การศึกษาเชิงทฤษฎีเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการบำบัดน้ำเสียของซีโอไลต์ที่ใช้ในประเทศไทยและลาว

การศึกษาทางทฤษฎีเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซับสารโมเลกุลไฮโดรเจนซัลไฟด์และไนเตรทไอออนด้วยซีโอไลต์ธรรมชาติชนิดคลินอพทิลโอไลต์ โดยระเบียบวิธีทางควอนตัม คือ Density Functional Theory (DFT) ที่ระดับการคำนวณแบบ B3LYP/6-31G(d) ร่วมกับการใช้แบบจำลองทางควอนตัม คือ แบบจำลองขยาด 20T ทั้งที่มีโลหะทองแดงและไม่มีโลหะทองแดงอยู่ภายในโมเลกุล
จากการศึกษาการดูดซับโมเลกุลไฮโดรซัลไฟด์และไนเตรทไอออนในโครงสร้างของซีโอไลต์นั้น พบว่า มีพลังงานในการดูดซับของไฮโดรเจนซัลไฟต์และไนเตรทไออนในซีโอไลต์ที่ไม่มีทองแดงมีค่า -9.6 และ -19.6 kcal mol-1 ตามลำดับ โดยการดูดซับของไฮโดรเจนซัลไฟด์จะเกิดอันตรกิริยาระหว่างอะตอมกัมมะถันของไฮโดรเจนซัลไฟด์กับโปรตอนของซีโอไลต์ เมื่อศึกษาการดูดซับโมเลกุลไฮโดรเจนซัลไฟด์และไนเตรทไอออน พบว่า ซีโอไลต์ที่มีทองแดงอยู่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการดูดซับไฮโดรเจนซัลไฟด์และไนเตรทไอออนได้ดียิ่งขึ้น โดยพลังงานการดูดซับของโมเลกุลทั้งสองที่คำนวณได้คือ -23.8 และ -98.1 kcal mol-1 สำหรับไฮโดรเจนซัลไฟด์และไนเตรทไอออนตามลำดับ โดยจะเกิดอันตรกิริยาที่แรงระหว่างทองแดงในซีโอไลต์กับโมเลกุลที่เกิดการดูดซับ นอกจากนี้กระบวนการถ่ายโอนโปรตอนที่เกิดขึ้นในกระบวนการดูดซับไฮโดรเจนซัลไฟด์ของซีโอไลต์ที่มีอัตราส่วนของอะลูมิเนียมต่อซิลิกินสูง ก็ช่วยให้การดูดซับมีความเสถียรมากขึ้น
จากผลการศึกษาที่ได้ซีโอไลต์ธรรมชาติชนิดคลีนอพทิลโอไลต์สามารถใช้ในการบำบัดน้ำเสียโดยเฉพาะที่มีไฮโรเจนและไนเตรทไอออนได้ดีและสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียได้โดยการเจือทองแดงในโครงสร้างของซีโอไลต์ซึ่งจะช่วยให้เกิดอันตรกิริยาระหว่างไฮโดรเจนซัลไฟด์และไนเตรทไอออนได้ดียิ่งขึ้น