การปรับผิววัสดุไฟโตโวลท์เตจด้วยฟิล์มเอ็ม ซี เอ็ม 41 เพื่อการตรวจวัดสารประกอบอินทรีย์ระเหยได้

Modification of Surface Photovoltage by MCM-41 Films for Volatile Organic Compounds Sensing

Name: ปกฉัตร นพพันธ์

Name: Pokchat Noppun

keyword: เซอเฟสโฟโตโวลท์เตจ

Abstract: เบนซีนเป็นสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม ใน งานวิจัยนี้ได้ประยุกต์ใช้วัสดุเซอร์เฟสโฟโตโวลท์เตจ (SPV) ที่มีโครงสร้างประกอบด้วยชั้นฟิล์ม Al/n-Si/SiO/Si3N4/Ag และเคลือบด้วยวัสดุรูพรุนขนาดกลางชนิดเอ็นซีเอ็ม 41 ที่สังเคราะห์จากแกลบ (RH-MCM-41) มาใช้เป็นหัววัดสำหรับตรวจวัดก๊าซเบนซีนที่มีความเข้มข้นในระดับต่างๆ โดยศึกษา ผลของการปรับผิวเพื่อลดความมีขั้วที่ผิวของวัสดุเอ็นซีเอ็น 41 ด้วยสารละลายไตรเมทิลคลอโรไซเลน วัสดุเอ็มซีเอ็ม 41 สังเคราะห์ขึ้นจากซิลิกาแกลบด้วยวิธีโซลเจลที่มีอัตราส่วนโดยโมลของ สารประกอบดังนี้ 1.0 Si02: 1.1 NaOH: 0.13 CTAB: 0.12 H2O หลังจากนั้นนำผลึก RH-MCM-41 ที่ ได้มาทำปฏิกิริยากับสารละลายไตรเมทิลคลอโรไซเลน (TMCS) ที่อัตราส่วนร้อยละ 5 โดยปริมาตร วัสดุที่ปรับผิวแล้วจะถูกนำมาละลายในโทลูอีนที่อัตราส่วน 20 กรัมต่อลิตร และเคลือบบนผิวของ SPV ในด้านของ Si3N4 ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 มิลลิเมตร เมื่อนำแผ่น SPV ที่เคลือบผิวด้วย วัสดุเอ็มซีเอ็ม 41 ก่อนและหลังการปรับผิวด้วยสารละลายไตรเมทิลคลอโรไซเลน ไปตรวจวัดไอ ระเหยเบนซีนภายในกล่องปิดที่มีความเข้มข้นของเบนซีน 5 ถึง 250 ppm พบว่า วัสดุทั้งสองสามารถ ตรวจวัดไอระเหยเบนซีนได้ดี แต่มีค่าความไวในการวัดที่ความเข้มต่าง ๆ ไม่เท่ากัน เมื่อจ่ายศักย์ไฟฟ้า ให้กับ SPV ที่ 5 โวลท์ แผ่น SPV ที่เคลือบด้วย RH-MCM-41 มีค่าความไวในการตรวจวัดไอระเหย เบนซีนเพิ่มขึ้นจากร้อยละ 0 ถึง 640 เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของก๊าซเบนซีนเพิ่มขึ้นจาก 0 ถึง 200 ppm ภายหลังการปรับผิวทำให้ SPV มีค่าความไว (R SPV ) ในการตรวจวัดไอระเหยเบนซีนเพิ่มขึ้น โดยค่า ความไวในการวัดเพิ่มขึ้นจากร้อยละ 0 ถึง 900 เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของก๊าซเบนซีนจาก 0 ถึง 50 ppm ดังนั้นแผ่น SPV ที่เคลือบด้วย RH-MCM-41 ที่ผ่านการปรับผิวด้วยสารละลายไตรเมทิลคลอโรไซเลน สามารถนำมาใช้ในการตรวจวัดไอระเหยเบนซีนที่ความเข้มข้นต่ำได้

Abstract: Benzene is a toxic volatile organic compound which has harmful effects to human health and environment. This research applied surface photovoltage (SPV), which composed of Al/n-Si/SiO/Si3N4/Ag multilayer and was coated by mesoporous MCM-41 material synthesized from rice husk (RH-MCM-4I), as a detector for measuring different concentrations of gaseous benzene. The effect of silylation using trimethylchlorosilane (TMCS) to reduce hydrophilicity of RH-MCM-41 was also studied. RH-MCM-41 was synthesized using sol-gel method at molar compositions of 1.0 Si02: 1.1 NaOH: 0.13 CTAB: 0.12 H2O. Then, the crystallized RH-MCM-41 was reacted with TMCS at 5% v/v and dissolved in toluene 20 g L-1. The silylated RH-MCM-41 was coated on the Spy on the Si3N4 side with the diameter of 6 mm. The Spy sheets coated by RH-MCM-41 and silylated RH-MCM-41 was tested for measuring benzene vapor (5-250 ppm) in the closed reactor. Both of materials have ability to detect benzene vapor but have difference in sensitivity at various concentrations. When 5 volts was applied, the sensitivity of the Spy sheet coated by RH-MCM-41 increased from 0 to 640% when the concentration of benzene vapor increased from 0-200 ppm. After silylation, the sensitivity of the Spy was enhanced. The sensitivity of the Spy sheet coated by silylated RH-MCM-41 increased from 0 to 900% when the concentration of benzene vapor increased from 0-50 ppm. Thus, the Spy coated by silylated RH-MCM-41 can be used for measuring benzene vapor at low concentration.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: สิริลักษณ์ เจียรากร

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2553

Modified: 2554-07-10

Issued: 2554-06-08

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: EV597

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	EV597.pdf	2.62 MB	73	2024-12-17 13:09:41
2	EV597ab.pdf	86.08 KB	34	2018-05-11 01:33:20

ใช้เวลา

0.021837 วินาที