การสังเคราะห์อนุภาคคาร์บอนในระดับนาโนเมตร โดยอาศัยการไพโรไลซิสร่วมของกลีเซอรอลกับเฟอร์โรซีน

Abstract

ในที่นี้ประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนคาร์บอน เช่น ท่อนาโนคาร์บอนแคปซูลนาโนคาร์บอน ด้วยวิธีการไพโรไลซิสร่วมของกลีเซอรอล โดยมีเฟอร์โรซีนเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาสภาวะอุณหภูมิไพโรไลซิส โดยอุณหภูมิที่ศึกษาคือ ที่ 850 1000 และ 1200 องศาเซลเซียส อัตราส่วนโดยโมลระหว่างกลีเซอรอลและเฟอร์โรซีน คือ 5 ต่อ 1 10 ต่อ 1 และ 20 ต่อ 1 และอัตราการไหลของก๊าซตัวพาเป็น 50 และ 100 มิลลิลิตรต่อนาที อนุภาคนาโนคาร์บอนที่สังเคราะห์ได้ถูกวิเคราะห์ด้วยเทคนิค กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (Transmission electron microscopy, TEM) กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งกราด (scanning electron microscope, SEM) Dynamic Light Scattering (DLS) และ Raman spectroscopic analyses โดยสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการสังเคราะห์ท่อนาโนคาร์บอน คือ ที่อุณหภูมิไพโรไลซิส 850 องศาเซลเซียส อัตราส่วนโดยโมลระหว่างกลีเซอรอลต่อเฟอร์โรซีนเป็น 5 ต่อ 1 อัตราการไหลของก๊าซตัวพาเท่ากับ 50 มิลลิลิตรต่อนาที และจากการใช้เครื่องอิเล็กตรอนไมโครสโครบ พบว่าชนิดผลิตภัณฑ์นาโนคาร์บอนที่สังเคราะห์ได้ขึ้นอยู่กับตำแหน่งท่อควอทซ์ คือ ช่วงต้นท่อ พบผลิตภัณฑ์เป็นท่อคาร์บอนมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 300-500 นาโนเมตร ส่วนผลิตภัณฑ์ที่พบกลางท่อควอทซ์เป็นท่อนาโนคาร์บอน มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 30-50 นาโนเมตร และผลิตภัณฑ์ปลายท่อควอทซ์พบ แคปซูลนาโนคาร์บอนที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 30-50 นาโนเมตร ตรวจสอบความเป็นผลึกด้วยเทคนิครามานได้สัดส่วนระหว่าง I [subscript D] ต่อ I [subscript G] ประมาณ 0.46 บ่งชี้ว่าท่อนาโนคาร์บอนมีการจัดเรียงโครงสร้างที่ดี