การดูดซับสีย้อมรีแอกทีฟบลู 19 ด้วยถ่านจากผักตบชวา

Main Article Content

วาทินี จันมี
หทัยรัตน์ สุขเพรียบพร้อม
ทิพย์วรรณ หงกะเชิญ
เกศริน มีมล

Abstract

Adsorption of Reactive Blue 19 Dye on Charcoal Prepared from Water Hyacinth
 
Watinee Chanmee, Hatairat Sukpreabprom, Tippavan Hongkachern and Kedsarin Meemon
 
รับบทความ: 18 พฤษภาคม 2568; แก้ไขบทความ: 17 กันยายน 2568; ยอมรับตีพิมพ์: 25 กันยายน 2568; Abstract online: 27 กันยายน 2568 
 
บทคัดย่อ
การดูดซับเป็นวิธีที่นิยมใช้ในการบำบัดน้ำเสียที่ปนเปื้อนสีย้อมจากอุตสาหกรรมสิ่งทอ เนื่อง-จากทำได้ง่ายและมีประสิทธิภาพ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความสามารถในการดูดซับสีย้อมรีแอคทีฟบลู 19 ด้วยถ่านที่เตรียมจากผักตบชวา โดยศึกษาภาวะที่เหมาะสมในการดูดซับ ได้แก่ ปริมาณของตัวดูดซับ เวลาในการดูดซับ และค่าความเป็นกรด–เบส (pH) ของสีย้อม ทำการทดลองแบบแบตช์และวัดค่าการดูดกลืนแสงของสีย้อมด้วยเทคนิค UV-Vis spectrophotometry จากผลการศึกษาพบว่า ปริมาณตัวดูดซับที่เหมาะสมคือ 0.25 กรัม เวลาในการดูดซับที่เหมาะสมคือ 120 นาที ค่าความเป็นกรด–เบสของสีย้อมที่ดูดซับได้ดีที่สุดเท่ากับ 10 นอกจากนี้ยังศึกษาไอโซเทอมของการดูดซับพบว่าไอโซเทอมของการดูดซับสีย้อมนี้สอดคล้องกับไอโซเทอมแบบแลงเมียร์ โดยมีค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ (R2) เท่ากับ 0.9921 แสดงว่าเป็นการดูดซับชั้นเดียวบนพื้นผิวที่เป็นเนื้อเดียวกัน จากการศึกษาจลนศาสตร์การดูดซับพบว่าสอดคล้องกับแบบจำลองสมการปฏิกิริยาอันดับสองเทียม (pseudo–second order) โดยมีค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ (R2) เท่ากับ 0.9990 แสดงให้เห็นว่าเป็นการดูดซับทางเคมี และถ่านจากผักตบชวามีความสามารถในการกำจัดสีย้อมรีแอกทีฟบลู 19 ซึ่งมีความเป็นไปได้ที่จะประยุกต์ใช้วัสดุนี้ในการกำจัดสีย้อมในน้ำทิ้งจากโรงงานฟอกย้อมสี จะช่วยลดปัญหามลภาวะทางสิ่งแวดล้อม และยังเป็นการนำวัสดุเหลือใช้ประจำท้องถิ่นมาใช้ประโยชน์อย่างคุ้มค่าด้วย
คำสำคัญ:  การดูดซับ  สีย้อมรีแอคทีฟบลู 19  ถ่าน  ผักตบชวา
 
Abstract
Adsorption is a widely employed method for the treatment of dye–contaminated waste-water from textile industries due to its operational simplicity and high efficiency. This study aimed to evaluate the adsorption performance of charcoal prepared from water hyacinth for the removal of reactive blue 19 dye. Batch adsorption experiments were conducted to determine the optimal conditions, including adsorbent dosage, contact time, and pH. Dye concentrations were measured using UV-Vis spectrophotometry. The results showed that the optimal adsorbent dosage was 0.25 g, the optimal contact time was 120 min, and the most favorable pH for dye removal was 10. Adsorption isotherm analysis indicated that the experimental data were best fitted by the Langmuir isotherm model, with a correlation coefficient (R2) of 0.9921, suggesting monolayer adsorption on a homogeneous surface. The adsorption kinetics were well described by the pseudo–second order model, with R2 value of 0.9990, indicating that chemisorption was the dominant mechanism. The findings confirm that water hyacinth–derived charcoal is a promising and low–cost adsorbent for the effective removal of reactive blue 19 dye from aqueous solutions. Its application in treating dye–laden effluents from textile industries could provide a sustainable and eco–friendly approach to wastewater management while adding value to local biomass waste.
Keywords: Adsorption, Reactive blue 19 dye, Charcoal, Water hyacinth

Downloads

Download data is not yet available.

Article Details

How to Cite
Chanmee, W., Sukpreabprom, H., Hongkachern, T., & Meemon, K. (2025). การดูดซับสีย้อมรีแอกทีฟบลู 19 ด้วยถ่านจากผักตบชวา. วารสารหน่วยวิจัยวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสิ่งแวดล้อมเพื่อการเรียนรู้ (Journal of Research Unit on Science, Technology and Environment for Learning), 16(2), Abstract. Retrieved from https://ejournals.swu.ac.th/index.php/JSTEL/article/view/16956
Section
บทความวิจัย (Research Article)

References

Abassi, M., and Razzaghi–Asl, N. (2009). Removal of hazardous reactive blue 19 dye from aqueous solutions by agricultural waste. Journal of Iranian Chemical Research 2: 221–230.

Ahmad, M., Rajapaksha, A. U., Lim, J. E., Zhang, M., Bolan, N., Mohan, D., Vitha-nage, M., Lee, S. S., and Ok, Y. S. (2014). Biochar as a sorbent for contaminant management in soil and water: A review. Chemosphere 99: 19–33.

Amaku, J. F., and Taziwa, R. (2024). Removal of reactive blue 19 from simulated wastewater using Solanum melongena stalk/MWCNTs: Thermodynamics, kinetic, equilibrium and regeneration potentials. Chemical Papers 78: 1251–1263.

Amalina, F., Abd Razak, A. S., Krishnan, S., Zularisam, A. W., and Nasrullah, M. (2022). The effects of chemical modification on adsorbent performance on water and wastewater treatment – A review. Bioresource Technology Reports 20: 101259.

Aragaw, T. A. (2021). Biomass–based adsorbents for dye removal from wastewater: A promising alternative. Frontiers in Environmental Science 9: 764958.

Assawasaengrat, P., and Clowutimon, W. (2010). Adsorption of dyes by natural adsor-bents. Ladkrabang Engineering Journal 27(4): 61–66. (in Thai)

Bazarin, G., Módenes, A. N., Espinoza–Quiñones, F. R., Borba, C. E., Trigueros, D. E. G., and Dall’Oglio, I. C. (2024). High removal performance of reactive blue 5G dye from industrial dyeing wastewater using biochar in a fixed–bed adsorption system: Approaches and insights based on modeling, isotherms, and thermodynamics study. Journal of Environmental Chemical Engineering 12(1): 111761.

Chavan, R. B. (2011). Environmentally friendly dyes. In M. Clark (Ed.), Handbook of Textile and Industrial Dyeing (Vol. 1, pp. 515–561). Cambridge: Woodhead.

Chen, Y., Guo, Y., Wang, X., Tan, W., and Yang, J. (2018). Adsorption of reactive red 195 from aqueous solution by pomelo peel–based biochar: Influence of preparation conditions and adsorption mechanism. Water Science and Technology 78(10): 2115–2126.

Dehvari, M., Ghaneian, M. T., Ebrahimi, A., Jamshidi, B., and Mootab, M. (2016). Removal of reactive blue 19 dyes from textile wastewater by pomegranate seed powder: Isotherm and kinetic studies. International Journal of Environmental Health Engineering 5(1): 5.

Divya, M. P., Paul, T., and George, S. (2022). Influence of initial pH value on the ad-sorption of reactive black 5 dye on pow-dered activated carbon: Kinetics, mecha-nisms, and thermodynamics. Molecules 27(4): 1349.

Felista, M. M., Wanyonyi, W. C., and Ongera, G. (2020). Adsorption of anionic dye (Reactive Black 5) using macadamia seed husks: Kinetics and equilibrium studies. Scientific African 7: e00283.

Foo, K. Y., and Hameed, B. H. (2010). Insights into the modeling of adsorption isotherm systems. Chemical Engineering Journal 156(1): 2–10.

Gholizade, A., Asadollahfardi, G., and Rezaei, R. (2023). Reactive blue 19 dye removal by UV–LED/chlorine advanced oxidation process. Environmental Science and Pollution Research 30(1): 1719.

Ibrahim, H. S., Ammar, N. S., Soylak, M., and Ibrahim, M. (2012). Removal of Cd(II) and Pb(II) from aqueous solution using dried water hyacinth as a biosorbent. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 96: 413–420.

Kadhom, M., Albayati, N., Alalwan, H., and Al–furaiji, M. (2020). Removal of dyes by agricultural waste. Sustainable Chemistry and Pharmacy 16: 100259.

Kalikeri, S., Kamath, N., Gadgil, D. J., Kodial-bail, V. S. (2017). Visible light induced photocatalytic degradation of reactive blue–19 over highly efficient polyaniline–TiO2 nanocomposite: A comparative study with solar and UV photo catalysis. Environmental Science and Pollution Research 25: 3731–3744.

Kapoor, R. T., Rafatullah, M., Siddiqui, M. R., Khan, M. A., and Sillanpää, M. (2022). Removal of reactive black 5 dye by banana peel biochar and evaluation of its phytotoxicity on tomato. Sustainability 14(7): 4176.

Keiluweit, M., Nico, P. S., Johnson, M. G., and Kleber, M. (2010). Dynamic molecular structure of plant biomass–derived black carbon (biochar). Environmental Science & Technology 44(4): 1247–1253.

Kowalkowska, A., and Jozwiak, T. (2019). Uti-lization of pumpkin (Cucurbita pepo) seed husks as a low–cost sorbent for removing anionic and cationic dyes from aqueous solutions. Desalination and Water Treat-ment 171: 397–407.

Liu, Y., Xie, Y., Ding, S., Zhou, W., and Wang, Y. (2021). Adsorption of reactive dyes from aqueous solution by biochar: Role of surface functional groups and pore structure. Bioresource Technology 320: 124276.

Low, K. S., Lee, C. K., and Tan, K. K. (1995). Biosorption of basic dyes by water hyacinth roots. Bioresource Technology 52(1): 79–83.

Mishra, V. K., and Tripathi, B. D. (2008). Concurrent removal and accumulation of heavy metals by the three aquatic macrophytes. Bioresource Technology 99(15): 7091–7097.

Módenes, A. N., Ross, A. A., Souza, B. V., Dotto, J., Geraldi, C. Q., Espinoza–Quiñones, F. R., and Kroumov, A. D. (2013). Biosorption of BF-4B reactive red dye by using leaves of macrophytes Eichhornia crassipes. International Journal of Bioautomation 17(1): 33–44.

Nath, A., Chakraborty, S., and Bhattacharjee, C. (2014). Bioadsorption of industrial dyes from aqueous solution onto water hyacinth (Eichhornia crassipes): Equilibrium, kinetic, and sorption mechanism study. Desalination and Water Treatment 52(7–9): 1484–1494.

Priya, E., and Senthamil Selvan, P. (2017). Water hyacinth (Eichhornia crassipes): An efficient and economic adsorbent for textile effluent treatment: A review. Arabian Journal of Chemistry 10(Supple-ment 1): S3548–S3558.

Rahdar, S., Shikhe, L., and Ahmadi, S. (2018). Removal of reactive blue 19 dye using a combined sonochemical and modified pistachio shell adsorption processes from aqueous solutions. Iranian Journal of Health Sciences 6: 8–20.

Rajabi, M., Mahanpoor, K., and Moradi, O. (2019). Removal of dye molecules from aqueous media using lignite–based activated carbon modified with sodium hydroxide: Equilibrium, kinetic, and thermodynamic studies. Journal of Molecular Liquids 276: 425–436.

Reddy, Y., Rotte, N. K., Sudhakar, B. K., Chand, N., Naik, R. J., Mandal, S., and Chan-dra, M. R. (2024). Biomass–derived sustainable mesoporous activated carbon as an efficient and recyclable adsorbent for the adsorption of hazardous dyes. Hybrid Advances 6: 100218.

Sangsuk, S., Napanya, P., Tasen, S., Baiya. P., Buathong, C., Keeratisoontornwat, K., and Suebsiri, S. (2023). Production of non–activated biochar from Bidens pilosa with a surface area of 5.21 m²/g. Heliyon 9(8): e15766.

Saratale, R. G., Saratale, G. D., Chang, J. S., and Govindwar, S. P. (2011). Bacterial decolorization and degradation of azo dyes: A review. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers 42(1): 138–157.

Śmigiel-Kamińska, D., Wąs-Gubała, J., Stepnowski, P., and Kumirska, J. (2020). The identification of cotton fibers dyed with reactive dyes for forensic purposes. Molecules 25(22): 5435.

Somboon, W., and Bhavakul, V. (2012). Chemical modification of water hyacinth for the removal of dyestuffs. TOJSAT: The Online Journal of Science and Technology 2(1): 1–5.

Srivatsav, P., Bhargav, B. S., Shanmugasundaram, V., Arun, J., Gopinath, K. P., and Bhatnagar, A. (2020). Biochar as an eco–friendly and economical adsorbent for the removal of colorants (dyes) from aqueous environment: A review. Water 12(12): 3561.

Subashini, L. M., and Saritha, B. (2023, December). Treatability study on textile wastewater using water hyacinth bioadsorbent. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 1280(1): 012053.

Sundararaman, T. R., Sivalingam, S., Mabel, M. M., and Gobinath, T. (2023). Biosorption of toxic reactive blue textile dye from effluent water using immobilized biomass based adsorbent. Environment and Natural Resources Journal 22(1): 1–12.

Tan, X., Liu, Y., Zeng, G., Wang, X., Hu, X., Gu, Y., and Yang, Z. (2015). Application of biochar for the removal of pollutants from aqueous solutions. Chemosphere 125: 70–85.

Thailand Textile Institute. (2024). The Situation of the Thai Textile and Garment Industry in December 2024 and the Annual Summary for 2024. Retrieved from https://www.thaitextile.org/th/insign/ detail.4427.1.0.html, May 5, 2025. (in Thai)

Tofighy, M. A., and Mohammadi, T. (2011). Adsorption of reactive dye on carbon nanotube–magnetite nanocomposite. Chemical Engineering Journal 192: 156–161.

Uddin, M. N., Rukanuzzaman, M., Khan, M. M. R., and Islam, M. A. (2013). Adsorptive removal of methylene blue from aqueous solutions by means of HCl treated water hyacinth: Isotherms and performance studies. Journal of Pure and Applied & Industrial Research 2(3): 63–84.

Wei, Y., Yan, Y., Pan, S., Zhao, S., Wang, X., and Xie, X. (2022). Insights into the pH–dependent adsorption behavior of ionic dyes on phosphoric acid–activated biochar: Electrostatic and non–electrostatic inter-actions. Journal of Hazardous Materials 429: 128351.

Wong, S., Ghafar, N. A., Ngadi, N., Razmi, F. A., Inuwa, I. M., Mat, R., and Amin, N. A. S. (2020). Effective removal of anionic textile dyes using adsorbent synthesized from coffee waste. Scientific Reports 10: 2928.

Yadav, M., Singh, N., Annu, Khan, S. A., Raorane, C. J., and Shin, D. K. (2024). Recent Advances in utilizing lignocellulosic biomass materials as adsorbents for textile dye removal: A comprehensive review. Polymers 16(17): 2417.