การอบแห้งแบบพ่นฝอยของอนุภาคคาร์บอนที่มีรูพรุนขนาด เมโซที่เตรียมจาก รีโซซินอล/ฟอร์มอลดีไฮด์/ไตรบล็อกโคพอลิเมอร์

Abstract

อนุภาคคาร์บอนที่มีรูพรุนขนาดเมโซสามารถเตรียมได้โดยใช้เทคนิคการอบแห้งแบบพ่นฝอยของสารละลายที่ประกอบด้วยรีโซซินอล-ฟอร์มอลดีไฮด์ เป็นแหล่งกำเนิดคาร์บอนและสารลดแรงตึงผิวไตรบล็อกโคพอลิเมอร์ (พลูโรนิค F127) เป็นแม่แบบโดยใช้กรดไฮโดรคลอริค โซเดียมคาร์บอเนต และโซเดียมไฮดรอกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา อนุภาคที่ได้จากการอบแห้งแบบพ่นฝอยจะถูกเผาให้เป็นคาร์บอนที่อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียสภายใต้บรรยากาศของก๊าซเฉื่อย เมื่อใช้กรดไฮโดรคลอริคเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา พบว่าเมื่อใช้อุณหภูมิขาเข้าของเครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอยที่ 180 องศาเซลเซียส อนุภาคคาร์บอนที่มีรูพรุนขนาดเมโซจะมีค่าพื้นที่ผิวที่สูงและมีการกระจายขนาดรูพรุนที่แคบกว่าเมื่อทำการอบแห้งแบบพ่นฝอยที่อุณหภูมิ160 องศาเซลเซียส แต่อนุภาคที่ได้จากการอบแห้งแบบพ่นฝอยที่ใช้กรดไฮโดรคลอริคเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาจะมีลักษณะรวมเข้ากันเป็นก้อน เมื่อใช้โซเดียมคาร์บอเนต และโซเดียมไฮดรอกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา พบว่าอนุภาคคาร์บอนที่สังเคราะห์ได้ไม่มีรูพรุนหรือมีรูพรุนน้อยมาก ทำการศึกษาอิทธิพลของค่าความเป็นกรด - ด่างของสารละลายรีโซซินอล – ฟอร์มอลดีไฮด์ก่อนการอบแห้งแบบพ่นฝอยที่ส่งผลต่อโครงสร้างรูพรุนของคาร์บอน จากผลการทดลองพบว่าสามารถปรับเปลี่ยนโครงสร้างรูพรุนได้โดยการปรับค่าความเป็นกรด - ด่างของสารละลายในสภาวะเริ่มต้น โดยพบว่าเมื่อใช้กรดไฮโดรคลอริคผสมกับโซเดียมไฮดรอกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ค่าความเป็นกรด-ด่างน้อยกว่า 2.41 คาร์บอนที่ได้จะมีค่าพื้นที่ผิวและขนาดรูพรุนสูงกว่าที่ช่วงค่าความเป็นกรด-ด่างมีค่าสูง ซึ่งสอดคล้องกับปริมาณเมทิลีนและเมทิลีนอีเทอร์ที่คำนวณได้จากการวิเคราะห์หมู่ฟังก์ชันโดยใช้เทคนิคการกระตุ้นสารด้วยพลังงานแสงช่วงแสงอินฟราเรด