Nanocapillary column on self-assembly carbon nanotubes

โดย ไพฑูรย์ ทรัพย์อุดม

ปี 2557

บทคัดย่อ

การวิจัยครั้งนี้เป็นการเตรียมแคปพิลลารี่คอลัมน์ชนิดนาโนด้วยวิธีประกอบตัวขึ้นเองของท่อนาโนคาร์บอน (Carbon Nanotubes, CNTs) เพื่อทำหน้าที่เป็นเฟสที่อยู่กับที่สำหรับเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟี โดยการออกแบบและสร้างระบบสังเคราะห์ขึ้น เพื่อทำการสังเคราะห์ท่อนาโนคาร์บอนด้วยวิธีประกอบตัวขึ้นเองในท่อสแตนเลสสตีล ชนิดแคปพิลลารี่ด้วยวิธีการตกสะสมไอเคมี (Chemical Vapor Deposition: CVD) และเพื่อศึกษาแหล่งของคาร์บอน สภาวะที่เหมาะสมในการสังเคราะห์ และศึกษาประสิทธิภาพของคอลัมน์ที่เตรียมได้

จากการศึกษาขั้นตอนการสังเคราะห์ท่อนาโนคาร์บอน พบว่า สภาวะที่เหมาะสมในการเตรียมพื้นที่ผิวภายในท่อสแตนเลสสตีล ใช้อัตราการไหลของอากาศและแก๊สไฮโดรเจนที่  65 มิลลิลิตรต่อนาที อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 45 นาที เพื่อให้เกิดผลึกโลหะนาโนบนผิวด้านในของท่อ ทำหน้าที่เป็นคะตะลิสต์ และสังเคราะห์ท่อนาโนคาร์บอนโดยใช้แก๊สหุงต้มเป็นสารตั้งต้น ที่อุณหภูมิ 700 องศาเซลเซียส อัตราการไหล 35 มิลลิลิตรต่อนาที เป็นเวลา 60 นาที ท่อนาโนคาร์บอนที่ได้เป็นชนิดผนังหลายชั้น (Multi-walled Carbon Nanotubes) มีลักษณะการกระจายตัวของท่อนาโนคาร์บอนเป็นแบบไม่ได้วางตัวตั้งฉากกับพื้นผิวของท่อ แต่มีลักษณะการกระจายตัวแบบนอนราบไปกับผิวของท่อ มีความหนาประมาณ 0.34 ไมโครเมตร ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย 22.4-28.2 นาโนเมตร ประสิทธิภาพของแคปพิลลารี่คอลัมน์ชนิดนาโนที่เตรียมได้(ความยาว 1 เมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.21 มิลลิเมตร) เมื่อเปรียบเทียบกับคอลัมน์ทางการค้า (DB-5 ความ ยาว 30 เมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.25 มิลลิเมตร) พบว่า มีประสิทธิภาพการแยกสารอินทรีย์ได้หลายกลุ่มโดยเฉพาะกลุ่มแอลกอฮอล์ เช่น เมทานอล เอทานอล โพพานอล และบิวทานอล ได้ดีใกล้เคียงกัน แต่ใช้เวลาในการวิเคราะห์น้อยกว่า มีเบสไลน์ (baseline) ที่เสถียร ค่าเพลททางทฤษฏี (Theoretical plates) 119-296และค่าการแยก (resolution)  ≤ 1.5

Download : Nanocapillary column on self-assembly carbon nanotubes