งานวิจัยนี้ศึกษาการเตรียมวัสดุนาโนคอมพอสิตระหว่างแป้งแคทไอออนิก (CST) และมอนต์มอริลโลไนต์ (MMT) เพื่อใช้ในการดูดซับสีย้อมและโลหะหนัก โดย CST สังเคราะห์ได้จากการทำปฏิกิริยาระหว่างแป้งน้ำหนักโมเลกุลต่ำ และแคทไอออนิกมอนอเมอร์ (3-คลอโร-2-ไฮดรอกซีโพรพิล-เอ็น-เอ็น-เอ็น-ไตรแอมโมเนียมคลอไรด์ (CHPTAC) ทดสอบหาเปอร์เซ็นต์ไนโตรเจนโดยใช้เทคนิค CHN Analysis และตรวจพิสูจน์เอกลักษณ์ด้วยเทคนิค FT-IR แล้วนำ CST ที่สังเคราะห์โดยใช้อัตราส่วนโดยโมลระหว่างหน่วยแอนไฮโดรกลูโคส (AGU):CHPTAC เป็น 1:3 นำมาเตรียมวัสดุนาโนคอมพอสิต CST:MMT ทั้งหมด 5 อัตราส่วน ได้แก่ 0.5:1, 1:1, 1.5:1, 2:1 และ 2.5:1 วิเคราะห์ลักษณะวัสดุนาโนคอมพอสิต CST-MMTs ด้วยเทคนิค FT-IR FE-SEM และ XRD พบว่า วัสดุนาโนคอมพอสิต CST-MMTs มีระยะห่างระหว่างชั้นเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย โดยเกิดการแทรกสอดด้วยแป้งประจุบวกเข้าไปในชั้นมอนต์มอริลโลไนต์ การทดสอบประสิทธิภาพการดูดซับสีย้อม 4 ชนิด ได้แก่ สีย้อมเมทิลีนบลู สีย้อมแอซิดเยลโล่ 159 สีย้อมเบสิคเรด 46 และสีย้อมผ้าจากชุมชนในจังหวัดอุบลราชธานี โดยใช้เทคนิคการวัดการดูดกลืนคลื่นแสง (UV-Vis) และทดสอบความสามารถในการดูดซับโลหะหนัก ได้แก่ ทองแดง (II) ไอออน โดยใช้เทคนิคการวัดการดูดกลืนคลื่นแสงของอะตอม (AAS) ผลการวิจัยพบว่า วัสดุนาโนคอมพอสิตมีประสิทธิภาพในการดูดซับสีย้อมทั้ง 4 ชนิด สูงกว่า MMT โดย วัสดุนาโนคอมพอสิตสามารถกำจัดสีย้อมเมทิลีนบลู สีย้อมแอซิดเยลโล่ 159 สีย้อมเบสิคเรด 46 และสีย้อมผ้าจากชุมชนในจังหวัดอุบลราชธานี ได้สูงสุดร้อยละ 99.99, 37.0, 95.61 และ 28.47 ตามลำดับ และมีความสามารถในการดูดซับสูงสุดของสีย้อมเมทิลีนบลู สีย้อมแอซิดเยลโล่ 159 และ สีย้อมเบสิคเรด 46 เท่ากับ 93.61, 27.08 และ 120.70 มิลลิกรัมต่อกรัม ตามลำดับ การทดสอบความสามารถในการดูดซับโลหะหนัก พบว่าวัสดุนาโนคอมพอสิตมีประสิทธิภาพในการดูดซับ Cu2+ สูงกว่า MMT โดยร้อยละการกำจัดโลหะหนักของ Cu2+ เท่ากับ 94.2 ที่ระยะเวลา 2 ชม.

This research studied the preparation of nanocomposites from montmorillonite (MMT) and cationic starch (CST) for dyes and heavy metal adsorption applications. CSTs were synthesized by the reaction between low molecular weight starch (LMW-ST) and 3-chloro-2-hydroxypropyl-N-N-N-trimethyl ammonium chloride (CHPTAC) as cationizing agent. For the synthesized CSTs, the nitrogen content was determined by C H N analysis and they were also characterized by FTIR techniques. CST1:3 (Molar ratio of anhydroglucose unit (AGU):CHPTAC is 1:3.) was used to prepare CST-MMT nanocomposites, at different mass ratios including 0.5:1 ,1:1 ,1.5:1 ,2:1 and 2.5:1. They were characterized by FTIR, FE-SEM and XRD. The XRD result found that the CST-MMT composites have the intercalated nanostructure. It was found that the gaps between the layers of the CST-MMTs slightly increased due to the cationic starch molecules into the layers of montmorillonite. The efficiency of the dye adsorption of nanocomposites was investigated by using UV-VIS spectrophotometry. Four types of dyes consisting of methylene blue, Acid Yellow 159, Basic Red 46 and textile dyes from contaminated water were studied in adsorption. Additionally, the heavy metal adsorption (Cu2+) was examined using AAS. The results demonstrated that the CST-MMT nanocomposites were able to adsorb more quantity of four types of dyes than the MMT. The methylene blue, Acid Yellow 159, Basic Red 46 and textile dyes from contaminated water, adsorption of the nanocomposites was 99.99%, 37.0%, 95.61% and 28.47%, respectively. The maximum dye adsorption for methylene blue, Acid Yellow 159 and Basic Red 46 was 93.61, 27.08 and 120.70 mg/g, respectively. For the heavy metal adsorption, it was found that the efficiency of Cu2+ adsorption was higher for the nanocomposites than for the MMT. The percentage of heavy metal ion removal of Cu2+ was 94.2% for 2 hours.