การใช้เตาเผาไฟฟ้าแบบขดลวดความต้านทานสำหรับการสังเคราะห์อะลูมิเนียม พิลลาร์มอนต์โมริลโลไนต์ (APPLICATION OF AN ELECTRIC RESISTANCE FURNACE FOR SYNTHESIS OF Al-PILLARED MONTMORILLONITE)

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ออกแบบและสร้างเตาเผาไฟฟ้าที่มีราคาถูก โดยใช้ขดลวดความต้านทานให้อุณหภูมิสูงสุด 1,200 องศาเซลเซียส ตัวเครื่องประกอบด้วย อิฐทนไฟ ใยเซรามิก แท่งเซรามิก ขดลวดความต้านทาน และแผ่นซิลิกาบอร์ดติดตั้งตัววัดอุณหภูมิ สามารถนำไปใช้ในกระบวนการเผาอะลูมิเนียมพิลลาร์มอนต์โมริลโลไนต์ (Al-Mt1 และ Al-Mt2) ที่อุณหภูมิสูงได้ ยืนยันเอกลักษณ์ของผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการเผาด้วยเทคนิคต่าง ๆ ได้แก่ เทคนิคฟูเรียร์ทรานฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี ผลการทดลองยืนยันการเกิดพิลลาร์ เนื่องจากหมู่ OH และหมู่ Si-O-Si มีความเข้มลดลง ศึกษาพื้นที่ผิวจำเพาะด้วยเทคนิคบรูนัวร์ เอ็มเมทท์ และเทลเลอร์ พบว่า Al-Mt1 มีค่าพื้นที่ผิวจำเพาะ (217.3625 ตารางเมตรต่อกรัม) มากกว่า Al-Mt2 (203.2639 ตารางเมตรต่อกรัม) ไอโซเทอมการดูดซับไนโตรเจนมีลักษณะเป็น Type IV ตามระบบ IUPAC นอกจากนั้นได้แทรกโมเลกุลอัลคิลเอมีนคลอโรแอนทราควิโนน (L) เข้าไปในโครงสร้างอะลูมิเนียมพิลลาร์มอนต์โมริลโลไนต์ ได้เป็น AlMt1-L และ AlMt2-L วัสดุที่เตรียมได้นี้นำไปใช้เป็นตัวดูดซับสำหรับกำจัดไอออนทองแดง (Cu2+) ยืนยันด้วยเทคนิคยูวี-วิสิเบิลสเปกโทรสโกปี พบว่าประสิทธิภาพการกำจัด Cu2+ โดยใช้ AlMt1-L มีค่าสูงกว่า AlMt2-L ประมาณร้อยละ 10 และปริมาณการดูดซับ Cu2+ ที่เวลาใด ๆ (qt) ของ AlMt1-L มีค่าสูงกว่า AlMt2-L ประมาณ 4 เท่าคำสำคัญ: การดูดซับ  เตาไฟฟ้าแบบขดลวดความต้านทาน  อะลูมิเนียมพิลลาร์มอนต์โมริลโลไนต์  อัลคิลเอมีนคลอโรแอนทราควิโนน  ไอออนทองแดง In this research, a low-cost electric furnace was designed and fabricated by using resistant coils that provided the maximum heating temperature up to 1,200°C. The furnace was made of refractory bricks, ceramic fibers, ceramic rods, resistant coils, and silica boards, a thermocouple was installed inside. The furnace can be used for calcination of aluminum pillared montmorillonite (Al-Mt1 and Al-Mt2). The prepared montmorillonites were characterized by various techniques such as Fourier transform infrared spectroscopy. The results confirmed the presence of pillars because of the decrease in the intensity of OHand Si-O-Si groups. The data from Brunauer Emmett-Teller displayed the specific surface area of Al-Mt1 (217.3625 m2/g) was greater than that of Al-Mt2 (203.2639 m2/g). The N2 adsorption isotherms exhibited Type IV behaviors according to the IUPAC classification. Moreover, alkylamine chloroanthraquinone molecules (L) were added to the Al-Mt1 and Al-Mt2 structures to form AlMt1-L and AlMt2-L, respectively. The prepared materials were used as adsorbent for removal of copper ion (Cu2+) and were characterized by UV-visible spectroscopy. The Cu2+ removal efficiency using AlMt1-L was around 10% higher than that of AlMt2-L. In addition, the quantity of Cu2+ adsorbed (qt) by AlMt1-L was about four times higher than that of AlMt2-L.Keywords: Adsorption, Electric resistance furnace, Al-pillared montmorillonite, Alkylamine chloroanthraquinone, Copper ion