การสังเคราะห์วัสดุผสมไฮบริด SnO₂/CNT และ SnO₂/ESM โดยใช้คลื่นไมโครเวฟช่วยเพื่อประยุกต์ใช้ในงานตรวจวัดแก๊ส

Microwave-assisted synthesis of SnO₂/CNT and SnO₂/ESM hybrid composites for gas sensing application

Name: นลิตา สว่างจิตต์

keyword: ทินออกไซด์

ThaSH: แกสแอลกอฮอล์ -- การวัด

; ไมโครเวฟ

; วัสดุผสมไฮบริด

; Microwaves

Abstract: ในงานวิจัยนี้ ทำการศึกษา และการสังเคราะห์สารประกอบทินออกไซด์โครงสร้างระดับนาโนโดยใช้คลื่นไมโครเวฟช่วย และใช้เส้นใยธรรมชาติจากเยื่อเปลือกไข่ และเส้นใยจากการสังเคราะห์จากท่อนาโนคาร์บอนเป็นแม่แบบ โดยในการสังเคราะห์ใช้ SnCl₄·5H₂O เป็นสารตั้งต้นสำหรับธาตุ Sn เยื่อเปลือกไข่จะถูกปรับสภาพพื้นผิวก่อนด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ขณะท่อนาโนคาร์บอนจะถูกปรับสภาพพื้นผิวก่อนด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตในบรรยากาศโอโซน โดยทำการศึกษาผลกระทบตัวแปรในการสังเคราะห์ที่มีผลต่อลักษณะทางกายภาพของเยื่อเปลือกไข่ที่ใช้เป็นแม่แบบและลักษณะทางกายภาพของสารประกอบทินออกไซด์ อาทิเช่น เวลาในการปรับปรุงสภาพผิวของเยื่อเปลือกไข่ที่ใช้เป็นแม่แบบ เวลาในการแช่เยื่อเปลือกไข่ในสารตั้งต้นทินออกไซด์ เวลาในการให้คลื่นไมโครเวฟ กำลังในการให้คลื่นไมโครเวฟและอุณหภูมิในการเผา เป็นต้น จากนั้น ศึกษาสมบัติทางพื้นผิวด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ศึกษาสมบัติทางโครงสร้างด้วยเครื่องวัดการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ ศึกษาโครงสร้างทางพันธะด้วยเทคนิคฟูเรียทรานฟรอร์มอินฟราเรดสเปกโตรสโคปี จากนั้นนำวัสดุผสมไฮบริดทินออกไซด์ที่ใช้เส้นใยธรรมชาติจากเยื่อเปลือกไข่เป็นแม่แบบและวัสดุผสมไฮบริดทินออกไซด์ที่ใช้ท่อนาโนคาร์บอนเป็นแม่แบบ มาประยุกต์ใช้งานเป็นวัสดุในการตรวจวัดแก๊ส พบว่า เวลาที่เหมาะสมในการปรับสภาพผิวเยื่อเปลือกไข่ด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่ใช้ คือ 12 ชั่วโมง เนื่องจากโครงสร้างที่มีลักษณะเป็นเส้นใยยังมีสภาพคงเดิม รวมถึงการเพิ่มเวลาในการแช่เยื่อเปลือกไข่ในสารตั้งต้นและการเพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้น ทำให้อนุภาคทินออกไซด์มีการเกาะบนผิวของเยื่อเปลือกไข่เพิ่มมากขึ้น การเพิ่มกำลังไฟฟ้าในการให้คลื่นไมโครเวฟ รวมถึงเพิ่มเวลาในการให้คลื่นไมโครเวฟ จะทำให้อนุภาคทินออกไซด์มีลักษณะเป็นทรงกลม ขนาดค่อนข้างเล็กจนลักษณะเกือบอสันฐาน มีลักษณะโครงสร้างเป็นแบบเตตะโกนอล เกาะอยู่บนผิวของเยื่อเปลือกไข่รวมถึงมีแนวโน้มเพิ่มมากขึ้น เมื่อทำการเพิ่มเวลาและเพิ่มกำลังในการให้คลื่นไมโครเวฟ จากนั้นทำการศึกษาเงื่อนไขต่างๆ ของวัสดุผสมไฮบริดทินออกไซด์ที่ใช้ท่อนาโนคาร์บอนเป็นแม่แบบ พบว่า อนุภาคทินออกไซด์ที่ได้มีลักษณะเป็นทรงกลม ขนาดเล็ก มีลักษณะโครงสร้างเป็นแบบเตตะโกนอล มีการเกาะอยู่บนผิวของท่อนาโนคาร์บอน ขนาดผลึกของอนุภาคทินออกไซด์ที่ได้จากการเตรียมที่กำลังไฟฟ้า 300 วัตต์ มีขนาดประมาณ 2.4 ถึง 2.7 นาโนเมตร และ มีขนาดประมาณ 2.3 ถึง 2.8 นาโนเมตร เมื่อทำการให้คลื่นไมโครเวฟที่กำลังไฟฟ้า 450 วัตต์ การเผาแอนนีลช่วยให้อนุภาคทินออกไซด์ที่ได้มีความเป็นผลึกที่ดีมากขึ้น จากผลการวิเคราะห์อนุภาคของทินออกไซด์ของวัสดุผสมไฮบริดทินออกไซด์ที่ใช้เส้นใยธรรมชาติจากเยื่อเปลือกไข่เป็นแม่แบบและวัสดุผสมไฮบริดทินออกไซด์ที่ใช้ท่อนาโนคาร์บอนเป็นแม่แบบ ชี้ให้เห็นว่า พลังงานความร้อนที่เพิ่มขึ้นส่งผลต่อการก่อตัวของอนุภาคทินออกไซด์ที่ดีมากขึ้น จากนั้นนำวัสดุผสมไฮบริดทินออกไซด์ที่ใช้เส้นใยธรรมชาติจากเยื่อเปลือกไข่เป็นแม่แบบและวัสดุผสมไฮบริดทินออกไซด์ที่ใช้ท่อนาโนคาร์บอนเป็นแม่แบบมาประยุกต์เป็นวัสดุตรวจวัดแก๊สแอลกอฮอล์ แต่วัสดุผสมไฮบริดทินออกไซด์ที่ใช้เส้นใยธรรมชาติจากเยื่อเปลือกไข่เป็นแม่แบบไม่สามารถทำได้ เนื่องจากวัสดุผสมไฮบริดทินออกไซด์ที่ใช้เส้นใยธรรมชาติจากเยื่อเปลือกไข่เป็นแม่แบบไม่สามารถตรวจวัดแก๊สแอลกอฮอล์ที่อุณหภูมิห้องได้ แต่วัสดุผสมไฮบริดทินออกไซด์ที่ใช้ท่อนาโนคาร์บอนเป็นแม่แบบสามารถนำมาประยุกต์ใช้งานเป็นวัสดุตรวจวัดแก๊สแอลกอฮอล์ โดยพบว่าการตอบสนองในการตรวจวัดแก๊สแอลกอฮอล์เพิ่มมากขึ้นเมื่ออุณหภูมิในการเผาแอนนีลเพิ่มขึ้น"

Abstract: SnO2 nanostructures were synthesized via microwave-assisted process using natural fibers from egg shell membrane (ESM) and carbon nanotubes (CNTs) as the templates. The process used SnCl4.5H2O as a starting precursor for Sn source. H2O2 treated natural nanofibers from egg shell membrane and UV-ozone treated CNTs effective scaffolds for SnO2 formation. Effects of crucial process parameters including surface treating time, precursor immersing time, microwave power, irradiation time and calcination temperature on relevant physical properties of synthesized tin oxide compound were extensively investigated. The structural properties, morphologies and relevant chemical bonding of as-synthesized samples were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) so that the important process parameters were notified. Moreover, the synthesized materials can be applied as potential Gas sensing material. The eggshell membrane was immersed in hydrogen peroxide for 12 h. because the structure of the fiber is still. . it is unclear to observe the formation of SnO2 structure on the ESM surface. After the irradiation time and increases power and increases concentration the cluster of SnO2 particles was sparsely dispersed on the surface of ESM with less uniformity. Then study the conditions of the hybrid composite tin oxide using carbon nanotubes as templates found to tin oxide particles that resembles a small structure, a stage called cholesterol. Is perched on the surface of carbon

สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: Lifelong@kmitl.ac.th

Name: วิชาญ เตชิตธีระ

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์

Email : wicharn.te@kmitl.ac.th

Created: 2560

Modified: 2564-02-25

Issued: 2564-02-23

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: EThesis

tha

Level: ปริญญาโท

Descipline: ฟิสิกส์ประยุกต์

Grantor: สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

©copyrights สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Fulltext Nalita Sawangjit.pdf	10.67 MB	3	2021-09-16 14:17:53

ใช้เวลา

0.039695 วินาที