โจทย์ ปรนัย
What is the primary role of transition metal ion catalysts in the catalytic ozonation process for nanoplastic removal?

: ตัวเร่งปฏิกิริยาไอออนของโลหะทรานซิชันในกระบวนการการออซิเดชันเชิงเร่งปฏิกิริยา (catalytic ozonation) มีบทบาทหลักในการช่วยให้การสลายตัวของโอโซน (O3) และสร้างอนุมูลอิสระที่มีพลังงานสูง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการกำจัดอนุภาคนาโนพลาสติกออกจากน้ำ : ไอออนโลหะทรานซิชัน เช่น Fe²⁺, Cu²⁺ หรือ Mn²⁺ ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการกระตุ้นการสลายตัวของโอโซน (O3) ให้เป็นออกซิเจน (O2) และอนุมูลอิสระที่มีพลังงานสูง เช่น อนุมูลไฮดรอกซิล (·OH) ซึ่งมีศักยภาพในการทำลายและสลายตัวของอนุภาคนาโนพลาสติกได้ดีขึ้น

: สมการการสลายตัวของโอโซน : Mn2+ +O3→Mn3+ +O2 +O − : สมการการสร้างอนุมูลอิสระไฮดรอกซิล : O−+H2O→⋅OH+OH− : Catalytic Ozonation Theory: การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาไอออนโลหะทรานซิชันเพื่อเร่งการเกิดอนุมูลอิสระมีพื้นฐานจากทฤษฎีการออซิเดชันเชิงเร่งปฏิกิริยา ซึ่งเน้นการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาทางเคมี โดยเฉพาะการสร้างอนุมูลอิสระที่มีพลังงานสูงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำลายสารปนเปื้อน

โจทย์ ปรนัย
According to the article, what was the observed effect of using Co2+ at 1 mM on the mineralization rate of polystyrene nanoplastics during ozonation?

จากบทความพบว่า การใช้โคบอลต์ไอออน ที่ความเข้มข้น 1 mM ส่งผลให้เกิดการเพิ่มอัตราการแร่ธาตุของอนุภาคนาโนโพลีสไตรีน ขึ้นถึง 70% ในระหว่างกระบวนการการออซิเดชันเชิงเร่งปฏิกิริยา เพราะ โคบอลต์ไอออน ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการออซิเดชันเชิงเร่งปฏิกิริยา โดยเพิ่มการสลายตัวของโอโซน ให้เกิดอนุมูลอิสระ ที่มีพลังงานสูง

: สมการการสลายตัวของโอโซน : Co2+ +O3→Co3+ +O2 +O − - โคบอลต์ไอออนช่วยเร่งการสลายตัวของโอโซนให้เป็นออกซิเจนและอนุมูลอิสระ : สมการการสร้างอนุมูลอิสระไฮดรอกซิล : O−+H2O→⋅OH+OH− - อนุมูลไฮดรอกซิล ที่เกิดขึ้นมีศักยภาพสูงในการทำลายและสลายตัวของโพลีสไตรีน

โจทย์ ปรนัย
In the context of nanoplastics removal, what does the scavenger experiment with methanol demonstrate about the catalytic ozonation process?

การทดลองที่ใช้เมทานอล เป็นตัวดักจับในกระบวนการออซิเดชันเชิงเร่งปฏิกิริยา แสดงให้เห็นว่าเมทานอลมีบทบาทในการขัดขวางการสร้างอนุมูลไฮดรอกซิล : ในกระบวนการออซิเดชันเชิงเร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาเช่นโคบอลต์ไอออน (Co²⁺) ช่วยเพิ่มการสลายตัวของโอโซน (O3) ให้เกิดอนุมูลไฮดรอกซิล (·OH) ที่สามารถทำลายโครงสร้างของนาโนพลาสติกได้อย่างมีประสิทธิภาพ : เมทานอล (methanol) เมื่อถูกนำมาใช้ในกระบวนการนี้ จะทำหน้าที่เป็นตัวดักจับอนุมูลไฮดรอกซิล ทำให้จำนวนอนุมูลไฮดรอกซิลที่มีอยู่ในการทำลายโครงสร้างของนาโนพลาสติกลดลง

: Advanced Oxidation Processes : ในกระบวนการ AOPs นั้น อนุมูลอิสระ เช่น อนุมูลไฮดรอกซิล มีบทบาทสำคัญในการทำลายสารอินทรีย์ที่ซับซ้อน การดักจับอนุมูลอิสระจะส่งผลให้ประสิทธิภาพของกระบวนการลดลง

โจทย์ ปรนัย
If the initial concentration of nanoplastics is 20 mg/L and the catalytic ozonation achieves a 70% mineralization rate, what is the concentration of remaining nanoplastics?

Remaining nanoplastics=Initial concentration−(Initial concentration×Mineralization rate) Remaining nanoplastics=20mg/L−(20mg/L×0.70)=6mg/L

: Remaining nanoplastics=Initial concentration−(Initial concentration×Mineralization rate) : หนังสือ : Von Sonntag, C., & Von Gunten, U. (2012). Chemistry of Ozone in Water and Wastewater Treatment: From Basic Principles to Applications. IWA Publishing.

โจทย์ ปรนัย
Given an ozone flow rate of 0.5 NL/min and an ozonation time of 120 minutes, how much ozone (in grams) has been used if the ozone concentration is 10 mg/NL?

ปริมาณโอโซนที่ใช้ (mg)=0.5NL/min×120minutes×10mg/NL =0.5×120×10 =600mg แปลงหน่วย 600×10^-3 = 0.6grams

: ปริมาณโอโซนที่ใช้ (mg)=อัตราการไหลของโอโซน (NL/min)×เวลาการออซิเดชัน (min)×ความเข้มข้นของโอโซน (mg/NL) : Von Sonntag, C., & Von Gunten, U. (2012). Chemistry of Ozone in Water and Wastewater Treatment: From Basic Principles to Applications. IWA Publishing.

โจทย์ ปรนัย
If reducing the turbidity of water by catalytic ozonation with Co2+ from 100 NTU to 35 NTU represents a 65% reduction, what was the original turbidity?

เปอร์เซ็นต์การลดลง= [(ความขุ่นเดิม−ความขุ่นหลังจากลดลง)/ความขุ่นเดิม] ×100 65= [(ความขุ่นเดิม−35)/ความขุ่นเดิม] ×100 0.65ความขุ่นเดิม=ความขุ่นเดิม-35 35=ความขุ่นเดิม-0.65ความขุ่นเดิม 35=0.35ความขุ่นเดิม ความขุ่นเดิม=100 NTU

: ทฤษฎีหลักคิด: - การลดความขุ่นของน้ำโดยการใช้ Co2+ ในกระบวนการออซิเดชัน เป็นกระบวนการที่ใช้ในการปรับปรุงคุณภาพน้ำในกระบวนการบำบัดน้ำ โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาในการทำให้สารประกอบในน้ำเกิดการตกตะกอนและลดความขุ่นลง : สมการ - เปอร์เซ็นต์การลดลง= [(ความขุ่นเดิม−ความขุ่นหลังจากลดลง)/ความขุ่นเดิม] ×100

โจทย์ ปรนัย
What is a major benefit of catalytic ozonation over single ozonation in water treatment?

การเพิ่มตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการออซิเดชันจะช่วยเร่งการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นในการเปลี่ยนสารมลพิษให้เป็นสารที่มีความเป็นแร่ธาตุสูงกว่า ซึ่งจะทำให้สารมลพิษถูกกำจัดออกจากน้ำได้ดียิ่งขึ้น

การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการออซิเดชันร่วมกับโอโซน (O3) จะช่วยเร่งการเกิดปฏิกิริยาและเพิ่มประสิทธิภาพในการกำจัดสารมลพิษ โดยเฉพาะการเกิดแร่ธาตุ (mineralization) ของสารอินทรีย์ที่ยากต่อการสลายตัวด้วยการออซิเดชันเดี่ยว

โจทย์ ปรนัย
Which of the following is NOT a transition metal ion used as a catalyst in the study?

ในกระบวนการออซิเดชันทางเคมีที่ใช้ในการกำจัดนาโนพลาสติก ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นไอออนโลหะทรานซิชันมักถูกเลือกใช้ เนื่องจากมีความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาได้ดี และสามารถสร้างอนุมูลอิสระที่มีความว่องไวสูง ซึ่งช่วยในการสลายสารมลพิษได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่ง แคลเซียมไอออน (Ca²⁺) ไม่ใช่ไอออนโลหะทรานซิชัน

โลหะทรานซิชันมีคุณสมบัติพิเศษในการสร้างสารประกอบที่สามารถเร่งปฏิกิริยาเคมีได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากมีอิเล็กตรอนว่างในชั้น d ซึ่งสามารถสร้างพันธะกับสารมลพิษและช่วยในการสลายตัวได้ดี

โจทย์ ปรนัย
What environmental issue does the removal of nanoplastics address?

: นาโนพลาสติกเป็นอนุภาคพลาสติกขนาดเล็กที่เกิดจากการย่อยสลายของพลาสติกขนาดใหญ่และสามารถพบเจอได้ในแหล่งน้ำทั่วโลก นาโนพลาสติกเหล่านี้สามารถสะสมในระบบนิเวศน้ำและก่อให้เกิดปัญหาทางสิ่งแวดล้อม เช่น การปนเปื้อนในสัตว์น้ำ การสะสมในห่วงโซ่อาหาร และมีผลกระทบต่อสุขภาพของสิ่งมีชีวิตในน้ำ : การกำจัดนาโนพลาสติกจากแหล่งน้ำสามารถช่วยลดมลพิษทางน้ำและป้องกันผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการปนเปื้อนของนาโนพลาสติกในแหล่งน้ำได้

: Wang, F., Wong, C. S., Chen, D., Lu, X., Wang, F., & Zeng, E. Y. (2018). "Interactions between microplastics and organic pollutants: Effects on toxicity, bioaccumulation, degradation, and transport." Environmental Science & Technology, 52(12), 6314-6325.

โจทย์ ปรนัย
What analytical technique is NOT mentioned as used for monitoring the degradation of nanoplastics?

Mass Spectrometry ส่วนใหญ่จะใช้ในการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของสารหรือการวิเคราะห์มวลของโมเลกุล แต่ไม่ค่อยใช้โดยตรงในการตรวจสอบการเสื่อมสภาพของนาโนพลาสติก

: Andrady, A. L. (2017). "Microplastics in the marine environment." Marine Pollution Bulletin, 119(1), 5-9. : Cole, M., Lindeque, P., Fileman, E., Nicholas, I., & J. M. M. (2011). "Microplastic ingestion by zooplankton." Environmental Science & Technology, 45(22), 4466-4471.

โจทย์ ปรนัย
What effect does the melt fiber spinning system have on the crystallinity of PET fibers?

: melt fiber spinning system มีผลต่อ crystallinity ของใย PET เนื่องจากในกระบวนการปั่นใยด้วยการหลอม การทำให้เส้นใยเย็นลงอย่างรวดเร็วหลังจากการหลอมละลายจะทำให้มีการจัดเรียงโมเลกุลในรูปแบบที่เป็นระเบียบมากขึ้น ซึ่งส่งผลให้เพิ่มความคริสตัลลินิตี้ของใย PET ได้อย่างมีนัยสำคัญ

: ทฤษฎีหลักคิด: - crystallinity ของใย PET ถูกกำหนดโดยการจัดเรียงตัวของโมเลกุลในโครงสร้างที่เป็นระเบียบมากขึ้น ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้จากการเย็นลงอย่างรวดเร็วในกระบวนการปั่นใย : Karger-Kocsis, J. (2002). "Polyethylene terephthalate (PET) fibres." In Polymeric Materials Encyclopedia, CRC Press.

โจทย์ ปรนัย
What role does the spooling speed play in the fiber spinning system described in the article?

: เมื่อความเร็วในการปั่นสูง การเย็นลงของใยจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้โมเลกุลมีเวลาน้อยในการจัดเรียงตัวในรูปแบบคริสตัลลีนที่ดี การจัดเรียงตัวนี้จึงลดลง ทำให้ความคริสตัลลินิตี้ของใยลดลง ขณะเดียวกัน การทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วจะทำให้เส้นผ่าศูนย์กลางของใยเล็กลง : ความเร็วในการปั่นที่สูงทำให้เกิดการเคลื่อนที่เร็วขึ้นและการเย็นลงของใยเร็วกว่าซึ่งส่งผลให้ใยมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางที่เล็กลงและความคริสตัลลินิตี้ที่ลดลง

: ความเร็วในการปั่น (spooling speed) เป็นปัจจัยที่สำคัญในการควบคุมคุณสมบัติของใย, รวมถึงความคริสตัลลินิตี้และขนาดของเส้นใย : S. G. Hsu, S. H. Chang, and T. J. Huang, “The effects of spinning conditions on the structure and properties of PET fibers,” Journal of Applied Polymer Science, vol. 52, no. 4, pp. 469–482, 1994.

โจทย์ ปรนัย
According to the article, what was the impact of using the LCC-ICCG enzyme on PET depolymerization?

: จากบทความ : เอนไซม์ LCC-ICCG ได้รับการออกแบบให้มีประสิทธิภาพในการแยกสลาย PET โดยการกระตุ้นการปล่อยมอนอเมอร์จาก PET ซึ่งหมายความว่ามันช่วยเพิ่มอัตราการแยกสลายของ PET ได้อย่างมีนัยสำคัญ : เปรียบเทียบกับวิธีการรีไซเคิลกลไกหรือเอนไซม์อื่น ๆ, LCC-ICCG แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มการปล่อยมอนอเมอร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการแยกสลาย PET

: Yoshida, M., Hiraga, K., Takada, H., & Kaneko, M. (2016). "A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate)." Science, 351(6278), 1196-1199. : เอนไซม์ที่ใช้ในการแยกสลาย PET ทำหน้าที่โดยการกระตุ้นการตัดพันธะของ PET และปล่อยมอนอเมอร์ ซึ่งทำให้การแยกสลายมีประสิทธิภาพมากขึ้น

โจทย์ ปรนัย
If the initial mass of PET before enzymatic treatment in a bioreactor was 500 grams and 96.9% mass was lost due to depolymerization, what is the final mass of PET?

Final mass = Initial mass − (Initial mass × Percentage of mass lost) = 500 grams −( 500 grams × 96.9% ) = 500 grams −(500 grams × 0.969 ) = 500 grams − 484.5 grams = 15.5 grams

: สูตรพื้นฐานในการหามวลที่หายไปจากการแปรสภาพ ซึ่งจะช่วยหามวลที่เหลืออยู่ : Wei, R., & Zimmermann, W. (2022). "Microbial degradation of synthetic plastics." Annual Review of Environmental Resources, 47, 1-25.

โจทย์ ปรนัย
Considering the average crystallinity of PET fibers after treatment is 9.7%, what would be the crystallinity if the process conditions were unaltered but the drop distance doubled?

หากความผลึกเฉลี่ยของเส้นใย PET หลังการบำบัดอยู่ที่ 9.7% และระยะทางในการตกของเส้นใยถูกเพิ่มเป็นสองเท่า แต่เงื่อนไขกระบวนการยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ความผลึกจะอยู่ที่ 9.7%

: "Polymer Science and Technology" โดย Joel R. Fried : ความผลึกของพอลิเมอร์เช่น PET ส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยเงื่อนไขการทำให้เย็นและกระบวนการการปั่นเส้นใย การเปลี่ยนแปลงในระยะทางการตกอาจมีผลต่อขนาดและรูปร่างของเส้นใย แต่ความผลึกอาจไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ

โจทย์ ปรนัย
If the surface area to volume ratio of PET increased 15-fold due to processing, and the initial ratio was 0.1 mm²/mm³, what is the new ratio?

อัตราส่วนใหม่ = อัตราส่วนเริ่มต้น × การเพิ่มขึ้น = 0.1 mm²/mm³ × 15 = 1.5 mm²/mm³ : อัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตร: อัตราส่วนนี้แสดงถึงพื้นที่ผิวสัมผัสต่อปริมาตรของวัสดุ การเพิ่มขึ้นของอัตราส่วนนี้หมายความว่ามีพื้นที่ผิวมากขึ้นต่อหน่วยปริมาตร ซึ่งสามารถมีผลต่อการกระจายความร้อน การดูดซับสารเคมี และการตอบสนองต่อกระบวนการต่างๆ

: พื้นฐานการคำนวณอัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตร: อัตราส่วนนี้เป็นหลักการพื้นฐานในการศึกษาเกี่ยวกับวัสดุและพอลิเมอร์ โดยเฉพาะในการประมวลผลและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของวัสดุ อ้างอิง: "Materials Science and Engineering: An Introduction" โดย William D. Callister Jr.

โจทย์ ปรนัย
What is a major advantage of the melt fiber spinning system over traditional recycling methods?

ระบบการปั่นเส้นใยด้วยวิธีการหลอมเหลวมักใช้ความร้อนสูงและการควบคุมอุณหภูมิที่ดี ซึ่งช่วยส่งเสริมการผลึกของเส้นใย PET ทำให้มีความผลึกสูงกว่าการรีไซเคิลแบบดั้งเดิมที่อาจไม่สามารถควบคุมสภาพการทำงานได้ดีเช่นนี้ : ความผลึกที่สูงขึ้นช่วยปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกล ความทนทาน และคุณภาพโดยรวมของเส้นใย PET ที่รีไซเคิล ซึ่งทำให้เหมาะสมกับการใช้งานที่หลากหลาย

: การประมวลผลพอลิเมอร์: การปั่นเส้นใยด้วยวิธีการหลอมเหลวใช้ความร้อนสูงเพื่อหลอม PET ตามด้วยการทำให้เย็นอย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยเพิ่มความผลึก นี่เป็นกระบวนการที่อธิบายในวรรณกรรมด้านวิศวกรรมพอลิเมอร์ อ้างอิง: "Introduction to Polymer Chemistry" โดย Charles E. Carraher Jr. ซึ่งครอบคลุมถึงผลกระทบของสภาพการประมวลผลต่อความผลึกของพอลิเมอร์

โจทย์ ปรนัย
What does the term 'amorphous content' refer to in the context of PET recycling?

Amorphous Content: เป็นส่วนที่ไม่เป็นผลึกในวัสดุ ซึ่งหมายถึงส่วนของ PET ที่ไม่มีการจัดเรียงตัวในโครงสร้างที่เป็นระเบียบและมีการเรียงตัวแบบผลึก ในทางเคมี วัสดุที่ไม่มีโครงสร้างเรียงตัวอย่างเป็นระเบียบจะเรียกว่า "amorphous" ซึ่งมีผลต่อคุณสมบัติของวัสดุ เช่น ความโปร่งใส ความยืดหยุ่น และการกระจายความร้อน

: พื้นฐานของวัสดุที่เป็น Amorphous: วัสดุที่เป็น amorphous มักมีคุณสมบัติที่แตกต่างจากวัสดุที่เป็นผลึก เนื่องจากขาดการจัดเรียงตัวในโครงสร้าง อ้างอิง: "Polymer Science and Technology" โดย Robert O. Ebewele

โจทย์ ปรนัย
What is the primary benefit of reducing the crystallinity of PET in recycling processes?

Crystallinity เป็นการจัดเรียงตัวของโมเลกุลในวัสดุอย่างเป็นระเบียบ ใน PET ความผลึกสูงจะทำให้วัสดุมีความแข็งและความต้านทานสูง ทำให้ PET มีโครงสร้างที่ไม่เป็นระเบียบมากขึ้น ซึ่งสามารถทำให้เอนไซม์เข้าถึงและทำลายโมเลกุลได้ง่ายขึ้น

: การย่อยสลายของ PET ด้วยเอนไซม์: เอนไซม์สามารถย่อยสลาย PET ได้ดีขึ้นเมื่อ PET มีความผลึกต่ำ เนื่องจากโครงสร้างที่ไม่เป็นระเบียบช่วยให้เอนไซม์เข้าถึงและทำลายโมเลกุลได้ง่ายขึ้น อ้างอิง: "Biodegradable Polymers and Plastics" โดย C. A. C. Sequeira

โจทย์ ปรนัย
Which measurement technique was used to assess the polymer spectra to confirm the presence of PET?

: FTIR เป็นเทคนิคที่ใช้สำหรับการตรวจสอบลักษณะเฉพาะของพันธะเคมีในวัสดุ โดยการวัดการดูดกลืนของแสงอินฟราเรดที่ต่างกัน ซึ่งจะให้ลักษณะสเปกตรัมที่สามารถใช้ในการระบุประเภทของวัสดุได้ : FTIR สามารถระบุลักษณะเฉพาะของ PET ได้จากสเปกตรัมที่แสดงถึงกลุ่มฟังก์ชันของ PET เช่น กลุ่มอีสเตอร์

: การยืนยัน PET: การวิเคราะห์ FTIR ของ PET จะแสดงลักษณะสเปกตรัมที่มีลักษณะเฉพาะของกลุ่มฟังก์ชันอีสเตอร์ที่พบใน PET อ้างอิง: "Polymer Characterization: Physical Techniques" โดย John R. White