Original Title: Effectiveness of adsorption of alizarin red s and alizarin yellow 2G from aqueous solutions using zeolite L
Source: doi.org/10.34044/j.anres.2023.57.1.17
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ប្រសិទ្ធភាពនៃការស្រូបយកពណ៌ alizarin red s និង alizarin yellow 2G ពីសូលុយស្យុងទឹកដោយប្រើសេអូលីត L (Zeolite L)

ចំណងជើងដើម៖ Effectiveness of adsorption of alizarin red s and alizarin yellow 2G from aqueous solutions using zeolite L

អ្នកនិពន្ធ៖ Wilaiporn Insuwan (Rajamangala University of Technology Isan), Saowaluck Srihongthong (Rajamangala University of Technology Isan), Navaphum Permngam (Rajamangala University of Technology Isan), Pongsathorn Tongkasee (Rajamangala University of Technology Isan)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2023 Agriculture and Natural Resources

វិស័យសិក្សា៖ Environmental Chemistry

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការបំពុលបរិស្ថាននិងទឹកដោយសារល័ក្ខពណ៌ដែលប្រើប្រាស់ក្នុងឧស្សាហកម្ម ទាមទារឱ្យមានវិធីសាស្ត្រកម្ចាត់សារធាតុពុលទាំងនេះចេញពីទឹកសំណល់ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានប្រើប្រាស់សេអូលីត L ទម្រង់ប៉ូតាស្យូម (KLTL) ជាសារធាតុស្រូប (Adsorbent) ដើម្បីវាយតម្លៃពីសមត្ថភាព លក្ខខណ្ឌប្រសើរ និងយន្តការក្នុងការស្រូបយកពណ៌អានីយ៉ុង។

ការកំណត់លក្ខណៈសារធាតុស្រូបយកដោយម៉ាស៊ីនមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង (Scanning Electron Microscopy - SEM)
ការសិក្សាពីលំនឹងនៃការស្រូបយកដោយប្រើម៉ូដែល Langmuir និង Freundlich (Adsorption Isotherm Studies)
ការវិភាគសទិសភាពនៃការស្រូបយក (Adsorption Kinetics Analysis)
ការវាយតម្លៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រទែម៉ូឌីណាមិច (Thermodynamic Parameters Evaluation)

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

លក្ខខណ្ឌប្រសើរបំផុតសម្រាប់ការស្រូបយកគឺ ការប្រើប្រាស់សារធាតុស្រូបក្នុងបរិមាណ ០.០២៥ ក្រាម និងរយៈពេលប៉ះទង្គិច ១២០ នាទី។
សមត្ថភាពស្រូបយកអតិបរមារបស់ KLTL គឺ ៩៥.២៤ mg/g សម្រាប់ alizarin red s (ARS) និង ៤១.៣០ mg/g សម្រាប់ alizarin yellow 2G (ARY) ដែលស្របតាមម៉ូដែល Langmuir។
ប្រតិកម្មនៃការស្រូបយកនេះកើតឡើងដោយឯកឯង និងជាប្រតិកម្មស្រូបកម្ដៅ (Endothermic reaction) ដែលដំណើរការតាមម៉ូដែលសទិសភាពលំដាប់ទីមួយក្លែងក្លាយមិនលីនេអ៊ែរ (Nonlinear pseudo-first-order model)។

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method)	គុណសម្បត្តិ (Pros)	គុណវិបត្តិ (Cons)	លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Zeolite L (KLTL) Adsorption ការស្រូបយកដោយប្រើសេអូលីត L (វិធីសាស្ត្រស្នើឡើង)	មានស្ថិរភាពកម្ដៅខ្ពស់ មានលក្ខណៈផ្ទៃល្អ និងប្រតិកម្មស្រូបយកកើតឡើងដោយឯកឯង។ សមត្ថភាពស្រូបយក Alizarin red s បានល្អប្រសើរ។	ការសំយោគទាមទារសារធាតុគីមីជាក់លាក់ និងត្រូវប្រើកម្ដៅខ្ពស់ (ម៉ាស៊ីន Autoclave) រយៈពេលយូរ។ សមត្ថភាពស្រូប Alizarin yellow 2G នៅមានកម្រិតទាប។	សមត្ថភាពស្រូបយកអតិបរមា ៩៥.២៤ mg/g (ARS) និង ៤១.៣០ mg/g (ARY)។
Eggshells Adsorbent ការស្រូបយកដោយប្រើសំបកស៊ុត (វិធីសាស្ត្រប្រៀបធៀបពីឯកសារយោង)	ជាវត្ថុធាតុដើមសំណល់ដែលងាយស្រួលរក មានតម្លៃថោកបំផុត និងងាយស្រួលធ្វើទៅជាទម្រង់ដែលអាចប្រើប្រាស់បាន។ មានសមត្ថភាពស្រូបយក ARS ខ្ពស់បំផុត។	អាចត្រូវការដំណើរការដុតកម្ដៅ (Calcination) ដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាព ហើយអាចងាយនឹងរលាយក្នុងលក្ខខណ្ឌទឹកអាស៊ីត។	សមត្ថភាពស្រូបយកអតិបរមា ១៥៦.៥៦ mg/g សម្រាប់ Alizarin red s។
Polypyrrole-coated magnetic nanoparticle ការស្រូបយកដោយប្រើភាគល្អិតណាណូម៉ាញេទិកស្រោបដោយ Polypyrrole	មានសមត្ថភាពស្រូបយកល័ក្ខពណ៌ទាំងពីរប្រភេទ (ARS និង ARY) ក្នុងកម្រិតខ្ពស់ និងអាចបំបែកចេញពីទឹកបានងាយស្រួលដោយប្រើដែកឆក់។	ដំណើរការសំយោគមានភាពស្មុគស្មាញ និងទាមទារចំណាយខ្ពស់លើវត្ថុធាតុដើម។	សមត្ថភាពស្រូបយកអតិបរមា ១១៦.៣ mg/g (ARS) និង ១១៣.៦ mg/g (ARY)។
Biomass-based activated carbon ធ្យូងសកម្មផលិតពីជីវម៉ាស	ជាជម្រើសជួយបរិស្ថានដោយកែច្នៃសំណល់ជីវម៉ាស និងមានសមត្ថភាពស្រូបយកបានល្អ។	ដំណើរការផលិតធ្យូងសកម្មតម្រូវឱ្យប្រើប្រាស់កម្ដៅខ្ពស់ ហើយការសម្អាតដើម្បីប្រើឡើងវិញមានការលំបាក។	សមត្ថភាពស្រូបយកអតិបរមា ៩១.៦៩៥ mg/g សម្រាប់ Alizarin red s។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារឱ្យមានសារធាតុគីមីជាក់លាក់សម្រាប់ការសំយោគ និងឧបករណ៍មន្ទីរពិសោធន៍កម្រិតខ្ពស់សម្រាប់ការផលិត និងការវិភាគកម្រិតស្រូបយក។

Hardware: ម៉ាស៊ីនក្រឡុកអង្រួន (Shaker bath), ម៉ាស៊ីនបង្វិលរ៉ូទ័រល្បឿនលឿន (Centrifuge), ម៉ាស៊ីនវាស់កម្រិតស្រូបពន្លឺកាំរស្មីយូវី (UV-vis spectrophotometer), ម៉ាស៊ីនដុតកម្ដៅ (Hot air oven), ម៉ាស៊ីនសំយោគ (Teflon-lined autoclave) និងម៉ាស៊ីនថតមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង (SEM)។
Materials: សារធាតុគីមីសម្រាប់សំយោគមានដូចជា Aluminum hydroxide, Potassium hydroxide, ទឹក LUDOX HS 40 និងម្សៅល័ក្ខពណ៌ Alizarin Red S និង Alizarin Yellow 2G សុទ្ធ។
Expertise: ទាមទារចំណេះដឹងផ្នែកគីមីវិទ្យាបរិស្ថាន ពិសេសការវិភាគទែម៉ូឌីណាមិច សទិសភាពនៃការស្រូបយក (Adsorption Kinetics) និងការគណនាម៉ូដែលគណិតវិទ្យា Langmuir ព្រមទាំង Freundlich។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងទាំងស្រុងនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌមន្ទីរពិសោធន៍ (Laboratory scale) ដោយប្រើប្រាស់សូលុយស្យុងទឹកដែលលាយល័ក្ខពណ៌គីមីសុទ្ធសាធនៅប្រទេសថៃ។ វាមិនទាន់ត្រូវបានសាកល្បងជាមួយនឹងទឹកសំណល់ចេញពីរោងចក្រពិតប្រាកដ (Real industrial effluent) ដែលអាចមានផ្ទុកសារធាតុសាំញ៉ាំ លោហៈធ្ងន់ និងកម្រិត pH ប្រែប្រួលនោះទេ។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ការយល់ដឹងពីគម្លាតនេះគឺសំខាន់ណាស់ ព្រោះយើងត្រូវតែធ្វើតេស្តបន្ថែមជាមួយទឹកសំណល់រោងចក្រផ្ទាល់ទើបអាចដឹងពីប្រសិទ្ធភាពជាក់ស្តែង។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រក្នុងការប្រើប្រាស់សារធាតុស្រូបយក (Adsorbent) នេះមានសក្តានុពលខ្ពស់ក្នុងការដោះស្រាយបញ្ហាទឹកសំណល់នៅកម្ពុជា ជាពិសេសក្នុងវិស័យឧស្សាហកម្មកាត់ដេរ។

រោងចក្រកាត់ដេរ និងវាយនភណ្ឌ (Phnom Penh & Kandal): ឧស្សាហកម្មកាត់ដេរនៅកម្ពុជាតែងតែបញ្ចេញទឹកសំណល់ដែលមានផ្ទុកល័ក្ខពណ៌គីមី។ ការប្រើប្រាស់ Zeolite L ឬសារធាតុស្រូបយកស្រដៀងគ្នានេះ អាចបញ្ចូលទៅក្នុងប្រព័ន្ធចម្រោះចុងក្រោយ ដើម្បីសម្អាតពណ៌មុននឹងបង្ហូរចូលទៅក្នុងទន្លេ ឬប្រភពទឹកធម្មជាតិ។
សាកលវិទ្យាល័យ និងវិទ្យាស្ថានស្រាវជ្រាវ (ITC, RUPP): ការសិក្សានេះជាឯកសារយោងដ៏ល្អសម្រាប់និស្សិតគីមីវិទ្យា និងវិស្វកម្មបរិស្ថាន ក្នុងការស្រាវជ្រាវបង្កើតសារធាតុស្រូបយក (Adsorbent) ក្នុងស្រុកដែលមានតម្លៃថោកដូចជាសំបកស៊ុត សំបកដូង ឬជីវម៉ាស ដើម្បីប្រៀបធៀបប្រសិទ្ធភាពជាមួយ Zeolite L។
ឧស្សាហកម្មផលិតក្រដាស និងគ្រឿងសម្អាង: ដោយសារល័ក្ខពណ៌ Alizarin ក៏ត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាទូទៅក្នុងវិស័យទាំងនេះ ការអនុវត្តប្រព័ន្ធកម្ចាត់ពណ៌តាមយន្តការ Electrostatic interaction នេះអាចជួយឱ្យរោងចក្រគោរពតាមស្តង់ដារបរិស្ថានរបស់ក្រសួងបរិស្ថានកម្ពុជា។

ជារួម ការប្រើប្រាស់ Zeolite L ផ្តល់នូវដំណោះស្រាយជាមូលដ្ឋានមួយដ៏រឹងមាំសម្រាប់ប្រព័ន្ធចម្រោះទឹកស្អុយ ប៉ុន្តែការអនុវត្តជាក់ស្តែងនៅកម្ពុជាទាមទារការសាកល្បងជាមួយទឹកសំណល់ពិតប្រាកដ និងការវាយតម្លៃលើតម្លៃចំណាយសរុប។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃទ្រឹស្តីស្រូបយក (Adsorption Theory): ស្វែងយល់ពីទ្រឹស្តីសមីការ Langmuir ព្រមទាំង Freundlich Isotherms និង Adsorption Kinetics ដោយប្រើប្រាស់សៀវភៅជំនាញ ឬអត្ថបទស្រាវជ្រាវនានាតាមរយៈ Google Scholar ដើម្បីយល់ពីយន្តការគណនា។
រៀបចំឧបករណ៍ និងសារធាតុគីមីសម្រាប់មន្ទីរពិសោធន៍: ស្វែងរកការផ្គត់ផ្គង់សារធាតុគីមីចាំបាច់ (ឧទាហរណ៍ ម្សៅល័ក្ខពណ៌ Alizarin Red S និង Zeolite ជាដើម) ហើយត្រូវប្រាកដថាមន្ទីរពិសោធន៍មានដំណើរការម៉ាស៊ីន UV-Vis Spectrophotometer និង Shaker Bath។
អនុវត្តការធ្វើតេស្តសាកល្បងខ្នាតតូច (Bench-scale Testing): រៀបចំទឹកសូលុយស្យុងលាយពណ៌ក្នុងកម្រិត ២០ ទៅ ៤០ ppm រួចសាកល្បងដាក់សារធាតុស្រូបយកក្នុងបរិមាណផ្សេងៗគ្នា (០.០១ ដល់ ០.១៥ ក្រាម) ហើយទាញយកទិន្នន័យដើម្បីរកកម្រិតដ៏ប្រសើរបំផុត (Optimum dosage)។
ប្រមូល និងសាកល្បងជាមួយគំរូទឹកសំណល់ពិតប្រាកដ: ចុះទៅយកគំរូទឹកសំណល់ពិតប្រាកដពីរោងចក្រកាត់ដេរ (ឧទាហរណ៍នៅតំបន់វេងស្រេង ឬក្រុងតាខ្មៅ) មកធ្វើតេស្តប្រៀបធៀបប្រសិទ្ធភាពរបស់សារធាតុស្រូបយក ដើម្បីវាយតម្លៃពីផលប៉ះពាល់នៃភាពកខ្វក់ផ្សេងៗ (Impurities)។
វិភាគទិន្នន័យ និងសរសេររបាយការណ៍: ប្រើប្រាស់កម្មវិធីដូចជា OriginPro ឬ Microsoft Excel ដើម្បីគូរក្រាហ្វិកម៉ូដែល និងគណនាទែម៉ូឌីណាមិច រួចសរសេររបាយការណ៍វាយតម្លៃពីលទ្ធភាពពង្រីកទំហំប្រើប្រាស់ (Scale-up feasibility) សម្រាប់ឧស្សាហកម្ម។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស	ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation)	និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Adsorption (ការស្រូបយក)	ដំណើរការដែលម៉ូលេគុលនៃសារធាតុរាវឬឧស្ម័ន (ដូចជាល័ក្ខពណ៌) ទៅតោងជាប់នៅលើផ្ទៃនៃសារធាតុរឹង (ដូចជា Zeolite L) ដោយមិនលាយចូលទៅក្នុងសាច់ខាងក្នុងរបស់វានោះទេ។	ដូចជាការយកអេប៉ុងទៅជូតទឹកដែលកំពប់លើតុ ឬដីធូលីតោងជាប់លើផ្ទៃកញ្ចក់ឡាន។
Zeolite L (សេអូលីត L)	ជាប្រភេទសារធាតុរឹងម្យ៉ាងដែលមានរន្ធតូចៗ (Pores) ច្រើនរាប់មិនអស់នៅលើផ្ទៃរបស់វា ដែលអនុញ្ញាតឱ្យវាអាចចាប់យកម៉ូលេគុលផ្សេងៗបានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពតាមរយៈប្រតិកម្មគីមីនិងរូបវន្ត។	ប្រៀបដូចជាសំបុកឃ្មុំឬសំណាញ់ដ៏ល្អិតដែលមានរន្ធតូចៗសម្រាប់ចាប់យកកម្ទេចកម្ទីឬសារធាតុពុលក្នុងទឹក។
Anionic dye (ល័ក្ខពណ៌អានីយ៉ុង)	ជាប្រភេទសារធាតុពណ៌គីមីដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន (-) នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វា ដែលងាយនឹងទាក់ទាញដោយសារធាតុដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន (+) នៅក្នុងដំណើរការស្រូបយក។	ដូចជាប៉ូលអវិជ្ជមាននៃមេដែក ដែលតែងតែឆក់ទាញរកប៉ូលវិជ្ជមាន។
Adsorption isotherm (អ៊ីសូទែមនៃការស្រូបយក / លំនឹងនៃការស្រូបយក)	ជាម៉ូដែលគណិតវិទ្យា (ដូចជា Langmuir ឬ Freundlich) ដែលប្រើសម្រាប់ពណ៌នាពីទំនាក់ទំនងរវាងបរិមាណសារធាតុដែលត្រូវបានស្រូបយក និងបរិមាណសារធាតុដែលនៅសល់ក្នុងសូលុយស្យុង នៅពេលដែលវាឈានដល់ចំណុចលំនឹងក្នុងសីតុណ្ហភាពថេរ។	ដូចជាការគណនាថាតើកៅអីក្នុងរោងកុន (សារធាតុស្រូប) ត្រូវគេអង្គុយអស់កម្រិតណា នៅពេលដែលមានមនុស្ស (ល័ក្ខពណ៌) ចូលពេញបរិបូរណ៍។
Adsorption kinetics (សទិសភាពនៃការស្រូបយក)	ការសិក្សាពីល្បឿន ឬអត្រានៃការស្រូបយកសារធាតុ ថាតើវាប្រើរយៈពេលប៉ុន្មានទើបដំណើរការស្រូបយកនោះឈានដល់ចំណុចឆ្អែត ឬចំណុចលំនឹងអតិបរមា។	ដូចជាការវាស់ស្ទង់ថាតើត្រូវប្រើពេលប៉ុន្មាននាទីទើបថ្មទូរស័ព្ទសាកពេញ១០០%។
Endothermic reaction (ប្រតិកម្មស្រូបកម្ដៅ)	ជាប្រភេទប្រតិកម្មគីមីឬរូបវន្តដែលទាមទារការស្រូបយកកម្ដៅពីបរិយាកាសជុំវិញ ដើម្បីឱ្យដំណើរការនោះអាចប្រព្រឹត្តទៅបានល្អប្រសើរ ឬមានន័យថាកាលណាសីតុណ្ហភាពកាន់តែក្ដៅ ការស្រូបយកកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព។	ដូចជាការដាំទឹកកកឲ្យរលាយ ដែលវាត្រូវការស្រូបកម្ដៅពីខាងក្រៅទើបអាចរលាយក្លាយជាទឹកបាន។
Scanning electron microscopy (SEM) (ម៉ាស៊ីនមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង)	ជាឧបករណ៍ប្រើប្រាស់បាច់អេឡិចត្រុងដើម្បីថតនិងពង្រីករូបភាពផ្ទៃខាងក្រៅនៃវត្ថុធាតុណាមួយក្នុងកម្រិតពង្រីករាប់ម៉ឺនដង ដែលអាចឱ្យគេមើលឃើញពីរូបរាង និងរន្ធតូចៗនៃវត្ថុនោះបានយ៉ាងច្បាស់។	ដូចជាការពាក់វ៉ែនតាពង្រីកដ៏មានឥទ្ធិពលបំផុតមួយ ដែលអាចមើលឃើញដល់ក្រឡាឬរន្ធតូចៗបំផុតនៅលើសំបកស៊ុត ដែលភ្នែកទទេមើលមិនឃើញទាល់តែសោះ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖