การเตรียมผงทวิโลหะเงิน - ทองแดงโดยการรีดิวซ์สารประกอบไนเตรตด้วยกลีเซอรอล

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการสังเคราะห์ผงทวิโลหะเงิน-ทองแดงโครงสร้างแบบ core-shell ที่มีทองแดงเป็นแกนกลาง และเงินเป็นเปลือกหุ้มโดยกรรมวิธีการรีดิวซ์ด้วยกลีเซอรอล โดยทำการสังเคราะห์ผงทองแดงเพื่อใช้เป็นสารตั้งต้นด้วยการทำปฏิกิริยาระหว่างคอปเปอร์ไนเตรตไตรไฮเดรตกับสารละลายกลีเซอรอลผสมโซเดียมไฮดรอกไซด์ในสัดส่วนโดยโมลของโซเดียมไฮดรอกไซด์ต่อคอปเปอร์ไนเตรตที่ 0:1, 1:1, 2:1, 3:1, 4:1 และ 5:1 อุณหภูมิการทำปฏิกิริยาที่ 120, 140 และ 160°C และใช้ความเร็วรอบการกวนคงที่ 700 rpm พบว่าการเพิ่มความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ และอุณหภูมิส่งผลให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นโดยลดเวลาที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาจนเสร็จสมบูรณ์ และสร้างผงทองแดงที่มีขนาดลดลง การกระจายตัวสม่ำเสมอและเป็นทรงกลมมากขึ้น โดยสัดส่วนที่ 3:1 อุณหภูมิ 140°C ใช้เวลาทำปฏิกิริยาเสร็จสมบูรณ์ 27 นาที ได้ผงทองแดงมีการกระจายตัวที่ดีมาก รูปทรงค่อนข้างกลม ขนาดเฉลี่ยเท่ากับ 0.32±0.06 ไมครอน ผงทวิโลหะเงิน-ทองแดงสังเคราะห์โดยใช้ผงทองแดงที่ผลิตได้มาทำปฏิกิริยากับสารละลายกลีเซอรอลผสม EDTA, แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ และซิลเวอร์ไนเตรต ในขั้นต้นทำการศึกษาผลของเข้มข้นซิลเวอร์ไนเตรตในช่วง 0.01 - 0.10 โมลาร์ และเวลาในการทำปฏิกิริยาตั้งแต่ 1 - 30 นาที กับแผ่นทองแดง พบว่าการเพิ่มความเข้มข้นซิลเวอร์ไนเตรตทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงจึงส่งผลให้ชั้นเงินมีความหนามากขึ้น แต่เมื่อใช้เวลาทำปฏิกิริยานานขึ้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลง ความหนาชั้นเงินที่ได้จากการทำปฏิกิริยาที่ความเข้มข้น 0.10 โมลาร์ เป็นเวลา 30 นาที เท่ากับ 0.242 ไมครอน ในการสังเคราะห์ผงทวิโลหะเงิน-ทองแดงโดยใช้ผงทองแดงตั้งต้นขนาดเฉลี่ย 0.130 ไมครอน ความเข้มข้นซิลเวอร์ไนเตรต 0.01 - 0.10 โมลาร์ เป็นเวลา 1 นาที พบว่าผงที่ได้มีการเกาะรวมตัวกันเป็นกลุ่มก้อน โดยขนาดเฉลี่ยเพิ่มขึ้นจาก 0.180 - 0.187 ไมครอน และมีปริมาณเงินเพิ่มขึ้นจาก 62.80% - 75.34% โดยน้ำหนัก เมื่อใช้ความเข้มข้นเพิ่มขึ้นจาก 0.01 - 0.10 โมลาร์ ตามลำดับ