Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/15205
Title: การเตรียมและลักษณะสมบัติของเมมเบรนคอมโพสิตไคโตซาน-อะลูมินา
Other Titles: Preparation and characterization of chitosan-alumina composite membrane
Authors: วัณณนา ทรัพย์สภาพ
Advisors: ขันทอง สุนทราภา
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
Advisor's Email: khantong@sc.chula.ac.th
Subjects: เมมเบรน (เทคโนโลยี)
เมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออน
ไคโตแซน
อะลูมินัมออกไซด์
เคมีวิเคราะห์
Issue Date: 2549
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: งานวิจัยนี้ได้เตรียมเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอนคอมโพสิตไคโตซาน-อะลูมินาเพื่อ ใช้ในเซลล์เชื้อเพลิง ไคโตซานที่ใช้มีมวลโมเลกุล ความหนืดบรู๊คฟิลด์ด้วยเข็มเบอร์หนึ่งของสารละลายไคโตซานร้อยละ 3 โดยน้ำหนัก และร้อยละการกำจัดหมู่แอซีทิลเท่ากับ 9.5×105 ดอลตัน, 2,716± 8.3 เซนติพอยส์ และร้อยละ 91.3±0.5 ตามลำดับ สารอะลูมินาที่ใช้มีขนาดอนุภาคเฉลี่ย ขนาด รูเฉลี่ย และพื้นที่ผิวเฉลี่ย เท่ากับ 1.1 ไมครอน, 47.3 อังสตรอม และ 22.8 ตารางเมตร/กรัม เมมเบรนที่เตรียมขึ้นในงานวิจัยนี้ ได้แก่ เมมเบรนไคโตซานเชื่อมขวาง เมมเบรนไคโตซานเชื่อมขวาง-อะลูมินา และเมมเบรนไคโตซานเชื่อมขวาง-อะลูมินาชนิดโดป การเชื่อมขวางเมมเบรน ไคโตซานและการโดปใช้สารละลายกรดซัลฟิวริกร้อยละ 4 และ 2 โดยน้ำหนัก ตามลำดับ อะลูมินาที่เติมมีอัตราส่วนร้อยละ 1 ถึง 20 โดยน้ำหนักของไคโตซาน แล้วทำการทดสอบสมบัติต่างๆ ของ เมมเบรน ได้แก่ โครงสร้างทางเคมี ร้อยละการดูดซับน้ำ ร้อยละการเปลี่ยนแปลงความหนา ความสามารถทนต่อแรงดึง ลักษณะสัณฐานวิทยา ค่าการซึมผ่านแก๊สไฮโดรเจน ความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออน และค่าการนำโปรตอน พบว่า ผลของการเติมอะลูมินาทำให้ค่าร้อยละการ ดูดซับน้ำ ร้อยละการเปลี่ยนแปลงความหนา ความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออน และค่าการนำโปรตอนเพิ่มขึ้น แต่ส่งผลให้ค่าความสามารถทนต่อแรงดึง และค่าการซึมผ่านแก๊สไฮโดรเจนลดลง โดยเมมเบรนที่มีศักยภาพที่สุด คือ เมมเบรนไคโตซานเชื่อมขวางด้วยสารละลายกรดซัลฟิวริกเข้มข้นร้อยละ 4 โดยน้ำหนัก ที่ปริมาณอะลูมินาร้อยละ 10 โดยน้ำหนักของไคโตซาน ซึ่งค่าการซึมผ่านแก๊สไฮโดรเจน และค่าการนำโปรตอน ที่อุณหภูมิห้อง มีค่าเท่ากับ 562.3±18.6 แบเรอร์ และ 1.0×10⁻²±1.8×10⁻³ ซีเมนส์/เซนติเมตร ตามลำดับ แต่เมื่อเทียบกับเมมเบรน เชิงพาณิชย์เนฟิออน 117 พบว่าค่าการนำโปรตอนยังคงต่ำกว่ามาก จึงทำการปรับปรุงด้วยการโดปด้วยสารละลาย กรดซัลฟิวริกเข้มข้นร้อยละ 2 โดยน้ำหนัก ส่งผลให้ค่าการซึมผ่านแก๊สไฮโดรเจน และค่าการนำโปรตอน ที่อุณหภูมิห้อง เพิ่มขึ้น เท่ากับ 569.2±54.2 แบเรอร์ และ 1.2×10⁻²± 1.3×10⁻³ ซีเมนส์/ เซนติเมตร ตามลำดับ.
Other Abstract: This research prepared chitosan-alumina composite proton exchange membranes for using in fuel cell. The molecular weight, viscosity and degree of deacetylation of chitosan were 9.5×105 dalton, 2,716±8.3 cP and 91.3±0.5%, respectively. Alumina having average particle size, average pore size and average surface area of 1.1 µm, 47.3 angstrom and 22.8 m2/g was used. The studied membranes were crooslinked chitosan, crosslinked chitosan-alumina and doped crosslinked chitosan-alumina. The crosslinking and doping agent were 4% and 2% by weight of sulfuric acid, respectively. Alumina contents were varied in the range of 1-20% by weight. The membranes were characterized for chemical structure, %water uptake, %thickness change, tensile strength, morphology, hydrogen gas permeability, ion exchange capacity and proton conductivity. It was found that %water uptake, %thickness change, ion exchange capacity and proton conductivity increased with alumina content. However, tensile strength and hydrogen gas permeability were decreased. The most potential was crosslinked chitosan with 4% by weight of sulfuric acid and containing 10% alumina. Its characteristics on H2 gas permeability and proton conductivity at room temperature were 562.3±18.6 barrer and 1.0×10⁻²±1.8×10⁻³ S/cm, respectively. Its proton conductivity was still much lower than that of Nafion® 117. It could be improved by doping with 2% by weight sulfuric acid. Its H2 gas permeability and proton conductivity at room temperature were 569.2±54.2 barrer and 1.2×10⁻²±1.3×10⁻³ S/cm, respectively.
Description: วิทยานิพนธ์ (วท.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2549
Degree Name: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level: ปริญญาโท
Degree Discipline: เคมีเทคนิค
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/15205
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
wannana.pdf1.91 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.