ปริญญาโทสาขาการผลิตตัวเร่งปฏิกิริยานาโนทองคำเพื่อกำจัดสารพิษในน้ำเสีย

อาจารย์โฮ จิมินห์ซิตี้ โฮ เกีย เทียน ทันห์ อายุ 26 ปี ศึกษาวิจัยตัวเร่งปฏิกิริยานาโนทองคำเพื่อลดปริมาณพี-ไนโตรฟีนอลซึ่งเป็นพิษในน้ำเสียให้อยู่ในรูปแบบที่ไม่เป็นพิษ ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมยา

ปัจจุบัน Thanh ทำงานอยู่ในแผนกอุปกรณ์กระบวนการและตัวเร่งปฏิกิริยา สถาบันเทคโนโลยีเคมี สถาบัน วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีเวียดนาม ตั้งแต่ปลายปี 2565 Thanh ได้ทำการวิจัยและเสนอขั้นตอนการผลิตนาโนตัวเร่งปฏิกิริยาทองคำโดยใช้วิธีสีเขียวที่เรียกว่าซีเรียนาโนร็อดเพื่อกำจัดพีไนโตรฟีนอล (PNP) ในน้ำเสีย PNP เป็นสารประกอบอินทรีย์พิษที่พบในน้ำเสียจากอุตสาหกรรมการย้อมสี อุตสาหกรรมยา อุตสาหกรรมแปรรูปอาหาร ... สำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกาได้จัดให้สารดังกล่าวเป็นสารมลพิษอินทรีย์ที่อันตรายที่สุดประเภท 114 ชนิด และมีศักยภาพในการก่อให้เกิดมะเร็ง

วิธีการบำบัด p-nitrophenol ของ Thanh คือการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเปลี่ยนอนุมูลไนโตรให้เป็นอนุมูลอะมีน นั่นคือเปลี่ยน PNP ให้เป็น p-aminophenol (PAP) PAP ที่ได้สามารถนำไปใช้เป็นสารตั้งต้นในผลิตภัณฑ์ยาได้ เช่น การผลิตพาราเซตามอล

อาจารย์โห เกีย เทียน ถัน ณ ห้องปฏิบัติการของสถาบันเทคโนโลยีเคมี สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเวียดนาม (เขต 12 นครโฮจิมินห์) ภาพโดย : ฮาอัน

ผู้เขียนกล่าวว่าในงานวิจัยแบบดั้งเดิม การผลิตอนุภาคนาโนทองคำมักใช้สารรีดิวซ์ทางเคมี เช่น โซเดียมโบโรไฮไดรด์ (NB) ซึ่งมีพิษและมีราคาแพง เพื่อทดแทนตัวรีดิวซ์ NB นี้ Thanh จึงใช้สารสกัดจากเปลือกเกรปฟรุตที่มีสารโพลีฟีนอลจำนวนมากซึ่งสามารถลดไอออนของทองคำให้กลายเป็นอนุภาคนาโนของทองคำได้

นอกจากนี้ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการแปลง PNP เป็น PAP ผู้เขียนได้ใช้นาโนร็อดซีเรียเป็นตัวพาเพื่อช่วยกระจายอนุภาคนาโนทองคำ ช่วยลดระยะเวลาการประมวลผลจาก 1 ชั่วโมงเหลือเพียง 30 นาที “วิธีการนี้ทำให้กระบวนการกำจัด PNP เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น คุ้มค่าต้นทุนมากขึ้น และใช้ผลิตภัณฑ์รองจากธรรมชาติ” Thanh กล่าว

ด้วยปริมาณอนุภาคนาโนทองคำตั้งแต่ 0.1 ถึง 0.2% บนตัวพาซีเรีย นาโนตัวเร่งปฏิกิริยาทองคำจึงทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ กระบวนการรีดิวซ์ PNP สามารถบรรลุประสิทธิภาพมากกว่า 99% ในระดับห้องปฏิบัติการ

หลังจากการทดสอบ 5 ชุด ตัวเร่งปฏิกิริยายังคงรักษากิจกรรมและประสิทธิภาพไว้ได้ ทำให้ลดต้นทุนได้อย่างมาก หลังจากการบำบัดแต่ละชุด ตัวเร่งปฏิกิริยาจะถูกแยกโดยการปั่นเหวี่ยง และใช้สำหรับชุดถัดไป

ผู้เขียนกล่าวว่าประสิทธิภาพการกู้คืนของ PAP ซึ่งเป็นสารตั้งต้นที่มีประโยชน์ในอุตสาหกรรมยายังไม่ได้รับการคำนวณเนื่องจากยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการปรับปรุงกระบวนการผลิตและส่วนผสมให้เหมาะสมที่สุด

ผลิตภัณฑ์ที่ใช้กำจัด PNP ในน้ำเสีย วิจัยโดย Thanh ภาพโดย : ฮาอัน

ตามที่ดร.เหงียน ทรี จากสถาบันเทคโนโลยีเคมี สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเวียดนาม กล่าวว่า การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อประมวลผล PNP เป็น PAP ไม่ใช่แนวทางการวิจัยใหม่ในประเทศ อย่างไรก็ตาม ความแปลกใหม่ของการศึกษาครั้งนี้คือการประยุกต์ใช้วิธีสีเขียวโดยใช้สารสกัดจากพืชโดยเฉพาะเปลือกเกรปฟรุต ซึ่งเป็นผลพลอยได้ทั่วไปในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนทองคำที่ยึดติดกับตัวพาซีเรีย มีปริมาณทองต่ำ แต่ประสิทธิภาพสูงและมีความทนทานของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เสถียร

เพื่อให้มีศักยภาพในการใช้ประโยชน์สูงขึ้น ดร. ตรี กล่าวว่าผู้เขียนจำเป็นต้องผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาในรูปแบบเม็ดหรือแนบเข้ากับฐานตัวพาเพื่อให้สามารถกู้คืนได้ง่ายขึ้น การศึกษานี้ยังต้องมีการทดสอบในระดับที่กว้างขึ้นกับน้ำเสียเพื่อประเมินผลกระทบของสารอื่นๆ ที่มีอยู่ในน้ำต่อประสิทธิภาพการกำจัด PNP

ผลงานวิจัยภายใต้โครงการบ่มเพาะนวัตกรรมเยาวชนของสหพันธ์เยาวชนนครโฮจิมินห์ได้รับการตอบรับอย่างดีเยี่ยม รองศาสตราจารย์ ดร.เหงียน ถิ ฟอง ฟอง ประธานสภาผู้เชี่ยวชาญ ชื่นชมการใช้สารสกัดจากเปลือกเกรปฟรุตของผู้เขียนในการลดเกลือทองคำให้เป็นอนุภาคนาโนทองคำ ซึ่งใช้ในการเปลี่ยนสารพิษให้เป็นสารที่ไม่เป็นพิษ และนำไปใช้ในอุตสาหกรรมยา

ปัจจุบันวิธีการบำบัดแบบ PNP ใช้เทคโนโลยีการดูดซับเป็นหลัก แต่ต้องผ่านขั้นตอนถัดไปของการบำบัดด้วยตัวดูดซับ วิธีการดั้งเดิมอื่น ๆ ใช้สารเคมีหลากหลายชนิดซึ่งมีราคาแพงและเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม

วีเอ็นเอ็กซ์เพรส.เน็ต