ศ. ดร. อาภาณี เหลืองนฤมิตชัย นักวิจัยของ CBRC ร่วมกับ รศ. ดร. ศุภกร บุญยืน และ Dr. Paramasivam Shanmugam (คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์) และ รศ. ดร. ศิวพร มีจู สมิธ (คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล) นำเสนอแนวทางการกำจัดสารอินทรีย์ปนเปื้อนในแหล่งน้ำผ่านการเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง (Photocatalyst) โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาคอมพอสิตของกราฟิติกคาร์บอนไนไตรด์ (Graphitic carbon nitride, gCN) ที่ดัดแปรด้วยโบรอน (Boron, Br) และซิลิกาชนิด SBA-15
ผลงานวิจัยเรื่อง In-situ development of boron doped g-C3N4 supported SBA-15 nanocomposites for photocatalytic degradation of tetracycline ตีพิมพ์ในวารสาร Environmental Research (Tier1 Journal, JCR IF = 8.3)
ของเสียทางการแพทย์ (Medicinal wastes) สามารถปนเปื้อนลงสู่แหล่งน้ำได้จากสารตกค้างของอุตสาหกรรมยา ของเสียจากโรงพยาบาล หรือของเสียจากการทิ้งของผู้บริโภค ยาปฏิชีวนะ (Antibiotics) เป็นหนึ่งในของเสียทางการแพทย์ที่มีการปนเปื้อนลงสู่แหล่งน้ำในปริมาณมาก ในปัจจุบัน อุตสาหกรรมและโรงพยาบาลส่วนใหญ่ใช้การบำบัดน้ำแบบดั้งเดิม ซึ่งไม่สามารถกำจัดยาปฏิชีวนะได้อย่างมีประสิทธิภาพ เตตราไซคลีน (Tetracycline) เป็นหนึ่งในยาต้านการอักเสบที่มีการใช้งานอย่างแพร่หลาย อย่างไรก็ดี องค์ประกอบทางเคมีที่แข็งแรงของเตตราไซคลีนทำให้การกำจัดด้วยวิธีการโดยทั่วไปเป็นไปได้ยาก ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา การเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง (Photocatalyst) ได้รับการยอมรับว่าเป็นวิธีการที่เหมาะสมและมีประสิทธิภาพสูงในการกำจัดสารอินทรีย์ เนื่องจากมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำ เกิดการสลายตัวได้อย่างสมบูรณ์ และไม่ก่อให้เกิดมลพิษทุติยภูมิ
กราฟิติกคาร์บอนไนไตรด์ (Graphitic carbon nitride, gCN) เป็นวัสดุที่มีเสถียรภาพสูง เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และสามารถใช้งานได้ในช่วงความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้ (Visible light) ซึ่งเป็นสมบัติที่ดีสำหรับการเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง gCN ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อเพิ่มศักยภาพในการเร่งปฏิกิริยา B-gCN เป็นวัสดุที่ผ่านการดัดแปรโดยการเติมธาตุโบรอน (Boron, Br) ซึ่งสามารถดูดกลืนแสงได้มากขึ้น และมีสมบัติโครงสร้างทางสัณฐานวิทยา และสมบัติพื้นผิวที่ดีขึ้น ทั้งนี้วัสดุที่ผ่านการดัดแปรดังกล่าวมีพื้นที่ผิวจำเพาะต่ำ การประยุกต์ใช้ตัวรองรับเสถียรภาพชนิด SBA-15 เป็นแนวทางที่มีความน่าสนใจและมีแนวโน้มที่ดีในการเพิ่มประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา เนื่องด้วยสมบัติที่ดีหลายประการ เช่น พื้นที่ผิวจำเพาะสูง เสถียรภาพทางความร้อนและการนำไฟฟ้าที่ดี และความสามารถในการกระจายตัวของอิเล็กตรอน (Electron delocalization capacity)
งานวิจัยนี้พัฒนา B-gCN/SBA-15 (BGS) โดยการบรรจุ Melamine และ Boric acid ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของ gCN และ Br ตามลำดับ บน SBA-15 ตามด้วยกระบวนการแคลซิเนชัน (Calcination) แบบหนึ่งขั้นตอน เพื่อใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการกำจัดเตตราไซคลีนผ่านการเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง BGS ที่มีปริมาณของ Br ที่เหมาะสมสามารถย่อยสลายเตตราไซคลีนได้สูงถึง 93.74% ภายใน 120 นาที ซึ่งสูงกว่าการใช้ gCN หรือ B-gCN อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ BGS ที่เตรียมได้มีเสถียรภาพที่ดีเยี่ยม โดยสามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้ถึง 5 รอบ
อ่านงานวิจัยนี้ได้ที่: doi.org/10.1016/j.envres.2023.115496
