1. ชื่อหน่วยวิจัย : หน่วยวิจัยผงถ่านกัมมันต์เคลือบผิว

Surface Coating - Activated Carbon Research Unit

ภาควิชา เคมี

2. สมาชิก

2.1 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุรศักดิ์ วัฒเนสก์ ผู้ประสานงานหน่วยวิจัย

2.2 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.เรืองศรี วัฒเนสก์ สมาชิกหน่วยวิจัย

3. หลักการและเหตุผล

ในปัจจุบัน ปัญหามลภาวะเป็นปัญหาใหญ๋ที่สมควรต้องร่วมมือแก้ไข ผงถ่านกัมมันต์ (activated carbon) จัดเป็นสารดูดซับ (adsorbent) ที่นิยมใช้ในการดูดซับสารพิษ ทั้งที่อยู่ในสภาพที่เป็นแก๊สและของเหลวเช่นบรรจุในหน้ากากป้องกันไอพิษ ใช้เป็นสารกรองน้ำให้สะอาด ฯลฯ เป็นต้น เนื่องจากมีราคาถูก และมีประสิทธิภาพในการดูดซับที่ดี การเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซับของผงถ่านกัมมันต์สามารถทำได้ โดยการเคลือบผิวผงถ่านด้วยสารอื่น ได้แก่สารประกอบเชิงซ้อนของโลหะบางประเภท ซึ่งปกติแล้วผงถ่านเคลือบผิวดังกล่าวเหล่านั้น มีราคาแพงและต้องสั่งซื้อจากต่างประเทศ กล่มผู้วิจัย จึงขอจัดตั้งหน่วยวิจัยผงถ่านกัมมันต์เคลือบผิวขึ้น

4. วัตถุประสงค์และเป้าหมาย

4.1 เพื่อศึกษาถึงวิธีการและสภาวะที่เหมาะสม ในเคลือบผิวผงถ่านกัมมันต์ด้วยสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะบางตัว ได้แก่ ทองแดง เงิน และโครเมียม กับลิแกนด์ที่เหมาะสม

4.2 เพื่อศึกษาถึงประสิทธิภาพของการดูดซับผงถ่านกัมมันต์เคลือบผิวที่เตรียมขึ้น

5. งานวิจัยที่กำลังดำเนินการอยู่

ได้ดำเนินการศึกษาถึงความเป็นไปได้ในการเคลือบผิวของผงถ่านกัมมันต์ โดยเริ่มการศึกษาเบื้องต้นจากผงถ่านกัมมันต์เคลือบผิวที่นำออกมาจากหน้ากากป้องกันแก๊สพิษทางทหาร ที่ต้องสั่งซื้อจากต่างประเทศ จากการตรวจสอบโดยใช้เทคนิคทางรังสี พบว่ามีสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะบางตัว เช่น ทองแดง เงิน โครเมียมและเหล็ก เคลือบผิวอยู่ จึงได้ทำการวิเคราะห์หาปริมาณของโลหะดังกล่าวในผงถ่านกัมมันต์เคลือบผิวดังกล่าว และได้เริ่มทำการทดลองตรวจสอบสมบัติบางประการ ของสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะทองแดง เงิน และโครเมียมกับลิแกนด์ที่เหมาะสม ซึ่งพบว่าลิแกนด์ที่ใช้เคลือบผิวถ่านกัมมันต์ คือ ไตรเอธิลีนไดอะมีน (TEDA) จากนั้นจึงได้ศึกษาหาสูตรโครงสร้างของสารประกอบเชิงซ้อนที่ได้ เพื่อที่จะใช้อธิบายพฤติกรรมการดูดซับที่เกิดขึ้นบนผิวของผงถ่านกัมมันต์ ขึ้นตอนต่อไป ได้ทำการทดลองเพื่อหาวิธีการและสภาวะที่เหมาะสม ในการเคลือบผิวผงถ่านกัมมันต์ ก่อนที่จะทำการทดสอบประสิทธิภาพของการดูดซับแก๊สพิษ และสารพิษอื่นๆ ต่อไป

6. อุปกรณ์/เครื่องมือวิจัยที่มีอยู่แล้ว

6.1 UV-VIS Spectrophotometer

6.2 Atomic Absorption Spectrophotometer

6.3 pH - meter

7. ผลสัมฤทธิ์ทางการวิจัยจนถึงปัจจุบัน

จากผลงานที่ผ่านมา ได้ทราบถึงแนวทางความเป็นไปได้ ของการการเคลือบผิวของผงถ่านกัมมันต์ด้วยสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะทองแดง เงินและ โครเมียม กับลิแกนด์ไตรเอธิลีน-ไดอะมีน (TEDA) จากการศึกษาเบื้องต้นพบว่า สารประกอบเชิงซ้อนดังกล่าว มีอัตราส่วนโดยโมลในสูตรเป็น 1 : 2 จากนั้นได้ทดลองศึกษาวิธีการเคลือบผิวผงถ่านกัมมันต์สองวิธี วิธีแรกได้เคลือบผิวผงถ่านกัมมันต์ด้วยโลหะก่อน แล้วตามด้วยการเคลือบด้วยลิแกนด์ TEDA ส่วนวิธีที่สองได้เตรียมสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะกับ TEDA ก่อน แล้วจึงนำไปเคลือบผิวผงถ่านกัมมันต์ พร้อมทั้งได้ศึกษาไอโซเทอมการดูดซับที่เกิดขึ้นทั้งสองวิธีด้วย พบว่าสองวิธีให้ผลการทดลองที่ต่างกัน ผลงานวิจัยที่ได้ดำเนินการแล้ว รวบรวมเป็นรายงานปัญหาพิเศษของนักศึกษา สาขาวิชาเคมีดังนี้

7.1 น.ส.วิลาสินี ศรีสุวรรณ, การวิเคราะห์ปริมาณโครเมียมและเงินที่เคลือบบนถ่านกัมมันต์ ในหน้ากากป้องกันไอพิษ, ปัญหาพิเศษวิทยาศาสตรบัณฑิต (เคมี) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2538.

7.2 น.ส.ปฏิมา เมษประสาท, การวิเคราะห์ปริมาณเหล็กและทองแดงที่เคลือบบนถ่านกัมมันต์ในหน้ากากป้องกันไอพิษ, ปัญหาพิเศษวิทยาศาสตรบัณฑิต (เคมี) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2538.

7.3 น.ส.ฉัตรภรณ์ สุวรรณฉัตร, การศึกษาการเกิดสารเชิงซ้อนระหว่างไอออนของโลหะบางตัวกับไตรเอธิลีนไดอะมีน, ปัญหาพิเศษวิทยาศาสตรบัณฑิต (เคมี) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2538.

7.4 น.ส.พูนศิริ ทิพยเนตร, การวิเคราะห์หาปริมาณคอปเปอร์ที่เคลือบบนถ่านกัมมันต์ในหน้ากากป้องกันไอพิษ, ปัญหาพิเศษวิทยาศาสตรบัณฑิต (เคมี) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2539.

7.5 น.ส.สุนทรีย์ แสงสีโสด, การหาสูตรสารประกอบเชิงซ้อนชนิด AmBn โดยวิธีกราฟเส้นตรง, ปัญหาพิเศษวิทยาศาสตรบัณฑิต (เคมี) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2539.

7.6 น.ส.สุกัญญา เขียวสะอาด, การดูดซับสารประกอบเชิงซ้อนระหว่างไอออนของโลหะทองแดง (II) กับเอธิลีนไดอะมีนบนถ่านกัมมันต์, ปัญหาพิเศษวิทยาศาสตรบัณฑิต (เคมี) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2539.

7.7 น.ส.ศิริวรรณ จ้อยม่วง, การดูดซับไอออนของโลหะเงินบนถ่านกัมมันต์เคลือบผิวด้วยไตรเอธิลีนไดอะมีน, ปัญหาพิเศษวิทยาศาสตรบัณฑิต (เคมี) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2540.

7.8 น.ส.ชนชดา จำบุญมา, ผลชองความแรงของไอออนที่มีต่อการดูดซับสารประกอบเชิงซ้อนระหว่างไอออนของทองแดง (II) กับไตรเอธิลีนไดอะมีนบนถ่านกัมมันต์, ปัญหาพิเศษวิทยาศาสตรบัณฑิต (เคมี) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2540.

7.9 นายนรินทร์ อินทรศร, การดูดซับไอออนของเหล็ก (III) บนถ่านกัมมันต์เคลือบผิวด้วยไตรเอธิลีนไดอะมีน, ปัญหาพิเศษวิทยาศาสตรบัณฑิต (เคมี) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2540.

7.10 นายวสันต์ สีหราช, การศึกษาพฤติกรรมการดูดกลืนแสงในช่วงวิสิเบิลของสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะทองแดง (II) กับไตรเอธิลีนไดอะมีน, ปัญหาพิเศษ วิทยาศาสตรบัณฑิต (เคมี) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2540.

7.11 นายธรรมนูญ ศรีประทุมภรณ์, การเกิดสารประกอบเชิงซ้อนของโครเมี่ยม (III) กับไตรเอธิลีนไดอะมีน, ปัญหาพิเศษวิทยาศาสตรบัณฑิต (เคมี) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2540.

ผลงานบางส่วน จะได้นำเสนอแบบโปสเตอร์ ในการประชุมวิชาการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 24 จัดโดยสมาคมวิทยาศาสตร์ร่วมกับมหาวิทยาลัยมหิดล ที่ศูนย์ประชุมแห่งชาติสิริกิต์ ระหว่างวันที่ 19-23 ตุลาคม 2541 ดังนี้

1. ชนชดา จำบุญมา สุรศักดิ์ วัฒเนสก์ และ เรืองศรี วัฒเนสก์, การดูดซับสารประกอบเชิงซ้อนของทองแดง (II)-ไดรเอธิลีนไออะมีนบนถ่านกัมมันต์ โปสเตอร์ A2. ประชุมวิชาการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 24, กรุงเทพมหานคร 2541

นอกจากนี้สมาชิกของหน่วยวิจัย ได้รับเชิญให้เป็นที่ปรึกษา โครงการวิจัยหน้ากากป้องกัน สารพิษ ศูนย์วิจัยและพัฒนาระบบอาวุธ สำนักงานวิทยาศาสตร์ กองทัพอากาศไทย โดยทางศูนย์วิจัยดังกล่าวได้ให้ความอนุเคราะห์มอบสารเคมีที่ใช้ในการทำวิจัยและปัญหาพิเศษของหน่วยวิจัยนี้ ผ่านภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ เพื่อให้เกิดประโยขน์ทางด้านการเรียนการสอนและการวิจัยร่วมกันต่อไป