟอริกทีม่ ีความเข้มข้นสูง

2.5 ชนิดของถ่านกัมมันต์
ชนิดของถ่านกัมมันต์สามารถแบ่งโดยอาศัยหลักต่างๆ มากมายขึ้นอยู่กับความสะดวกของ

ผใู้ ช้งาน ตัวอย่างการแบ่งชนดิ ของถ่านกมั มนั ตไ์ ด้แก่
1. การแบ่งตามขนาดอนภุ าค
ถ่านกัมมันต์ชนิดเม็ด (granular activated carbon) เป็นถ่านกัมมันต์ที่ผ่านตะแกรงขนาด

150 ไมโครเมตร ไม่เกินร้อยละ 5 โดยน้ำหนักมีลักษณะเป็นเม็ด ซึ่งได้จากการอัดผ่านเครื่องอัดเป็น
เส้นกลม ๆ แล้วตัดออกเป็นท่อนเท่า ๆ กัน หรืออาจทำเป็นเกล็ดที่ได้จากการย่อยอนุภาคขนาดใหญ่
ถา่ นกัมมันต์ชนดิ นมี้ ักใชใ้ นการดดู ซบั ก๊าซและไอระเหย

ถ่านกัมมันต์ชนิดผง (powdered activated carbon) เป็นถ่านกัมมันต์ที่ผ่านตะแกรงขนาด
150 ไมโครเมตร ไม่น้อยกว่าร้อยละ 99 โดยนําหนัก มีลักษณะเป็นผงซึ่งได้จากการบดถ่านกัมมันต์
ชนิดน้มี กั ใช้งานเกีย่ วกับการดดู ซบั ในสภาวะของเหลว

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

ถ่านกัมมันต์รูพรุนขนาดเล็ก (micropore) เป็นถ่านกัมมันต์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของรูพรุน
เลก็ กว่า 2 นาโนเมตร มีความสำคัญทสี่ ดุ ในการดูดซบั นยิ มใช้ประโยชนเ์ กีย่ วกับการดูดซับก๊าซและไอ
ระเหย

ถ่านกัมมันตร์ พู รุนขนาดกลาง (mesopore) เปน็ ถา่ นกัมมันต์ที่มีเสน้ ผ่านศนู ย์กลางของรูพรุน
ระหว่าง 2 – 50 นาโนเมตร มักนำไปใช้ดูดซับสารที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่ เช่น การฟอกสี
ถา่ นกมั มนั ตร์ พู รุนขนาดใหญ่ (macropore) เปน็ ถา่ นกัมมนั ตท์ ม่ี เี ส้นผา่ นศูนย์กลางของรูพรุนใหญ่กว่า
50 นาโนเมตร โดยปกติไม่มีความสำคัญในการดูดซับสารต่างๆ เป็นเพียงทางส่งผ่านอนุภาคที่ถูกดูด
ซับเข้าไปในรพู รนุ ขนาดเลก็ และมผี ลต่ออัตราเร็วในการดูดซบั

3. การแบ่งตามความหนาแนน่ ของถา่ นกัมมันต์
ถ่านกมั มันตค์ วามหนาแน่นต่ำ ถา่ นกมั มนั ต์ประเภทนี้มักใชเ้ พื่อดูดซับในสารละลาย เช่น การ
ฟอกสีของน้ำตาลดิบให้เป็นสขี าวบริสทุ ธ์ิ หรอื การทำให้บริสทุ ธิ์ เปน็ ต้น
ถ่านกมั มันตค์ วามหนาแนน่ สูง ถ่านกัมมนั ต์ประเภทนม้ี ักใช้ดดู สารพิษ หรือไอระเหย
4. การแบง่ ตามชนิดสารทถี่ ูกดดู ซบั
ถ่านกัมมันต์ที่ใช้งานเกี่ยวกับก๊าซ (gas adsorbent) เป็นถ่านกัมมันต์ที่ใช้ประโยชน์ สําหรับ
ดดู ก๊าซพิษ กลนิ่ และไอของสารอินทรยี ์ สว่ นมากเป็นถ่านกัมมนั ตท์ ่ีไดจ้ ากการกระตุ้น ถ่านสังเคราะห์

10

ชนิดแข็ง (hard artificial char) ซึ่งเป็นถ่านที่ได้จากเมล็ดในของผลไม้ ถ่านไม้ที่เผา ที่ความดันสูง
เปน็ ตน้

ถ่านกัมมันต์ที่ใช้ฟอกสี (color adsorbent) เป็นถ่านกัมมันต์ที่ใช้ประโยชน์ใน การฟอกสี
สารละลาย ส่วนมากเป็นถ่านกัมมันต์ที่ได้จากการกระตุ้นถ่านสังเคราะห์ชนิดอ่อน (soft artiticial
char) ซ่งึ เปน็ ถา่ นทไี่ ด้จากถ่านไม้ ถา่ นชานอ้อย ถ่านจากแกลบ ถา่ นจากกากน้ำตาล เปน็ ตน้

ถ่านกัมมันต์ที่แยกโลหะ (metal adsorbent) เป็นถ่านกัมมันต์ที่ใช้แยกโลหะต่างๆ เช่น
ถ่านกัมมนั ตท์ ีใ่ ช้แยกเงิน ทองคำ แพลตทนิ มั จากแรท่ ่ขี ุดได้

2.6 ประโยชนข์ องถา่ นกมั มันต์
เนื่องจากถ่านกัมมันต์มีสมบัติในการดูดซับได้ดี จึงมีการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ดัง

ตวั อยา่ งต่อไปนี้
1. อุตสาหกรรมนำ้ ตาล ใชใ้ นการฟอกสี
2. อุตสาหกรรมเครื่องดื่มที่มีแอลกอฮอล์ ใช้ถ่านกัมมันต์ในการกำจัดรส และกลิ่นที่ไม่

ต้องการออกจากวิสกี้ ใช้ถ่านกัมมันต์ทำให้ไวน์มีเกรดดีขึ้น ใช้ถ่านกัมมันต์เติมลงในเบียร์ เพื่อกำจัด
ตะกอนที่เกิดข้ึนจากการแช่เย็นโดยถ่านกัมมนั ตจ์ ะทำหน้าทีด่ ูดซบั ตะกอนโปรตนี ท่ีเอนไซม์ ย่อยไม่ได้
และยังใช้ถ่านกัมมนั ต์ในการเตรียมนำ้ สะอาดเพ่ือนำไปดัมเบียร์อีกดว้ ย

3. การทำน้ำให้บริสุทธิ์ ใช้ถ่านกัมมันต์ดูดซับคลอรีนและสารที่เป็นพิษอื่นๆ ที่ติดมากับ
นำ้ ประปาหรอื นำ้ บาดาล

4. อุตสาหกรรมผลิตไขมันและน้ำมัน ใช้ดูดซับสิ่งปลอมปนในน้ำมันพืช ใช้ดูดซับตัวยับยั้ง
โดยไมด่ ดู สี

5. อุตสาหกรรมอาหาร การผลิตเจลาติน ใช้สำหรับกัมมันต์เพื่อดูดซับสีและกลิ่น การผลิต
เพคตนิ ซึ่งมีลักษณะขุ่นมัวและมกี ลิน่ เฉพาะท่ีไม่พงึ ประสงค์ จึงต้องกำจัดออกดว้ ยถ่านกัมมันต์

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

7. อุตสาหกรรมอื่นๆ ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาระหว่างออกซิเจนและไฮดราซีน ใช้เป็นตัวพยุง
เมอร์คิวริกคลอไรด์ในอุตสาหกรรมผลิตไวนิลคลอไรด์จากอะเซทิลีนและกรดไฮโดรคลอริก ใช้เป็นตัว
พยุงทองคำขาวซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการไฮโดรเจน ใช้เป็นตัวแยกสารโดยการบรรจุ
ถ่านกัมมันต์ลงในคอลัมน์ของเครื่องโครมาโตกราฟก๊าซ ใช้ผสมในเพื่อป้องกันการกดั กร่อน ใช้เป็นตวั
กรองให้หน้ากากกันก๊าซพิษและไอพิษต่าง ๆ ใช้ในก้นกรองของบุหรี่บางชนิด ใช้ดูดควันหรือกลิ่นที่ไม่
พึงประสงคต์ ามหอ้ งปรบั อากาศ ต้เู ย็น ตู้เส้ือผา้ ใช้ฟอกสใี นอตุ สาหกรรม การผลิตผงชรู ส

11

2.7 กระบวนการดูดซบั
โดยทั่วไปกระบวนการการดูดซับของก๊าซ แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท (Gregg and

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

ระหว่าง อะตอมผิวหน้าของตัวดดู ซบั (adsorbent) กับตัวถูกดูดซบั (adsorbate) ด้วยแรงยึดเหนี่ยว
เป็นแบบแวนเดอร์วาลส์ จึงเป็นการจับกันที่อ่อนและไม่มีพันธะเคมีเกิดขึ้น ความร้อนของการดูดซับ
ประมาณ 8.4 – 25.1 กิโลจูลต่อโมล เป็นกระบวนกายความร้อนมีพลังงานกระตุ้น (activation
energy) ตำ่ และไมม่ กี ารแตกหกั ของพนั ธะ ดังนั้นจงึ สามารถเกดิ ขนึ้ ได้อย่างรวดเร็วในทันทีที่ โมเลกุล
เดินทางมาถึงผิวหน้า แต่กรณีที่ตัวดูดซับมีความพรุนสูงอัตราการดูดซับจะช้าลงเพราะถูก จำกัดด้วย
อัตราเรว็ ของการแพร่ภายในรูพรนุ ปริมาณของการดูดซบั แบบน้ีเปน็ แบบไม่เฉพาะเจาะจง การดูดซับ
อาจเกดิ ขึ้นไดม้ ากกวา่ หน่ึงชั้นของโมเลกุลทีถ่ ูกดูดซับ

2. การดูดซับทางเคมี (Chemical adsorption หรือ Chemisorption) มีพันธะเคมีเกิดข้ึน
ระหว่างอะตอมที่อยูผ่ วิ หนา้ กับอะตอมหรอื โมเลกลุ ท่ีถูกดูดซับจึงเป็นการจับที่แข็งแรง ความร้อนของ
การดูดซับมคี า่ ประมาณ 62.8 - 83.7 กิโลจูลต่อโมล การดดู ซับแบบนเ้ี ปน็ แบบเฉพาะเจาะจง

2.8 กระบวนการดูดซบั ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของถา่ นกมั มนั ต์
กระบวนการดูดซบั ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ดว้ ยถ่านกัมมันต์มี 3 ขนั้ ตอนดังภาพท่ี 2.1 โดยมี

ข้ันตอนดงั นี้
ขั้นตอนที่ 1 เป็นการแพร่ของโมเลกุลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปยังผิวภายนอกของ

ถ่านกมั มนั ต์
ขน้ั ตอนท่ี 2 เปน็ การเคลอ่ื นที่ของโมเลกลุ ของก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์เข้าส่รู ูพรุนของถ่านกัม

มันต์ซงึ่ การดูดซบั ส่วนใหญ่เกิดขน้ึ ในรูพรุนส่วนนี้
ขั้นตอนท่ี 3 โมเลกุลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซดจ์ ะติดท่ผี วิ ภายในรูพรุนของถ่านกัมมันต์โดย

เรียง ตวั กันเปน็ ชนั้ ๆ
การแพร่ในขั้นตอนที่เกิดขึ้นเนื่องจากค่าความแตกต่างของความเข้มข้นของก๊าซ

คาร์บอนไดออกไซดใ์ นก๊าซชวี ภาพกับความเข้มข้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ท่ผี วิ ของถา่ นกมั มันต์ ทำให้
โมเลกุลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไหลจากก๊าซชีวภาพซึ่งเข้มข้นมากกว่าไปยังผิวของถ่านกัมมันต์
ซึ่งมีเข้มข้นน้อยกวา่ เมื่อถึงผิวของถ่านกัมมันต์ก็จะเคลื่อนทีเ่ ขา้ สู่รูพรุนดังขั้นตอนที่ 2 การเคลื่อนที่น้ี
ขึ้นอยู่กับขนาดของรูพรุนในช่วงแรกขณะที่รูพรุนมีขนาดใหญ่จะเคล่ือนที่โดยการ แพร่แบบเป็นกลุ่ม
ก้อน (Bulk-diffusion) การชนที่เกิดขึ้นเป็นการชนกันระหว่างโมเลกุลของก๊าซ เมื่อขนาดของรูพรุน
เล็กลง การเคลื่อนที่จะเปลี่ยนเป็นการแพร่แบบผิว (Surface diffusion) ดัง ขั้นตอนที่ 3 การชนที่
เกดิ ขึ้นเปน็ การชนระหว่างโมเลกลุ ของก๊าซกับผวิ ในรพู รนุ ของสารดูดซบั จนกระท่งั อ่มิ ตัวดังภาพที่ 2.2

12

ภาพท่ี 2.5 กลไกการดูดซบั
ทม่ี า : การจดั การและควบคุมมลพิษทางอากาศจากอุตสาหกรรม (2544)
ซึ่งหลังจากจุดนี้ไปก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก็จะดูดซับได้ลดลงจนไม่สามารถดูดซับได้ โดย
ปัจจยั ท่มี ีผลต่อการดดู ซับของถ่านกัมมนั ต์มีดังน้ี
1. อุณหภูมิ คือ เมื่ออุณหภูมิต่ำๆ ถ่านกัมมันต์จะมีประสิทธิภาพในการดูดซับสูงแต่หาก
อุณหภมู ิสูงๆประสทิ ธิภาพในการดูดซบั ของถ่านกัมมันต์จะลดลง
2. พ้ืนผวิ สัมผัส คือ หากมีพน้ื ทีผ่ วิ มากก็ย่ิงสามารถดูดซับไดม้ ากขึน้ ตามไปดว้ ย
3. ความดัน คือ ความดันของก๊าซสูง จะมีผลให้ค่าความสามารถในการดูดซับก๊าซของ
ถ่านกัมมันต์สูงขึ้นตามไปด้วยเพราะโมเลกุลของสารที่ถูกดูดซับจะถูกอัดตัวเข้าตามรูพรุนของถ่าน
กมั มนั ตไ์ ดเ้ พิ่มมากขึ้น
4. อัตราการไหลของก๊าซ คือ อัตราการไหลของก๊าซที่ความเร็วต่ำๆ ถ่านกัมมันต์จะดูดซับ
ก๊าซได้ดีเพราะก๊าซที่ไหลผ่านถ่านกัมมันต์จะสัมผัสผิวถ่านกัมมันต์ได้นานมากกว่าอัตราการไหลของ
ก๊าซสงู

2.9 เทคนิคการใหค้ วามร้อนดว้ ยคล่นื ไมโครเวฟ
พลังงานไมโครเวฟมีคุณสมบตั ิเป็นไดอิเลก็ ทริก ที่ทำให้เกิดพลังงานความร้อนข้ึนภายในวัตถุ

ที่สัมผัสกับคลื่นไมโครเวฟนั้นมีสาเหตุมาจากกลไก 2 ประการ ได้แก่ การเคลื่อนท่ีของไอออนเม่ืออยู่
ในสนามไฟฟ้า (ionic polarization) และการหมุนของสารประกอบที่มีขั้ว (dipole rotation)
เม่อื เปรียบเทยี บวิธใี ห้ความร้อน (heating method) วธิ ี Microwave heating กับวธิ ี Conventional
heating ทเี่ ป็นการเตรยี มตวั ดูดซบั แบบวธิ ีดั้งเดมิ พบว่าวิธี Microwave heating เป็นการเตรียมวัสดุ
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)
ภาพท่ี 2.6 แสดงอุณหภมู ิและทศิ ทางการเปลยี่ นแปลงความร้อน (ก) Conventional heating

(ข) Microwave heating (สีแดง-อุณหภูมสิ งู , สีน้ำเงิน-อุณหภมู ติ ำ่ )
ท่มี า : Wenya A. et al. (2018)

2.10 งานวจิ ยั ทเ่ี กี่ยวช้อง
2.10.1 วตั ถดุ ิบท่ใี ชใ้ นการผลิตถา่ นกมั มนั ต์
สาวิตรี จันทรานุรักษ และคณะ (2548) ได้ศึกษาการผลิตถ่านกัมมันต์จากก้านทะลายปาล์ม

น้ำมัน ด้วยวธิ ีกระตุน้ ทางกายภาพและทางเคมี ซึ่งประกอบด้วย 2 ขั้นตอนคือ การคาร์บอนไนซ์ และ
การกระตุ้น โดยสภาวะท่เี หมาะสมสำหรับการคาร์บอไนซ์ คอื อุณหภูมิ 350 องศาเซลเซยี ส ที่เวลา 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
ปริมาตร 0.346 กรมั ตอ่ ลูกบาศกเ์ ซนตเิ มตร ค่าเถ้าร้อยละ 38.54 ปรมิ าณผลติ ภัณฑร์ อ้ ยละ 44.47 คา่
การดูดซับไอโอดีน 1308 มิลลิกรัมต่อกรัม และ ค่าการดูดซับเมทิลีนบลู 248 มิลลิกรัมต่อกรัม
ถ่านกัมมันต์ที่ได้จากงานวิจัย มีสมบัติใกล้เคียงกับถ่านกัมมันต์เกรดการค้า ทำให้สามารถใช้ก้าน
ทะลายปาลม์ นำ้ มนั เพอื่ ผลติ ถ่านกัมมนั ต์ที่มีคณุ ภาพดีได้

สาวิตรี จันทรานุรักษ และคณะ (2549) ได้ศึกษาการผลิตถ่านกัมมันต์จากก้านทะลายปาลม์
น้ำมัน มกี ระบวนการ 2 ขัน้ ตอน คอื การคารบ์ อไนซ์ที่อุณหภูมิ 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 ต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ค่าการดดู ซบั ไอโอดนี 1308 มิลลิกรัมตอ่ กรมั และค่าการ
ดูดซับเมทิลีนบลู 248 มิลลิกรัมต่อกรัม เมื่อนำถ่านกัมมันต์นี้จำนวน 1 กรัม มาทำการดูดซับเชื้อ E.
coli เป็นระยะเวลา 21 ชั่วโมงด้วยกระบวนการแบบ batch พบว่าการดูดซับของถ่านกัมมันต์ก้าน
ทะลายปาล์มน้ำมนั เป็นไปตามสมการไอโซเทอมของฟรุนดรชิ คอื qe = 0.9905 Ce0.07

วรี ะวฒั น์ คลอวฒุ มิ ันตร์ และ พรสวรรค์ อศั วแสงรตั น์ (2558) ไดศ้ กึ ษาสภาวะท่ีเหมาะสมใน
การผลิตถ่านกัมมันต์จากเปลือกถั่วลิสง โดยการกระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริกและพลังงานไมโครเวฟ
ศกึ ษาอุณหภูมิในการคาร์บอไนซ์ท่ี 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 และเวลาท่ีใช้ในการกระตุน้ ในเตาไมโครเวฟ 30, 60 และ 90 วินาที พบว่าสภาวะทีเ่ หมาะสมใน
การกระตนุ้ คือ ท่ีอตั ราส่วนน้ำหนกั ถ่านชารต์ ่อปริมาตรกรดฟอสฟอริกเป็น 1:2 ใชก้ ำลงั ไฟฟ้าของเตา
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 ไอโอดีนเพิ่มขึน้ 31 เปอร์เซ็นต์และสอดคล้องกับผล
การศึกษาพื้นที่ผิว และปริมาตรรูพรุนที่พบว่ามีค่าสูงขึ้น หลังจากผ่านการกระตุ้นร่วมโดยใช้พลังงาน
ไมโครเวฟ

อาอีเซาะส์ เบ็ญหาวัน (2561) ได้ศึกษาการเตรียมถ่านกัมมันต์จากเปลือกลูกหยี ด้วย
กระบวนการก่อกัมมันต์ทางเคมีแบบแห้ง โดยการคารบ์ อไนเซชันท่ีอุณหภูมิ 450 องศาเซลเซียส เป็น
เวลา 3 ชั่วโมง แล้วทำการกระตุ้นต่อด้วยสารกระตุ้น 3 ชนิด คือ H3PO4, KOH และ ZnCl2 จากการ
ทดลองพบว่า ถ่านชาร์ทไ่ี ดจ้ ากเปลือกลูกหยมี ีปริมาณคารบ์ อนคงตวั สูงขึ้นจากร้อยละ 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) ของถ่านกัมมันต์ท่ี

15

กระต้นุ โดยสาร 3 ชนดิ คอื H3PO4, KOH และ ZnCl2 แตล่ ะสารกระตุ้นใช้อัตราสว่ น (ถ่านชาร์ : สาร
กระตุน้ ) แตกต่างกนั 6 ค่า คอื 1:0.5, 1:1, 1:1.5, 1:2, 1:2.5 และ 1:3 พบว่า ถ่านกมั มันต์ทกุ ตัวอย่าง
มีค่าการดูดซับไอโอดีนสูงกว่าถ่านชาร์ (Charcoal) ยกเว้น AC-KOH ในอัตราส่วนชาร์ต่อสารกระตุ้น
1:2.5, AC-H3PO4 ในอัตราส่วนชาร์ต่อสารกระตุ้น 1:2.5 และ AC-KOH ในอัตราส่วนชาร์ต่อสาร
กระตุ้น 1:3 เทา่ นนั้ ที่มีค่าการดูดซับไอโอดนี ต่ำกว่าถ่านชาร์ มีค่าการดดู ซับไอโอดีน 571.70, 172.62
และ 136.07 mg/g ตามลำดับ สว่ นถา่ นกมั มนั ต์ทม่ี ีค่าการดดู ซับไอโอดนี สงู สดุ 5 อนั ดับ คอื AC-KOH
ในอัตราส่วนถ่านชารต์ ่อสารกระตนุ้ 1:2, AC-H3PO4 ในอตั ราสว่ นชาร์ต่อสารกระตุน้ 1:1.5, AC-KOH
ในอัตราส่วนชาร์ต่อสารกระตุ้น 1:0.5, AC-ZnCl2 ในอัตราส่วนชาร์ต่อสารกระตุ้น 1:0.5 และ
AC-H3PO4 ในอัตราส่วนชารต์ อ่ สารกระตุ้น 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
ขั้นตอนแรกทำการคาร์บอไนซ์มีตัวแปรที่ใช้ศึกษาคือ อุณหภูมิช่วง 350 ถึง 450 องศาเซลเซียส และ
เวลาในการคารบ์ อไนซ์ 60 ถงึ 180 นาที พบว่าภาวะทีเ่ หมาะสมในการคาร์บอไนซ์ คือที่อณุ 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 และค่าปริมาตรรูพรุนขนาดเลก็ 0.0002 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อกรัม ตัวแปรที่ใช้
ศึกษาคือ เวลาในการกระตุ้นช่วง 30 ถึง 90 นาที อัตราการไหลก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ช่วง 0.2 ถึง
1.5 ลิตรตอ่ นาที ขนาดอนุภาคถา่ นชาร์ช่วง 0.6 ถึง 4.75 มลิ ลิเมตร และชนิดของกา๊ ซกระตนุ้ 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 ได้ผลิตภัณฑ์ถ่านชาร์ร้อยละ 31.72 ปริมาณสารระเหยร้อยละ 18.87+0.14 ปริมาณเก้าร้อยละ
9.89+0.06 ปริมาณคาร์บอนคงตัวร้อยละ 69.41+0.09 ค่าพื้นที่ผิว BET 152+4 ตารางเมตรต่อกรัม
ตวั แปรทศ่ี กึ ษาคือเวลาในการกระตุ้นช่วง 30 ถึง 180 นาทีพลังงานการกระตุ้นช่วง 225 ถงึ 500 วัตต์
และจำนวนรอบของการทำการดูดซับแล้วนำมากระตุ้นโดยทำกันให้ขนาดอนุภาคส่วนที่ใช้ช่วง 1.18
ถึง 2.36 มิลลิเมตร ได้ภาวะที่เหมาะสมคือ เวลาในการกระตุ้น 90 นาที พลังงานในการกระตุ้น 450
วัตต์ และจำนวนรอบของการทำการดูดซับก๊าซแล้วนำมากระตุ้นรอบที่ 2 ได้ถ่านกัมมันต์ที่มีสมบัติ
ดงั นี้คา่ การดดู ซับไอโอดีน 1385+11 มลิ ลิเมตรต่อกรัม

16

ทองฉัตร จึงสมาน และพรสวรรค์ อัศวแสงรัตน์ (2559) ได้การศึกษาการสังเคราะห์ถ่าน
กัมมันตจ์ ากกากกาแฟโดยการกระตุน้ ด้วยพลงั งานไมโครเวฟ ข้ันตอนแรกการคาร์บอไนซ์กากกาแฟที่
อุณหภูมิ 400 500 และ 600 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1 ชั่วโมง วิเคราะห์ปริมาณความช้ืน ปริมาณ
สารระเหย ปรมิ าณเถ้า และปริมาณคารบ์ อนคงตวั ตามมาตรฐาน ASTM พบว่า ทอี่ ณุ หภมู ิ 400 500
และ 600 องศาเซลเซียส มีปริมาณคาร์บอนคงตัวร้อยละ 48 32 และ 27 ตามลำดับ นำถ่านชาร์ที่
ผ่านการคาร์บอไนซ์ที่อุณภูมิ 400 องศาเซลเซียส แช่สารละลายกรดฟอสฟอริกความเข้มข้น 40
เปอร์เซน็ ต์โดยปริมาตร ในอัตราสว่ นถ่านชาร์ 1 กรัมต่อสารละลาย 20 มิลลิลิตร เปน็ เวลา 24 ชั่วโมง
จากนนั้ กระตุ้นดว้ ยพลังงานไมโครเวฟท่ีกำลังไฟฟ้า 200 500 และ 800 วัตต์ ตามลำดับ เป็นเวลา 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 ลกู บากศ์ เซนติเมตรต่อกรมั ตามลำดับ
การกระตุ้นด้วยพลังงานไมโครเวฟที่กำลังไฟฟ้า 800 วัตต์ ให้พื้นที่ผิว และปริมาตรรูพรุนสูงสุด
เนื่องจากคลื่นไมโครเวฟที่กำลังไฟฟ้า 800 วัตต์ ส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงทำให้เกิดการสั่น
ของโมเลกุลถ่านกัมมันต์และเกิดความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สามารถเกิดการระเหยของไอน้ำ และเกิด
การสลายตัวของสารระเหยทอ่ี ุดตนั ในถา่ นชาร์

อนิรุทธิ์ ส่งศรี และสำคัญ รัตนบุรี (2563) ได้ศึกษาการผลิตถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์ม
โดยการกระตุ้นด้วยพลงั งานไมโครเวฟ ขั้นตอนแรกการคาร์บอไนซ์ก้านใบปาล์มที่อุณหภูมิ 500 550
และ 600 องศาเซลเซยี สเป็นเวลา 60 นาทีมปี ริมาณคาร์บอนคงตัวร้อยละ 53.48, 64.58 และ 64.76
ตามลำดับ แล้วนำก้านใบปาล์มคาร์บอไนซ์ที่ 550 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 60, 120 และ 180 นาที
พบวา่ เวลาท่เี หมาะสมคือ 60 นาที มีปริมาณความช้ืนร้อยละ 4.36 สารระเหยร้อยละ 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 าณถ่านกมั มันต์ที่เหมาะสมในการดดู ซับเทา่ กับ 0.1 กรมั ตอ่ มลิ ลิลิตร

Deng, S. D. และ Lin, Y. S. (1997) ได้ศึกษาการประยุกต์ใช้พลังงานไมโครเวฟในการให้
ความร้อนสำหรับสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาโดยอาศัยการกระจายตัวของส่วนแอกทีฟเข้าไปในรูพรุน
ของซโี อไลซ์ ตวั ดดู ซับทใ่ี ชใ้ นการศึกษาคือ CuO และ CuCl เพอ่ื ใช้สำหรบั กำจัด SO2 ในอตุ สาหกรรม
ใช้ผลการวิเคราะห์ด้วย XRD และการดูดซับแก๊สไนโตรเจนเพื่อบอกถึงโครงสร้างของรูพรุนพื้นที่ผิว
และการกระจายตวั ของสว่ นแอกทีฟบนผิวของตวั ดูดซบั การใช้พลังงานไมโครเวฟในการให้ความร้อน
ช่วยลดเวลาลงมาก เมอ่ื เปรียบเทยี บกบั การให้ความร้อนแบบธรรมดา เชน่ ในการทดลองนีถ้ า้ ต้องการ

17

เตรียม DAY Zeolite ต้องใช้อุณหภูมิสูงที่ 850 °C เป็นเวลา 36 ชั่วโมง ในขณะที่การใช้พลังงาน
ไมโครเวฟที่ 600 วัตต์ ใช้เวลาแค่ 60 นาที และจากการศึกษาด้วย XRD พบวา่ ลักษณะโครงสร้างของ
ซโี อไลซท์ ี่เตรียมไดจ้ ากทงั้ สองวธิ ีมีโครงสร้างลักษณะเดยี วกัน

Gomez-Aviles, A. et. al. (2022) ถ่านกัมมันต์ถูกเตรียมโดยการกระตุ้นทางเคมีของ
ลิกนินด้วย FeCl3 โดยใช้ไมโครเวฟ การใช้ไมโครเวฟช่วยลดเวลาในการใช้งานได้อย่างมากเมื่อเทียบ
กับการให้ความร้อนแบบธรรมดา ไมโครเวฟกำลัง, อัตราส่วนการทำให้ชุ่ม (R: อัตราส่วนมวลของ
FeCl3 ตอ่ สารตัง้ ต้นลิกนนิ ) และเวลาได้รบั การศึกษาดังน้ี ตวั แปรท่สี ่งผลต่อการพัฒนาพื้นผิวท่ีมีรูพรุน
พบสภาวะที่เหมาะสมที่ 800 W, R = 5 ได้ถ่านกัมมันต์ที่มีรูพรุนขนาดเล็กพื้นที่ผิวสูงกว่า 1150

m2⋅g−1
จากการศกึ ษาเอกสารและงานวิจัยที่ผา่ นมาพบวา่ มีเอกสารและงานวจิ ยั ท่ีเกยี่ วข้องกับการดัก

จบั ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ดังนี้
กรีวรรณ รัตนโกสม (2555) ได้ศึกษาการลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในก๊าซชีวภาพ โดยใช้

ถ่านกัมมันต์ชนิดเม็ดและชนิดเกล็ดเป็นตัวดูดซับก๊าซ ซึ่งผลจากการทดลองพบว่า ถ่านกัมมันต์ชนิด
เมด็ สามารถดดู ซบั ก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์ได้ดที ่คี ่าความดนั ของก๊าซเท่ากับ 1.5 bar ส่วนถ่านกมั มันต์
ชนิดเกล็ดนั้นสามารถดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ดีที่ค่าความดันของก๊าซเท่ากับ 0.5 bar จาก
งานวิจัยนที้ ำใหท้ ราบว่าถา่ นกัมมนั ต์สามารถดูดซบั ก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์ได้ ซ่งึ ปริมาณการดดู ซบั จะ
แปรเปลีย่ นตามค่าความดันของกา๊ ซและชนดิ ของถา่ นกัมมันต์

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

18

บทท่ี 3
วัสดุ อุปกรณ์ และวธิ ีการดำเนนิ การวจิ ยั

การศึกษาการเตรียมถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์มน้ำมัน สำหรับการดูดซับก๊าซ
คารบ์ อนไดออกไซด์โดยมีอปุ 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. กา๊ ซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 : Praxair,99.99% )
เครอ่ื งมอื
1. เคร่อื 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 (ร่นุ EMM2338GB; Electrolux)
5. เตาเผาอณุ หภูมิสงู แบบท่อแนวนอน (รุ่น LTF 12/100/940; Lenton)
6. เตาอบ (Memmert)
7. เคร่อื งบดตวั อยา่ ง (รุ่น WF-10B ; Thaigrinder)
8. เคร่ืองกวนสาร(SLN 53 STD, EU)
9. เครอ่ื 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. แท่งแกว้ คนสาร
4. ปิเปตตข์ นาด 1 mL 10 mL และ 25 mL
5. บีกเกอร์ 100 mL, 250 mL
6. กระบอกตวง 10 mL

19

7. ขวด Duran 100 mL
8. ช้อนตักสาร
9. กระดาษยนู ิเวอรแ์ ซลอินดิเคเตอร์
10. กระดาษอะลมู ิเนยี มฟอยล์

3.2 การเก็บตัวอย่างและการเตรยี มถา่ นกมั มนั ต์
3.2.1 การเกบ็ ตวั อยา่ งกา้ นใบปาล์ม
วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตถ่านกัมมันต์ คือ ก้านใบปาล์มน้ำมันซึ่งได้มาจากวัสดุเหลือทิ้งทาง

การเกษตรจากพ้ืนที่ หมู่ 2 ตำบลศรีวชิ ัย อำเภอพนุ พนิ จังหวัดสุราษฎรธ์ านี
3.2.2 การเตรยี มถา่ นกัมมันต์
1. นำก้านใบปาลม์ มาล้างใหส้ ะอาดและหัน่ เป็นช้นิ เลก็ ๆ
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

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

ภาพที่ 3.1 แผนภาพไดอะแกรมของการคารบ์ อไนเซชัน

3.3 วิธีการทดลอง
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) ด้วยเครื่องกรองสุญญากาศ 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 ตน้ (กรมั ) ] *100
ศกึ ษาลกั ษณะพ้ืนผิวและรูพรนุ ของถา่ นกัมมันต์ดว้ ยกลอ้ งจลุ ทรรศนอ์ ิเล็กตรอนแบบส่อง
กราด (Scanning electron microscope ; SEM)
3.3.3 การวิเคราะห์หมฟู่ งั ก์ชนั ของถ่านกัมมนั 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)
- ต้ังให้อุณหภูมิคงท่ีท่ี 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

บทท่ี 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
คาร์บอนไดออกไซด์ของก้านใบปาลม์ นำ้ มัน โดยมีผลการทดลองดงั ต่อไปนี้

4.1 การศกึ ษาลกั ษณะสณั ฐานวิทยาของวัสดุดดู ซับ

(ก) (ข)
ภาพท่ี 4.1 (ก) ก้านใบปาลม์ น้ำมนั ก่อนให้ความร้อน (ข) ก้านใบปาลม์ นำ้ มนั ท่ีให้ความร้อนด้วย

เตาเผาอณุ หภูมิสูงแบบท่อแนวนอน 400 °C เป็นเวลา 1 ชม.
จากการเตรียมถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์มน้ำมัน พบว่า ก้านใบปาล์มน้ำมันก่อนให้ความ
ร้อนมลี ักษณะเป็นผงสขี าวและมีขนาดใหญ่กว่าก้านใบปาล์มน้ำมันทใ่ี ห้ความร้อนด้วยเตาเผาอุณหภูมิ
สูง ซึ่งมีลักษณะเป็นผงสีดำ มีน้ำหนักเฉลี่ย 4.0506 กรัม และ 2.6618 กรัม ตามลำดับ สามารถ
คำนวณหาค่า %Yield ไดเ้ ท่ากับ 66%
จากการการศึกษาพื้นผิวด้วยเทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดลำแสงส่องกราด
วิเคราะห์พื้นผิวและรูพรนุ ของ ถ่านกมั มนั ตจ์ ากก้านใบปาล์ม ท่เี ตรียมได้จากอณุ หภูมคิ าร์บอไนเซชันท่ี
400 องศาเซลเซยี ส ภายใต้กา๊ ซไนโตรเจน และถา่ นกมั มันต์ทผ่ี า่ นการกระตุน้ ทางเคมี (แสดงดังภาพท่ี
4.4 - 4.5) แสดงใหเ้ หน็ ถึงลกั ษณะทางพื้นผวิ ของถ่านกัมมนั ต์ เมอ่ื เปรียบเทยี บลกั ษณะพืน้ ผิวของถ่าน
จากกา้ นใบปาลม์ กับถ่านกมั มนั ตท์ ่ีกระตนุ้ ดว้ ยกรดฟอสฟอริก (H3PO4) และโพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์
(KOH) พบว่าพื้นผิวภายนอกของถ่านจากก้านใบปาล์ม มีลักษณะค่อนข้างเรียบ รูพรุนน้อย และเม่ือ
นำมากระตุ้นด้วยสารเคมี การคาร์บอไนเซชันพบว่าพื้นผิวของถ่านกัมมันต์เริ่มขรุขระและมีรูพรุน
เกิดขึ้นหลายขนาด ซึ่งความขรขุ ระของพ้ืนผิวนีอ้ าจเกดิ ขึน้ เน่ืองจากการแตกหักของโครงสร้างชีวมวล
จากการสลายตัวของสารระเหยต่างๆ เมื่อใช้อุณหภูมิคาร์บอไนเซชันที่คงท่ี จากภาพพื้นผิวของ
ตัวอยา่ งหลังผ่านการกระตนุ้ ท่ีสภาวะต่างๆ สงั เกตเหน็ ไดว้ ่า ถา่ นกมั มนั ต์ท่ีกระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริก
(H3PO4) และโพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ (KOH) มลี ักษณะพ้นื ท่ผี ิวทแ่ี ตกตา่ งกันมาก โดยถ่านกมั มันต์ที่
กระตุ้นดว้ ยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) มีลกั ษณะพื้นท่ผี ิวและมีปรมิ าณรพู รนุ ท่สี ูงกว่า

22

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

(ก) (ข) (ค)
ภาพที่ 4.3 SEM ของถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์มน้ำมัน ที่กำลังขยาย 3000 เท่า (ก) ถ่านกัมมันต์
จากก้านใบปาล์มน้ำมัน (ข) ถ่านกัมมันต์จากก้านใบปาล์มน้ำมันหลังการกระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริก
(H3PO4) (ค) ถ่านกัมมนั ตจ์ ากกา้ นใบปาลม์ น้ำมันหลังการกระตุน้ ดว้ ยโพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ (KOH)
4.2 การประยุกต์ใช้ถา่ นกมั มันต์ในการดดู ซับกา๊ ซคารบ์ อนไดออกไซด์

ผลการศึกษาการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ด้วยเทคนิค Thermogravimetric
Analysis (TGA)

จากการนำตัวอย่างถ่านกัมมันต์ทั้งหมดมาทดสอบความสามารถในการดูดซับก๊าซ
คาร์บอนไดออกไซด์ด้วยเทคนิค TGA โดยสังเกตการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนัก เมื่อเวลาเปลี่ยนไปที่
อุณหภมู ิคงที่ จะสังเกตไดว้ า่ น้ำหนักของถา่ นกมั มันตม์ ีปริมาณเพม่ิ มากข้ึน

โดยจะเห็นได้ว่าถ่านกัมมันต์ดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้เพ่ิมขึ้นในช่วงนาทีท่ี 68 และ
คงท่ี แสดงให้เห็นการดูดซบั ก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์ (CO2) ที่เพิ่มขึ้นในช่วงนาทีที่ 68 -75 และเข้าสู่
สมดุล บ่งบอกว่าอัตราการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มีปริมาณเพิ่มมากขึ้น โดยถ่านกัมมันต์ที่
กระตุ้นด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH), กรดฟอสฟอริก (H3PO4) และถ่านกัมมันต์ จะมีการ
เพิ่มข้นึ ของน้ำหนกั คิดเป็นเปอร์เซน็ ต์ คือ 0.81% 0.22% และ 0.11% ตามลำดับ แสดงดังภาพที่ 4.6

23

ภาพที่ 4.4 ผลของการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์บนถ่านกัมมนั ต์ดว้ ยเทคนิค
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 บพคี ของแถบการส่นั 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
ดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ด้วยเทคนคิ Thermogravimetric Analysis (TGA) จะปรากฏแถบการ
ส่ันของหมู่ O-H หมู่ C≡C หมู่ C=C และหมู่ C-H ตามลำดับ แสดงดังภาพที่ 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 -รต์บ5์ท0อ่ีก0นรไcะดmตอนุ้A-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-BCr์ท-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 ผลการวจิ ยั และข้อเสนอแนะ

5.1 สรปุ ผลการวจิ ัย
การทดลองนี้ เปน็ การศกึ ษาการเตรียมถ่านกมั มันต์จากก้านใบปาล์ม 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) มีลักษณะพ้นื ทีผ่ วิ และมปี รมิ าณรพู รนุ ท่ี สูงกว่า

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

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

อืน่ ๆ เปน็ ต้น

2. ควรเพิ่มขั้นตอนและอัตราส่วนระหว่างวัสดุกับสารกระตุ้นให้เห็นข้อแตกต่างของพื้นที่ผิว
และปรมิ าณรพู รุนอยา่ งชัดเจนบนถ่านกัมมนั ต์

3. ควรศึกษาขั้นตอนวิธีการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์โดยใช้เทคนิคอื่นๆ เพื่อ
เปรียบเทยี บผลทีช่ ัดเจนข้ึน

29

เอกสารอ้างอิง

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)ี . มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์.

ทองฉัตร จึงสมาน และพรสวรรค์ อัศวแสงรัตน์. (2559). การสังเคราะห์ถ่านกัมมันต์จากกากกาแฟ
โดยใช้พลังงานไมโครเวฟ. ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยี
พระจอมเกล้าเจ้าคณุ ทหารลาดกระบงั . 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 นกมั มันต์โดยรดี กั ชนั ของซลั เฟอร์ไดออกไซด์ที่ถูกดูดซับ
บนถ่านชาร์จากกะลาปาล์มน้ำมันด้วยพลังงานไมโครเวฟ. (วิทยานิพนธ์ปริญญา
มหาบณั ฑิต). กรงุ เทพมหานคร : จุฬาลงกรณม์ หาวทิ ยาลยั , 1-97.

รุจิรา ปิ่นแก้ว. (2556). การผลิตและการเตรียมถ่านกัมมันต์จากซังข้าวโพดเพื่อใช้ในการดูดซับ
มเี ทน. สาขาวชิ าเคมี คณะวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลัยราชภฏั เพชรบรู ณ์, 7-9.

30

เอกสารอา้ งองิ (ต่อ)

วราวุฒิ ประชาศิริสกลุ . (2541). การผลิตถา่ นกัมมนั ต์จากกะลาปาลม์ น้ำมันโดยการกระตุน้ ดว้ ย
พลงั งานไมโครเวฟ. (วิทยานิพนธป์ ริญญามหาบัณฑิต). กรุงเทพมหานคร : จุฬาลงกรณ์
มหาวิทยาลยั , 1-72.

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

สาวิตรี จันทรานุรักษ์, วรรณรัก นพเจรญิ กุล และ ธราพงษ์ วทิ ิตศานต.์ (2549). ถ่านกมั มนั ตจ์ ากก้าน
ทะลายปาล์มนำ้ มนั และการดดู ซับเช้ือ Escherichia coli. เร่ืองเตม็ การประชมุ ทางวิชาการ
ของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ครั้งที่ 44 สาขาอุตสาหกรรมเกษตร สาขาเศรษฐศาสตร์
สาขาบริหารธุรกิจ. การประชุมทางวิชาการของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ครั้งที่ 44, 151-
158.

สาวิตรี จันทรานุรกั ษ์, วรรณรัก นพเจริญกลุ , ธราพงษ์ วิทิตศานต์ และ อนกุ ูล วัฒนาสุข. (2548). การ
ผลิตถ่านกัมมันต์จากก้านทะลายปาล์มโดยการกระตุ้นด้วยโปแตสเซียมไฮดรอกไซด์และ
ไอน้ำ. เรื่องเต็มการประชุมทางวิชาการของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ครั้งที่ 43 สาขาสัตว์
สาขาอตุ สาหกรรมเกษตร. การประชมุ ทางวิชาการของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ครงั้ ที่ 43,
452-459.

สำนักงานมาตรฐานผลติ ภณั ฑอ์ ตุ สาหกรรม. (2532). กรุงเทพฯ : สำนกั งาน. พมิ พลกั ษณ.์

อนริ ุทธ์ิ ส่งศรี และสำคัญ รัตนบรุ ี. (2563). การผลติ ถ่านกัมมนั ต์จากก้านใบปาลม์ เพ่ือดดู ซบั อนุภาค
ยางของน้ำเสียจากกระบวนการผลิตยางแผ่น. การประชุมวิชาการระดับชาติ ครั้งที่ 17,
มหาวทิ ยาลยั เกษตรศาสตร์, 5127-5140.

อาอเี ซาะส์ เบญ็ หาวนั . (2561). การเตรียมและศกึ ษาคุณลักษณะเฉพาะของถา่ นกมั มันตจ์ ากเปลือก
ลูกหยี. คณะวิทยาศาสตรเ์ ทคโนโลยีแสะการเกษตร มหาวิทยาลยั ราชภัฏยะลา, 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
มมันต์ดว้ ยโพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ (KOH)

33

ชื่อ-สกุล ประวัติผวู้ จิ ยั
วนั /เดือน/ปีเกดิ
ทีอ่ ยู่ นางสาวสธุ ินี สงั ขเ์ มียน
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