การศึกษาการใช้วัสดุรูพรุนในการลดก๊าซแอมโมเนียที่เกิดขึ้นในการผลิตวัสดุจีโอพอลิเมอร์จากกากตะกรันอะลูมิเนียม

ในงานวิจัยนี้ได้ทำการผลิตวัสดุจีโอพอลิเมอร์จากกากตะกรันอะลูมิเนียม (Aluminium dross residue, AD) ในปริมาณ 0 ถึง 100 เปอร์เซ็นโดยน้ำหนัก ซึ่งเป็นของเสียจากโรงงานรีไซเคิลอะลูมิเนียม ในส่วนนี้มักพบปัญหาการลักลอบทิ้งและมีค่าใช้จ่ายในการกำจัดสูง ในงานวิจัยนี้จึงได้นำกากตะกรันอะลูมิเนียมมาเป็นวัตถุดิบหลัก และเถ้าลอยของเสียจากการผลิตโรงงานผลิตไฟฟ้าแม่เมาะ จังหวัดลำปาง โดยในกระบวนการผลิตได้ใช้สารละลายอัลคาไลน์เพื่อกระตุ้นการเกิดปฏิกิริยาจีโอพอ-ลิเมอไรเซชัน ซึ่งเป็นสารละลายผสมระหว่างโซเดียมไฮดรอกไซด์ (Sodium hydroxide, NaOH) ความเข้มข้น 7 โมลาร์ และโซเดียมซิลิเกต (Sodium silicate,Na2SiO3) ในอัตราส่วน 1:3 เมื่อกากตะกรันอะลูมิเนียมสัมผัสกับความชื้นหรือน้ำ ทำให้เกิดกลิ่นเหม็นฉุนรุนแรงของก๊าซแอมโมเนีย ในงานวิจัยนี้เลือกวัสดุรูพรุน 6 ชนิด ได้แก่ เพอร์ไลท์ (Pearlite:PE), เถ้าชานอ้อย (Bagasse ash:BA), ดินเบา (Diatomite:DI), สเมกไทด์ (Smectite:SM) และซีโอไลท์ (Zeolite:ZE) เพื่อลดการเกิดก๊าซแอมโมเนียและดับกลิ่นไม่พึงประสงค์ที่เป็นอันตรายต่อร่างกายในระหว่างการเกิดปฏิกิริยา โดยใช้อัตราส่วนระหว่างของสารละลายอัลคาไลน์ (ของเหลว) กับส่วนของกากตะกรันอะลูมิเนียมและวัสดุรูพรุน (ของแข็ง) เท่ากับ 0.5 พบว่าการเติม AD ลงไปในชิ้นงานทำให้เกิดก๊าซแอมโมเนีย ซึ่งส่งผลให้เกิดเป็นรูพรุนจำนวนมากในชิ้นงาน ทำให้ชิ้นงานจีโอพอลิเมอร์มีกำลังรับแรงอัดต่ำ เปอร์เซ็นต์การดูดซึมน้ำสูง ความหนาแน่นต่ำ และการนำความร้อนต่ำ ผลการทดสอบชิ้นงานจีโอพอลิเมอร์จากกากตะกรันอะลูมิเนียมที่มีการเติมเถ้าลอย เถ้าชานอ้อย เพอร์ไลท์ และซีโอไลท์ ให้ผลการทดสอบที่ดีสามารถดูดซับก๊าซแอมโมเนียได้ดี ผลการทดสอบสมบัติเชิงกลค่าความหนาแน่นสูง ค่ากำลังรับแรงอัดสูง และค่าเปอร์เซ็นต์การดูดซึมน้ำต่ำ ส่วนการดินเบา (DI) และสเมกไทด์ (SM) ลงในชิ้นงานจีโอโพลิเมอร์จากกากตะกรันอะลูมิเนียม (AD) ในปริมาณมากขึ้น ทำให้ชิ้นงานเซ็ตตัวได้ช้า เกิดรูพรุนและช่องว่างในโครงสร้างจำนวนมาก ทำให้ค่าความหนาแน่นต่ำ เปอร์เซ็นการดูดซึมน้ำสูง ส่งผลให้ชิ้นงานสามารถทนต่อแรงอัดได้น้อย นอกจากนั้นได้ทำการศึกษาโครงสร้างเฟส โครงสร้างพันธะเคมี องค์ประกอบทางเคมี และโครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานจีโอพอลิเมอร์จากกากตะกรันอะลูมิเนียมด้วยเทคนิค XRD, FTIR, XRF และ SEM ตามลำดับ