ผลกระทบของชนิดของสารโปรโมทต่อคุณสมบัติเฉพาะของโลหะออกไซด์ผสมไททาเนียมสารโปรโมท และ อลูมิเนียม

Abstract

งานวิจัยศึกษาวิธีการเตรียมโลหะออกไซด์ผสมระหว่างไททาเนียมออกไซด์ สารโปรโมท และอลูมินาระดับนาโน ด้วยวิธีการโซลเจล โดยมีตัวแปรที่ศึกษาได้แก่ อุณหภูมิที่ใช้ในการเผา ชนิดของสารเติมแต่ง และชนิดของสารโปรโมท ผลการทดลองพบว่าอุณหภูมิในการเผาสารส่งผลกระทบต่อพื้นที่ผิวจำเพาะของโลหะออกไซด์ผสม เมื่อเพิ่มอุณหภูมิของการเผาส่งผลให้พื้นที่ผิวจำเพาะลดลง ดังนี้ สารประกอบ 5%TiO_2 /A1_2 O_3 มีพื้นที่ผิวจำเพาะ 264 ตารางเมตรต่อกรัม เมื่อสารถูกเผาที่ 300 องศาเซลเซียส 234 ตารางเมตรต่อกรัมเมื่อสารถูกเผาที่ 450 องศาเซลเซียส และ 200 ตารางเมตรต่อกรัมเมื่อสารถูกเผาที่ 600 องศาเซลเซียส จากนั้นศึกษาสารเติมแต่งจำพวกไดออล ซึ่งสารที่เลือกใช้คือ 1-3 บิวเทนไดออล จากการทดลองพบว่า พื้นที่ผิวจำเพาะมีขนาดเพิ่มขึ้น ในสารตัวอย่างที่มีการเติม 1, 3-บิวเทนไดออล โดยจะทำให้พื้นที่ผิวจำเพาะมีขนาดเพิ่มขึ้นประมาณร้อยละ 34 เมื่อเปรียบเทียบกับสารตัวอย่างที่ไม่มีการเติมสารประกอบประเภทไดออล ในส่วนสุดท้ายเป็นการศึกษาผลเติมสารโปรโมทต่อคุณสมบัติเฉพาะของโลหะออกไซด์ โดยเติมในปริมาณร้อยละ 15 โดยน้ำหนัก สารโปรโมทที่ใช้ ได้แก่ คอปเปอร์ออกไซด์ และเซอร์โครเนียมออกไซด์ จากการทดลองพบว่าเมื่อเติมเซอร์โครเนียมออกไซด์ในโลหะผสมออกไซด์ไทเทเนียม/อลูมินา พื้นที่ผิวจำเพาะของสารเท่ากับ 237 ตารางเมตรต่อกรัม ขณะที่การเติมคอปเปอร์ออกไซด์ให้พื้นที่ผิวจำเพาะ 207 ตารางเมตรต่อกรัม จากนั้นสารประกอบออกไซด์ที่ได้ทั้งหมดถูกนำไปวิเคราะห์ประมาณองค์ประกอบทางเคมี ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า องค์ประกอบทางเคมีเป็นไปตามที่คำนวณได้ หมายความว่าวิธีการโซลเจลทำให้ได้โลหะออกไซด์ที่มีความสม่ำเสมอขององค์ประกอบ ขนาดและอนุภาคของออกไซด์ถูกวิเคราะห์ด้วยเครื่องเอ็กซ์เรย์ดิฟแฟรคชั่น พบว่า โลหะมีการกระจายตัวอย่างดีในสารประกอบ Abstract In this work, the preparation and characterization of nano-particles of mixed oxide between titanium oxide and oxide of promoter doped on alumina was studied. Sol gel was used as preparation method. Many parameters such as calcinations temperatures, types of promoters and the presence of additive in the solution, were investigated in order to understand the effect of these parameters to specific surface area and metal oxide crystalline size of final mixed oxides. The result showed that specific surface areas of all samples decreased with an increase of calcinations temperatures. The specific surface areas of 5%TiO_2 /A1_2 O_3 were reported as followings: 264 m²/g at 300 ºC, 234 m²/g at 450 ºC and 200 m²/g at 600 ºC. Further investigation was the study of the effect of the addition of 1, 3-butanediol to the properties of final oxides. It was found that the presence of 1, 3-butanediol during the preparation led to a high specific surface area of the final oxide. The specific surface area increased approximately 34%. Also, the addition of 15% promoter such as ZrO_2 and CuO affected to specific surface area of the final oxides. Specific surface areas of a 5%TiO_2 /A1_2 O_3/15%ZrO_2 and a 5%TiO_2 /A1_2 O_3/15%CuO were 237 m²/g and 207 m²/g, respectively. Next, all samples were analyzed the crystalline size and phase of titanium oxide by XRD. Interestingly, no peak pattern was observed. This implied that all oxides in the sample were well dispersed or its particle sizes were less than 3 nm. Finally, EDX was used for determination of chemical compositions in the mixed oxides and the result from EDX showed that all chemicals were present in the samples.