Synthesis Development and Photocatalytic Activity of High Specific Surface Area Nanosheets Titania
โดย สรพงษ์ ภวสุปรีย์, จุไรรัตน์ ดวงเดือน, สมหมาย ผิวสอาด, สิงห์โต สกุลเขมฤทัย และณรงค์ชัย โอเจริญ
ปี 2553
บทคัดย่อ (Abstract)
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเตรียมวัสดุรูพรุนนาโน TiO2 จากแผ่นบางนาโนที่มีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงโดยกระบวนการไฮโดรเทอร์มอลที่อุณหภูมิ 120 ºC เป็นเวลา 12 ชั่วโมง ด้วยชุดถังปฏิกรณ์ที่สามารถออกแบบและผลิตขึ้นได้เองภายในประเทศ โดยศึกษาถึงรูปร่าง ขนาด ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องทะลุผ่าน (Transmission electron microscopy, TEM) โครงสร้างผลึก ด้วยเครื่องตรวจวัดการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์ (X-ray diffraction, XRD) พื้นที่ผิวจำเพาะ (BET specific surface area) และค่าการกระตุ้นปฏิกิริยาแบบใช้แสงของวัสดุที่เตรียมไว้ จากการทดลองพบว่า แผ่นบางนาโนที่เตรียมได้มีโครงสร้างอสัณฐาน มีพื้นที่ผิวจำเพาะ เส้นผ่านศูนย์กลางของรูพรุน และปริมาตรรูพรุนอยู่ที่ประมาณ 360.28 m2/g, 3-5 nm และ 0.275 cm3/g ตามลำดับ แผ่นบางนาโนที่ผ่านการให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 300-600 ºC มีโครงสร้างผลึกแบบเฟสอนาเทศ และมีพื้นที่ผิวจำเพาะลดลง ซึ่งโครงสร้างผลึกแบบอนาเทศ TiO2 มีค่าเพิ่มขึ้น เมื่อให้อุณหภูมิสูงขึ้น และแผ่นบางนาโนที่ผ่านการให้ความร้อนแล้วมีค่าการกระตุ้นปฏิกิริยาแบบใช้แสงสูงกว่าแผ่นบางนาโนที่ไม่ได้ผ่านการให้ความร้อน และนาโน TiO2 เชิงพาณิชยื (P-25, JRC-01, JRC-03) วิธีการเตรียมนี้เป็นวิธีการเตรียมแผ่นบางนาโนที่ไม่ซับซ้อนด้วยชุดถังปฏิกรณืที่ออกแบบและสร้างเองในประเทศ
The aim of this study is to prepare mesoporous TiO2 from high specific surface area nanosheets by simple hydrothermal method at 120 ºC of 12 hrs using autoclave unit (Thai made). The shape, size (TEM), crystalline structure (XRD), BET-specific surface area and photocatalytic activity of the prepare samples were investigated. The XRD results revealed that the prepared nanosheets were amorphous phase. The specific surface area, average pore diameter and pore volume were 360.28 m2/g, 3-5 nm and 0.275 cm3/g, respectively. The crystalline structure of calcined nanosheets at 300-600 ºC was anatase TiO2 with decreasing in the specific surface area. The intensity of anatase TiO2 structure increased when the calcination temperature was increased. The photocatalytic activity of the calcined nanosheets was higher than the as-synthesized nanosheets and commercial nano TiO2 (P-25, JRC-01, JRC-03). This preparation method provided a simple routh to fabricate nanosheets using autoclave unit (Thai made).
DOWNLOAD : Synthesis Development and Photocatalytic Activity of High Specific Surface Area Nanosheets Titania