การพัฒนาฟองน้ำคอมโพสิตไคโตซาน/เซลลูโลสสำหรับการดูดซับสีย้อมในน้ำเสียโดยใช้สารเจนิพินเป็นสารเชื่อมขวาง

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้เพื่อต้องการสังเคราะห์วัสดุรูพรุนเชิงประกอบในรูปแบบฟองน้ำที่มีพื้นฐานโครงสร้างทางชีวภาพเพื่อการกำจัดมลพิษทางน้ำ ซึ่งวัสดุรูพรุนที่สังเคราะห์ขึ้นมีรูพรุนมากกว่า 80% โดยในงานวิจัยนี้ถือเป็นงานวิจัยครั้งแรกเกี่ยวกับกระบวนการเตรียมฟองน้ำที่มีรูพรุนขนาดใหญ่ โดยใช้วิธีการฟรีซด-รายของสารละลายไคโตซานและเซลลูโลสที่สกัดจากผักตบชวา โดยมีสารเจนิพินเป็นตัวช่วยให้เกิดการเชื่อมขวาง ผลลัพธ์จากการวิจัยพบว่า สารเจนิพินได้เสริมความต้านทานต่อการบีบอัดของฟองน้ำ พร้อมทั้งปรับปรุงเสถียรภาพของละลายในน้ำและความคงทนทางความร้อน อีกทั้งฟองน้ำที่มีส่วนผสมของไคโตซานและเซลลูโลสยังช่วยในการกำจัดสีรีแอคทีฟออเร้น (RO16 หรือสีย้อมเอโซที่ทำปฏิกิริยาในน้ำจากอุตสาหกรรมสิ่งทอ) ในน้ำ ด้วยความสามารถในการดูดซับตั้งแต่ 37.86 มก./กรัม ถึง 95.77 มก./กรัม ที่ pH 7 หลังจาก 24 ชั่วโมง การกำจัดสีย้อมได้เกือบสมบูรณ์ด้วยความเข้มข้นของสีย้อมเริ่มต้นที่ 20 มก./ลิตร ต่อปริมาณของตัวดูดซับ 2.5 กรัม/ลิตร ผลการศึกษาความเข้มข้นเริ่มต้นของสีรีแอคทีฟออเร้นสอดคล้องกับไอโซเทอมการดูดซับแบบฟรุนดลิช (Freundlich adsorption isotherm) และจลนพลศาสตร์ของการดูดซับสอดคล้องกับแบบจำลองสมการปฏิกิริยาอันดับสองเทียม (pseudo-second-order) ฟองน้ำที่มีส่วนผสมของไคโตซานและเซลลูโลสสามารถนำมาใช้ซ้ำได้สูงสุดถึงสี่รอบ งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของฟองน้ำที่เตรียมไว้ในสำหรับเป็นตัวดูดซับทางชีวภาพในการบำบัดน้ำเสียที่ปนเปื้อนด้วยสีย้อม

本研究旨在合成基于生物结构的复合多孔水凝胶（hydrogel）材料，以用于水体污染治理。所合成的多孔材料孔隙率超过80%，且本研究是首次针对大孔水凝胶制备工艺开展的相关研究。该工艺采用冷冻干燥法（freeze-drying method）处理从秋葵（okra）中提取的壳聚糖（chitosan）与纤维素（cellulose）混合溶液，并以京尼平（genipin）作为交联剂。研究结果表明，京尼平可增强水凝胶的抗压性能，同时提升其水分散稳定性与热稳定性。此外，壳聚糖-纤维素复合水凝胶对水体中的活性橙染料RO16（Reactive Orange 16，一种来自纺织工业的水溶性偶氮染料（azo dye））具有吸附去除能力，在pH值为7的条件下，24小时后的吸附容量范围为37.86 mg/g至95.77 mg/g。当初始染料浓度为20 mg/L、吸附剂投加量为2.5 g/L时，染料去除率接近100%。活性橙染料的初始浓度研究结果符合弗伦德里希吸附等温线（Freundlich adsorption isotherm）模型，而吸附动力学则符合准二级动力学模型（pseudo-second-order model）。该壳聚糖-纤维素复合水凝胶最多可重复使用四次。本研究表明，所制备的水凝胶作为生物吸附剂（bio-adsorbent）在处理染料污染废水中具有潜在应用价值。