จลนศาสตร์และไอโซเทอร์มการดูดซับอะทราซีนโดยไบโอชาร์ไม้ไผ่Kinetic and Isotherm Adsorption of Atrazine by Bamboo Biochar

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินประสิทธิภาพการดูดซับอะทราซีนด้วยไบโอชาร์ที่สังเคราะห์จากไม้ไผ่ โดยศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของไบโอชาร์ไม้ไผ่ และศึกษาระยะเวลาสมดุล ประสิทธิภาพการดูดซับ ไอโซเทอม รวมทั้งแบบจำลองจลนศาสตร์การดูดซับอะทราซีนของไบโอชาร์ไม้ไผ่ ด้วยการทดลองแบบกะ จากคุณสมบัติทางกายภาพและเคมี พบว่า ไบโอชาร์ไม้ไผ่มีค่า D50 เท่ากับ 200 ไมโครเมตร พื้นที่ผิวเท่ากับ 756.43 ตารางเมตรต่อกรัม และมีปริมาตรรูพรุนเท่ากับ 0.32 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อกรัม แสดงให้เห็นว่าเป็นวัสดุดูดซับแบบ Micropore เนื่องจากมีขนาดรูพรุนภายในเฉลี่ยเท่ากับ 1.69 นาโนเมตร นอกจากนั้นพบว่า มีการตรวจพบหมู่ฟังก์ชันของไฮดรอกซิล (O-H) ไฮโดรคาร์บอนประเภทอัลคิล (C-H) อะลิฟาติก (C-H) และอะโรมาติก (C=C) ที่ส่งผลต่อความสามารถในการดูดซับสารอะทราซีน ในส่วนการประเมินประสิทธิภาพในการดูดซับสารอะทราซีนพบว่า ให้ประสิทธิภาพในการดูดซับ 92.1 เปอร์เซ็นต์ หลังจากเข้าสู่ระยะเวลาสมดุลที่ 24 ชั่วโมง สอดคล้องกับสมการไอโซเทอร์มแบบฟรุนดิช โดยมีค่าคงที่สัมพันธ์กับความสามารถในการดูดซับ (KF) เท่ากับ 0.77 ไมโครกรัมต่อกรัม และการศึกษาแบบจำลองจลนศาสตร์การดูดซับชี้ให้เห็นว่าเป็นไปตามแบบจำลองอันดับที่สองเทียม ด้วยค่า R2 และ SSE เท่ากับ 0.9998 และ 0.0015 ตามลำดับ เมื่อพิจารณาค่าคงที่อัตราเร็วปฏิกิริยาอันดับสอง (K2) มีค่าเท่ากับ 0.1306 ไมโครกรัมต่อกรัมต่อนาที จึงสรุปได้ว่าการดูดซับอาศัยกลไกทั้งทางด้านกายภาพและเคมี ผลการทดลองทั้งหมดแสดงให้เห็นว่าไบโอชาร์ไม้ไผ่มีคุณภาพสูงในการเป็นวัสดุดูดซับสารอะทราซีน ซึ่งจัดเป็นวัดสุดูดซับที่มีต้นทุนต่ำสำหรับป้องกันสารเคมีทางการเกษตรออกสู่นอกพื้นที่และเข้ามาในพื้นที่This research aims to evaluate the adsorption efficiency of atrazine using biochar synthesized from bamboo. The study primarily focuses on these aspects: bamboo biochar physical and chemical properties, the equilibrium time, adsorption efficiency, isotherm as well as adsorption kinetic model with batch testing. Regarding physical and chemical properties, bamboo biochar exhibited the D50 of 200 μm, surface area of 756.43 m2/g, average pore size of 1.69 nm and pore volume of 0.32 cm3/g. Considering these properties, the substance can be defined as a microporous carbon adsorbent. Also, the functional groups of bamboo biochar show the groups of hydroxyls (O-H), alkyl (C-H), aliphatic (C-H), and aromatic carbon (C=C), which have a positive effect on adsorption of atrazine. Form the evaluation of atrazine adsorption properties, the bamboo biochar has the adsorption efficiency of 92.1% after 24 h equilibrium time, corresponding to the Freundlich adsorption isotherm. The Freundlich constant (KF) is 0.77 μg/g. In term of adsorption kinetic model, the results indicated being the pseudo second order reaction kinetics with R2 value and SSE are 0.9998 and 0.0015, respectively. The pseudo-second order rate constant (K2) shows 0.1306 μg/g.min. This can be concluded that the adsorption of bamboo biochar used both physical and chemical mechanisms. Overall results indicated that bamboo biochar can be used as an effective, low-cost adsorbent for atrazine removal. Thus, the biochar can be used as a chemical barrier for controlling agrochemical contaminants into agricultural land