Please use this identifier to cite or link to this item:
http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/69159
Full metadata record
DC Field | Value | Language |
---|---|---|
dc.contributor.advisor | Dr. Wimol Naksata | - |
dc.contributor.advisor | Asst. Prof. Dr. Orn-anong Arqueropanyo | - |
dc.contributor.advisor | Dr. Ponlayuth Sooksamiti | - |
dc.contributor.advisor | Dr. Sorapong Janhom | - |
dc.contributor.author | Hatairat Sukpreabprom | en_US |
dc.date.accessioned | 2020-07-30T01:23:20Z | - |
dc.date.available | 2020-07-30T01:23:20Z | - |
dc.date.issued | 2014-10 | - |
dc.identifier.uri | http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/69159 | - |
dc.description.abstract | Bottom ash is a waste material obtained from electricity generation through combustion of coal at the Mae Moh power plant in Lampang province. In this research studied, bottom ash was used as a low cost adsorbent for the removal of Cd (II) and Zn (II) ions from single and binary aqueous solutions. The chemical and physical properties of bottom ash such as pH, density, moisture content, cation exchange capacity (CEC), particle size distribution and specific surface area were investigated. It was found that bottom ash had a slightly alkaline pH value, light weight and low moisture content. The CEC value of bottom ash was 10.6 cmol/kg. The particle size distribution and the specific surface area were 24.6 µm and 5.14 m2/g, respectively. The major chemical compositions of bottom ash as characterized by X-ray fluorescence spectrometry (XRF) were SiO2, CaO, Al2O3 and Fe2O3. The single and binary adsorption of Cd (II) and Zn (II) ions from aqueous solutions onto bottom ash was studied using batch experiments. The effect of pH (4-6), contact time (10-300 min) and temperature (10-40 ºC) were investigated. The optimum pH for metal ions adsorption by bottom ash was pH 6. The equilibrium adsorption was achieved within 60 min. The kinetics of adsorption process was tested by pseudo-first- order and pseudo-second-order models. The results revealed that the adsorption kinetics followed pseudo-second-order model. In the single system, Langmuir and Freundlich isotherms were applied to evaluate adsorption equilibrium data at different temperatures. Based on the correlation coefficient (R2) values, both isotherms suitably described the adsorption equilibrium data. Furthermore, the adsorption capacity of bottom ash for Zn (II) ion was greater than that of Cd (II) ion. The thermodynamic parameters such as enthalpy change (∆H°), entropy change (∆S°) and Gibbs free energy change (∆G°) were calculated from the experimental data. The positive value of ∆H° corroborated that the adsorption process was endothermic, which was supported by the increase of adsorption capacity when the temperature increased. In binary system, the multicomponent isotherms including the extended Langmuir and IAST-Freundlich isotherms were used to predict the adsorption of Cd (II) and Zn (II) ions. The appropriate multicomponent isotherm was investigated by minimizing the average relative error (ARE) function. The results confirmed that the extended Langmuir isotherm fitted adsorption equilibrium data better than the IAST-Freundlich isotherm for the binary adsorption of Cd (II) and Zn (II) ions onto bottom ash. In order to increase the adsorption capacity of bottom ash, it was treated by the alkaline hydrothermal method with 2 M NaOH at 100 ºC. The physical properties of bottom ash were improved. Scanning electron microscope (SEM) images presented that the treated bottom ash had high porous surface as compared to the untreated bottom ash. The single adsorption of Cd (II) and Zn (II) ions onto treated bottom ash was also studied and the adsorption equilibrium data were fitted to both Langmuir and Freundlich isotherms. The results of adsorption studies showed that the adsorption capacity of treated bottom ash for both metal ions was higher than that of untreated bottom ash. | en_US |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | เชียงใหม่ : บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ | en_US |
dc.title | ADSORPTION OF CADMIUM (II) AND ZINC (II) IONS BY BOTTOM ASH IN SINGLE AND BINARY SOLUTIONS | en_US |
dc.title.alternative | การดูดซับแคดเมียม (II) และซิงก์ (II) ไอออนด้วยเถ้าหนักในสารละลายแบบเดี่ยวและแบบคู่ | en_US |
dc.type | Thesis | |
thesis.degree | doctoral | en_US |
thesis.description.thaiAbstract | เถ้าหนักเป็นของเสียที่เกิดจากการเผาไหม้ถ่านหินในกระบวนการผลิตกระแสไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าแม่เมาะ จังหวัดลำปาง ในงานวิจัยนี้ได้นำเถ้าหนักมาใช้เป็นวัสดุดูดซับราคาถูกสำหรับกำจัดแคดเมียม (II) และซิงก์ (II) ไอออนจากสารละลายแบบเดี่ยวและแบบคู่ ทำการวิเคราะห์คุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพของเถ้าหนัก ได้แก่ พีเอช ความหนาแน่น ความชื้น การแลกเปลี่ยนประจุบวก การกระจายตัวของขนาดอนุภาค และพื้นที่ผิวจำเพาะ พบว่าเถ้าหนักมีค่าพีเอชเป็นเบสเล็กน้อย น้ำหนักเบา ความชื้นต่ำ มีค่าการแลกเปลี่ยนประจุบวกเท่ากับ 10.6 เซนติโมลต่อกิโลกรัม มีค่าการกระจายตัวของขนาดอนุภาค และค่าพื้นที่ผิวจำเพาะประมาณ 24.6 ไมโครเมตร และ 5.14 ตารางเมตรต่อกรัม ตามลำดับ เมื่อใช้เทคนิคเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนส์สเปกโทรเมตรีหาองค์ประกอบทางเคมีของเถ้าหนัก พบว่าประกอบไปด้วย ซิลิกอนไดออกไซด์ แคลเซียมออกไซด์ อะลูมิเนียมออกไซด์ และ เฟอริกออกไซด์ ในการศึกษาการดูดซับแบบเดี่ยวและแบบคู่ของแคดเมียม (II) และซิงก์ (II) ไอออนจากสารละลายด้วยเถ้าหนักโดยทำการทดลองแบบแบตซ์ ศึกษาผลของพีเอช (4-6) เวลาในการดูดซับ (10-300 นาที) และอุณหภูมิ (10-40 องศาเซลเซียส) จากการศึกษานี้พบว่าพีเอชที่ดีที่สุดสำหรับการดูดซับไอออนโลหะคือ พีเอช 6 การดูดซับเริ่มเข้าสู่สมดุลที่เวลา 60 นาที จากการทดสอบจลนศาสตร์ของ กระบวนการดูดซับโดยใช้แบบจำลองจลศาสตร์อันดับหนึ่งเสมือน และแบบจำลองจลศาสตร์อันดับสองเสมือน ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า จลนศาสตร์ของการดูดซับมีลักษณะความสัมพันธ์ตามแบบจำลองจลศาสตร์อันดับสองเสมือน ในระบบเดี่ยวได้นำไอโซเทอมของแลงเมียร์และไอโซเทอมของฟรอยด์ลิชมาใช้อธิบายข้อมูลการดูดซับ ณ ที่อุณหภูมิแตกต่างกัน จากการพิจารณาค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ พบว่าไอโซเทอมทั้งสองใช้อธิบายผลการทดลองได้อย่างเหมาะสม นอกจากนี้พบว่าเถ้าหนักมีประสิทธิภาพการดูดซับซิงก์ (II) ไอออนได้มากกว่าแคดเมียม (II) ไอออน ทำการศึกษาพารามิเตอร์ทางเทอร์โมไดนามิกส์ ได้แก่ การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปี การเปลี่ยนแปลงเอนโทรปี และการเปลี่ยนแปลงพลังงานอิสระ จากผลของค่าการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีซึ่งมีค่าเป็นบวกและการเพิ่มขึ้นของประสิทธิภาพการดูดซับเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น พิสูจน์ให้เห็นว่ากระบวนการดูดซับในการทดลองนี้เป็นแบบดูดความร้อน สำหรับไอโซเทอมของการดูดซับในระบบคู่ ศึกษาจากไอโซเทอมแบบหลายองค์ประกอบ ซึ่งได้แก่ ไอโซเทอมของเอกซ์เทนเดดแลงเมียร์ และไอโซเทอมของไอเอเอสที-ฟรอยด์ลิช จากการพิจารณาค่าความคลาดเคลื่อนสัมพัทธ์เฉลี่ยที่มีค่าน้อยที่สุด พบว่า การดูดซับแคดเมียม (II) และซิงก์ (II) ไอออนในระบบคู่ด้วยเถ้าหนักสอดคล้องกับไอโซเทอมของเอกซ์เทนเดด แลงเมียร์มากกว่าไอโซเทอมของไอเอเอสที-ฟรอยด์ลิช ได้ทำการเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซับของเถ้าหนัก โดยการนำเถ้าหนักมาปรับสภาพด้วยวิธี อัลคาไลน์ไฮโดรเทอร์มอล ภายใต้สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 2 โมลาร์ ที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส สมบัติทางกายภาพของเถ้าหนักถูกปรับปรุงให้ดีขึ้นหลังจากได้รับการปรับสภาพ จากภาพถ่ายกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด พบว่าพื้นผิวของเถ้าหนักที่ผ่านการปรับสภาพมี รูพรุนมากขึ้น เมื่อนำเถ้าหนักที่ผ่านการปรับสภาพมาศึกษาการดูดซับแคดเมียม (II) และซิงก์ (II) ไอออนในระบบเดี่ยว พบว่าไอโซเทอมการดูดซับสอดคล้องกับไอโซเทอมของแลงเมียร์และไอโซเทอมของฟรอยด์ลิช จากการศึกษาการดูดซับแสดงให้เห็นว่าเถ้าหนักที่ผ่านการปรับสภาพมีประสิทธิภาพการดูดซับไอออนโลหะทั้งสองสูงกว่าเถ้าหนักที่ไม่ได้ปรับสภาพ | en_US |
Appears in Collections: | SCIENCE: Theses |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
Full.pdf | 3.07 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.