แม่เหล็กอัจฉริยะดูดซับโลหะหนักในแหล่งน้ำเสีย

          ชื่อผลงาน การสังเคราะห์คุณสมบัติทางแม่เหล็กด้วยนาโนแมกนีไทต์ บนไฮโดรชาล์จากทางปาล์มเพื่อดูดซับโลหะหนักในน้ำเสีย
          คณะผู้จัดทำ โรงเรียนวิทยาศาสตร์ จุฬาภรณราชวิทยาลัย นครศรีธรรมราช
          แนวคิดที่มา การทำวิจัยมีวัตถุประสงค์เพื่อสังเคราะห์ไฮโดรชาล์ที่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กจากทางปาล์มสำหรับการดูดซับโลหะหนักในน้ำ ดังนั้นงานวิจัยในครั้งนี้ จึงได้ทำการสังเคราะห์ไฮโดรชาล์จากทางปาล์ม ด้วยวิธีการ Hydrothermal carbonization (HTC) ซึ่งเป็นวิธีที่ใช้อุณหภูมิต่าเพียง นครศรีธรรมราช8โรงเรียนวิทยาศาสตร์-ราชวิทยาลัยโรงเรียนวิทยาศาสตร์โรงเรียนวิทยาศาสตร์ องศาเซลเซียส และใช้น้ำกลั่นเป็นตัวกระตุ้น จึงทำให้กระบวนการผลิตไฮโดรชาล์เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และเนื่องจากมีการเพิ่มคุณสมบัติการดูดติดกับแม่เหล็กด้วยนาโนแมกนีไทต์จากสนิมให้กับไฮโดรชาล์ จึงสามารถนำออกจากระบบได้ด้วยหลักการแม่เหล็กไฟฟ้า 
          ดังนั้น จากการศึกษาและสังเคราะห์ไฮโดรชาล์พบว่าไฮโดรชาล์ที่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กจะมีค่า pH point of zero charge ลดลงเฉลี่ย 5.67 โดยไฮโดรชาล์มีค่า pH = 8.9 และ ไฮโดรชาล์, ไฮโดรชาล์ที่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็ก นครศรีธรรมราช:นครศรีธรรมราช , นครศรีธรรมราช:นครศรีธรรมราช.5, นครศรีธรรมราช:ราชวิทยาลัย มีค่า pH เท่ากับ 8.3, 8.4 และ 8.3 ตามลำดับ ค่าการดูดซับไอดอดีน (Iodine number) ไฮโดรชาล์ที่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็ก นครศรีธรรมราช:นครศรีธรรมราช , นครศรีธรรมราช:นครศรีธรรมราช.5 , นครศรีธรรมราช:ราชวิทยาลัย ได้ผลดังนี้ 785.โรงเรียนวิทยาศาสตร์3 mg/g ,79ราชวิทยาลัย.85 mg/g ,8โรงเรียนวิทยาศาสตร์นครศรีธรรมราช.ราชวิทยาลัย4 mg/g และ797.97 mg/g ตามลำดับ และค่าการดูดซับเมทิลีน (methylene blue number) ไฮโดรชาล์ที่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็ก นครศรีธรรมราช:นครศรีธรรมราช , นครศรีธรรมราช:นครศรีธรรมราช.5 , นครศรีธรรมราช:ราชวิทยาลัย ได้ผลดังนี้ 68.3ราชวิทยาลัย mg/g ,69.53 mg/g ,69.74 mg/g และ7โรงเรียนวิทยาศาสตร์.นครศรีธรรมราชราชวิทยาลัย mg/g ตามลาดับ ซึ่งค่าทางสถิติเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โรงเรียนวิทยาศาสตร์.โรงเรียนวิทยาศาสตร์5 การศึกษาความสามารถในการดูดซับไอออนโลหะหนักของ Magnetic hydrochar โดยแบ่งความเข้มข้นตั้งต้นของไอออนโลหะ นครศรีธรรมราช,โรงเรียนวิทยาศาสตร์โรงเรียนวิทยาศาสตร์โรงเรียนวิทยาศาสตร์ ppm ปริมาตร ราชวิทยาลัยโรงเรียนวิทยาศาสตร์โรงเรียนวิทยาศาสตร์ ml. ใช้ปริมาณตัวดูดซับ นครศรีธรรมราช g ทดลองในสภาวะควบคุมอุณหภูมิคงที่ที่ ราชวิทยาลัย5 &#นครศรีธรรมราช76;C และ pH 5 พบว่า Nickel ( Niราชวิทยาลัย+ ) เป็นโลหะที่ดูดซับได้ดีที่สุดและ Copper ( Cuราชวิทยาลัย+ ) เป็นโลหะที่ดูดซับได้น้อยที่สุด อยู่ที่ 96.76&#นครศรีธรรมราช77;โรงเรียนวิทยาศาสตร์.9% และ 68.ราชวิทยาลัย4&#นครศรีธรรมราช77;โรงเรียนวิทยาศาสตร์.7% ตามลำดับ การศึกษาค่า pH ที่มีผลต่อการดูดซับไอออนโลหะได้ดีที่ pH 5 การศึกษาระยะเวลาสัมผัสผิวระหว่างไอออนโลหะและ Magnetic hydrochar เริ่มมีเปอร์เซ็นต์การดูดซับคงที่ที่ 6โรงเรียนวิทยาศาสตร์ นาทีและการศึกษาการดูดซับไอออนโลหะผสมโดยผสมในอัตราส่วนความเข้มข้น นครศรีธรรมราช : นครศรีธรรมราช : นครศรีธรรมราช : นครศรีธรรมราช : นครศรีธรรมราช : นครศรีธรรมราช ปริมาตรสารละลาย ราชวิทยาลัยโรงเรียนวิทยาศาสตร์โรงเรียนวิทยาศาสตร์ มิลลิลิตร พบว่าเปอร์เซ็นต์การดูดซับไอออน โลหะหนักเริ่มเข้าสู่สมดุลในช่วงนาทีที่ 6โรงเรียนวิทยาศาสตร์ และ Nickel (Niราชวิทยาลัย+) มีเปอร์เซ็นต์การดูดซับสูงสุดที่ 77.64% และ Copper (Cuราชวิทยาลัย+) มีเปอร์เซ็นต์การดูดซับต่าสุดที่ นครศรีธรรมราช8.โรงเรียนวิทยาศาสตร์5% การดูดซับไอออนโลหะหนักของไฮโดรชาล์เป็นไปตามสมการแบบจาลองไอโซเทอมของแลงเมียร์ (Langmuir) ซึ่งสามารถกล่าวได้ว่าการดูดซับบนพื้นผิวคาร์บอนสามารถเกิดได้มากที่สุดมีความหนาเพียงชั้นเดียว แต่ละตำแหน่งจะสามารถ จับสารที่ถูกดูดซับได้เพียงตัวเดียวเท่านั้น ซึ่งเป็นการดูดซับ แบบชั้นเดียว (Monolayer type adsorption) และการดูดซับไอออนโลหะหนักของไฮโดรชาล์เป็นแบบ Pseudo Second Order หรืออันดับสองเทียม
          รางวัลที่ได้รับ รางวัลถ้วยพระราชทาน ระดับมัธยมศึกษา หมวดนวัตกรรมเชิงสาธารณสุขและสิ่งแวดล้อม