ข้อมูลผลงานวิจัยของคณาจารย์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ชื่อผลงานวิจัย : การสังเคราะห์นาโนไทเทเนียมไดออกไซด์โดยวิธีโซลเจลเพื่อใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง
Library Call : วพ.2548 / 4301 
สถานที่ตั้งห้องสมุด : ห้องสมุดคณะวิทยาศาสตร์
ตัวอย่างบทคัดย่อ : งานวิจัยนี้เป็นการพัฒนานาโนไทเทเนียมไดออกไซด์สำหรับใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์สังเคราะห์ขึ้นด้วยกรรมวิธีโซลเจลจากสารละลายตั้งต้นเตตระบิวทิลออร์โทไททาเนต โดยมีกรดไฮโดรคลอริกหรือกรดไนตริกเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ในกระบวนการสังเคราะห์ได้มีการควบคุมตัวแปรต่างๆ เช่น ความเข้มข้นของเตตระบิวทิลออร์โทไททาเนต ปริมาณน้ำ ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยา ตลอดจนเวลาในการเกิดปฏิกิริยา ให้มีความเหมาะสมเพื่อให้ได้ไทเทเนียมไดออกไซด์ที่มีโครงสร้างและสมบัติที่เหมาะสมในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงที่ดี จากการศึกษาพบว่าการเพิ่มความเข้มข้นของเตตระบิวทิลออร์โทไททาเนตมีผลทำให้เกิดอนุภาคไทเทเนียมไดออกไซด์เร็วขึ้นและมีปริมาณมากขึ้น ในขณะที่การมีปริมาณน้ำในสารละลายตั้งต้นมากขึ้นและการเพิ่มเวลาในการเกิดปฏิกิริยามีผลทำให้เกิดไทเทเนียมไดออกไซด์ที่มีโครงสร้างผลึกแบบรูไทล์มากขึ้น ผลึกที่ได้มีขนาดใหญ่ขึ้น นอกจากนี้ยังพบว่าการใช้กรดไฮโดรคลอริกเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาช่วยส่งเสริมให้เกิดเฟสที่เป็นรูไทล์ ในขณะที่การใช้กรดไนตริกเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาส่งผลให้เกิดเฟสที่เป็นอะนาเทสมากขึ้น การเผาไทเทเนียมไดออกไซด์ที่อุณหภูมิ 300-700 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 4-10 ชั่วโมง นอกจากจะเป็นการไล่สารอินทรีย์ที่เหลือจากการทำปฏิกิริยาแล้ว ยังเป็นการเหนี่ยวนำให้เกิดผลึกที่สมบูรณ์ โดยอุณหภูมิและเวลาในการเผามีผลต่อโครงสร้างและสมบัติต่างๆของไทเทเนียมไดออกไซด์ กล่าวคือมีขนาดผลึกใหญ่ขึ้น มีพื้นที่ผิวจำเพาะลดลง และมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างผลึกจากอะนาเทสเป็นรูไทล์ที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส นอกจากนี้ยังมีการนำไปเคลือบบนเม็ดอะลูมินาและท่อแก้วเพื่อเป็นการลดปริมาณการใช้ไทเทเนียมไดออกไซด์ อีกทั้งสามารถลดขั้นตอนการกรองหรือแยกสารที่ผ่านการใช้งานแล้ว ผลการทดสอบประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยากับสีย้อมซิบราครอนเรดที่ได้จากโรงงานย้อมผ้า พบว่ามีประสิทธิภาพการย่อยสลายสีย้อมที่ดี ซึ่งประสิทธิภาพนี้สัมพันธ์กับองค์ประกอบของเฟส ขนาดอนุภาคและพื้นที่ผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา การเติมวาเนเดียมลงไปในไทเทเนียมไดออกไซด์ช่วยยับยั้งการเปลี่ยนเฟสแต่ไม่ได้เพิ่มประสิทธิภาพการย่อยสลายสีย้อม