วัสดุไฮบริดของซิงค์ออกไซด์กับโครงสร้างระดับนาโนคาร์บอนสําหรับ การตรวจวัด NO2 และ CO ที่อุณหภูมิห้อง

ชัยศักดิ์ อิสโร; ฐานวีร์ โชติจารุสวัสดิ์; เอกพงษ์ สุวัฒนมาลา

dc.contributor.author	ชัยศักดิ์ อิสโร
dc.contributor.author	ฐานวีร์ โชติจารุสวัสดิ์
dc.contributor.author	เอกพงษ์ สุวัฒนมาลา
dc.contributor.other	มหาวิทยาลัยบูรพา. คณะวิทยาศาสตร์
dc.date.accessioned	2019-07-18T03:43:46Z
dc.date.available	2019-07-18T03:43:46Z
dc.date.issued	2560
dc.identifier.uri	http://dspace.lib.buu.ac.th/xmlui/handle/1234567890/3627
dc.description.abstract	ในงานวิจัยนี้ได้ทําการสังเคราะห์ท่อนาโนคาร์บอน (Carbon nanotubes, CNTs) ด้วยเทคนิค การเคลือบไอระเหยทางเคมี (Chemical vapor deposition, CVD) ที่อุณหภูมิ 900 องศาเซลเซียส ภายใต้ความดันสุญญากาศ โดยใช้เอทานอลและแอมโมเนียมเฟอริ (III) ซิเตรด เป็นแหล่งกําเนิดคาร์บอนและโลหะคะตะลิสต์ ตามลําดับ เพื่อที่จะกําจัดคาร์บอนอสัณฐานและโลหะคะตะลิสต์ที่เหลือ CNTs ที่ สังเคราะห์ได้จะถูกนําไปทําให้บริสุทธิด้วยการกัดด้วยกรดและความร้อนตามลําดับ CNTs ที่ผ่านการทํา ให้บริสุทธิจะถูกนําไปไฮบริดกับอนุภาคนาโนซิงออกไซด์ (Zinc oxide nanoparticles, ZnO NPs) ใน สารละลายเอทานอลและโซเดียม ไฮดรอกไซด์ด้วยวิธีปันกวนที่อุณหภูมิห้อง (อ้างอิงเป็น ZnO-CNTs) สัณฐานวิทยา, โครงสร้างนาโน, องค์ประกอบ, ความสมบูรณ์ และความเป็นผลึกของ CNTs และ ZnOCNTs ที่สังเคราะห์ได้จะถูกตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (Scanning electron microscopy, SEM), เครื่องวิเคราะห์ธาตุเชิงพลังงานด้วยเอกซเรย์ (Energy-dispersive X-ray spectroscopy, EDX), กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (Transmission electron microscopy, TEM) และรามานสเปคโทรสโกปี (Raman spectroscopy) ผลการวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ อิเล็กตรอนแบบส่องกราด, กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน และรามานสเปกโทรสโกปีแสดง ให้เห็นว่า CNTs ที่สังเคราะห์ได้มีโครงสร้างแบบผนังคู่ (Double-walled carbon nanotubes, DWCNTs) ZnO NPs ถูกติดสําเร็จกับผนังท่อของ DWCNTs ซึ่งยืนยันได้ด้วยการวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน และเครื่องวิเคราะห์ธาตุเชิงพลังงานด้วยเอกซเรย์ CNTs และ ZnO-CNTs ที่สังเคราะห์ได้จะถูกนําไปตรวจวัดแก๊สไนโตรเจนไดออกไซด์ (Nitrogen dioxide, NO2) ที่ความเข้มข้น 50-200 ในพันล้านส่วน (parts per million, ppm) ที่อุณหภูมิห้องถึง 100 องศาเซลเซียส พบว่าค่าการตอบสนองของ CNTs ต่อแก๊ส NO2 ที่ความเข้มข้น 100 ppm ที่อุณหภูมิห้อง, 75 และ 100 องศาเซลเซียส เท่ากับ 44.28%, 48.15% และ 38.88% ตามลําดับ ในขณะที ZnO-CNTs เท่ากับ 25.62%, 33.92% และ 31.13% ตามลําดับ ค่าการตอบสนอง ของ ZnO-CNTs มีค่าตํ่ากว่า CNTs สาเหตุคาดว่ามาจาก ZnO NPs ที่ยึดเกาะบนผนังท่อของ DWCNTs ทําให้มีพื้นที่สําหรับการดูดซับแก๊สลดลงเป็นผลทําให้มีค่าการตอบสนองที่ต่ำลง ค่าความต้านทานไฟฟ้าของเซนเซอร์ DWCNTs และ ZnO/DWCNTs มีค่าลดลงเมื่อสัมผัสกับแก๊ส NO2 เป็นหลักฐานแสดงให้เห็นว่าวัสดุไฮบริดแสดงคุณสมบัติเป็นสารกึ่งตัวนําชนิดพี ผลดังกล่าวแสดงให้เห็นด้วยว่าวัสดุหลักที่เป็นตอบสนองแก๊สคือ DWCNTs	th_TH
dc.description.sponsorship	งานวิจัยนี้ได้รับทุนสนับสนุนการวิจัยจากงบประมาณเงินรายได้จากเงินอุดหนุนรัฐบาล (งบประมาณแผ่นดิน) ประจําปีงบประมาณ พ.ศ. 2560	th_TH
dc.language.iso	th	th_TH
dc.publisher	คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา	th_TH
dc.subject	วัสดุนาโนคาร์บอน
dc.subject	แก๊สเซ็นเซอร์
dc.subject	สาขาวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์
dc.title	วัสดุไฮบริดของซิงค์ออกไซด์กับโครงสร้างระดับนาโนคาร์บอนสําหรับ การตรวจวัด NO2 และ CO ที่อุณหภูมิห้อง	th_TH
dc.title.alternative	Hybrid materials of zinc oxide with carbon nanostructures for sensing NO2 and CO gas at room temperature	th_TH
dc.type	Research	th_TH
dc.author.email	akapong@buu.ac.th
dc.author.email	chaisak@buu.ac.th
dc.author.email	thitikor@buu.ac.th
dc.year	2560	th_TH
dc.description.abstractalternative	In this work, carbon nanotubes (CNTs) were synthesized by chemical vapor deposition (CVD) at 900 °C at pressure 1 mbar using ethanol and ammonium iron (III) citrate as carbon source and metal catalyst, respectively. To remove amorphous carbon and remain metal catalyst, the synthesized CNTs were purified by acid and thermal treatments, respectively. The purified CNTs were mixed with zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs)-ethanol-sodium hydroxide and followed by stirred at room temperature (hereafter referred as to ZnO-CNTs). The morphology, nanostructure, composition, purity and crystallinity of CNTs and ZnO-CNTs were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), energydispersive X-ray spectroscopy (EDX), transmission electron microscopy (TEM) and Raman spectroscopy. The results of SEM, TEM images and Raman spectra show that the structure of CNTs were double-walled carbon nanotubes (DWCNTs). ZnO NPs were successfully attached on the sidewall of DWCNTs which was confirmed by TEM and EDX. CNTs and ZnO-CNTs were detected to nitrogen dioxide gas (NO2) in the range of 50 to 200 parts per million (ppm) at different temperature. The sensitivity of CNTs to 100 ppm NO2 gas at room temperature, 75 °C and 100 °C were 44.28 %, 48.15 % and 38.88 %, respectively, while the sensitivity of ZnO-CNTs were 25.62 %, 33.92 % and 31.13 %, respectively. The sensitivity of ZnO-CNT sensor is lower than that of CNTs sensor. This result may be attributed to the ZnO NPs-attached on the sidewall of DWCNT, and thus decrease the surface area for gas adsorption, resulting in a decrease in the sensitivity. The decrease in resistance is an evidence that the hybrid materials are p-type semiconductor. This results show that the majority material for sensing is DWCNTs	en