การเตรียมและสมบัติการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงของบิสมัทวานาเดตที่ตอบสนองภายใต้ช่วงแสงที่ตามองเห็น

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ศึกษากระบวนการสังเคราะห์และลักษณะเฉพาะของตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงบิสมัทวานาเดตที่ตอบสนองภายใต้ช่วงแสงที่ตามองเห็น ด้วยกระบวนการต่างๆ ได้แก่ กระบวนการไฮโดรเทอร์มัล โซโวลเทอร์มัล และกระบวนการตกตะกอนร่วมและแคลไซด์ โดยศึกษาตัวแปรในกระบวนการสังเคราะห์ เช่น ค่าพีเอชในการตกตะกอน ชนิดของตัวทำละลาย อุณหภูมิในการสังเคราะห์ และปริมาณการเติมวัสดุรองรับแกมมาอะลูมินา ซึ่งปัจจัยเหล่านี้ส่งผลกระทบที่สำคัญต่อ โครงสร้างเฟส รูปร่างของอนุภาค พื้นที่ผิวจำเพาะ และสมบัติการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงในการสลายสารละลายโรดามีนบีภายใต้ช่วงแสงที่ตามองเห็น โดยตัวเร่งปฏิกิริยาบิสมัทวานาเดตที่สังเคราะห์ด้วยกระบวนการไฮโดรเทอร์มัล ค่าพีเอช 1, 5 และ 7 อุณหภูมิ 200 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 6 ชั่วโมง แสดงโครงสร้างเฟสโมโนคลินิกที่มีความเป็นผลึกสูงเพียงเฟสเดียว ซึ่งค่าพีเอชที่ใช้ในการตกตะกอนได้ส่งผลกระทบที่สำคัญต่อรูปร่าง และขนาดอนุภาคของบิสมัทวานาเดต สำหรับผลของการใช้ตัวทำละลายที่แตกต่างกันพบว่าตัวอย่างบิสมัทวานาเดตที่สังเคราะห์ด้วยกระบวนการโซลโวเทอร์มัลที่ใช้เอทานอลเป็นตัวทำลาย มีประสิทธิภาพการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงที่สูงกว่าการใช้ตัวทำละลายอื่นๆ เช่น กลีเซอรอล และ เอทิลีนไกลคอล นอกจากนี้จากข้อมูลงานวิจัยบิสมัทวานาเดตที่สังเคราะห์ด้วยกระบวนการตกตะกอนร่วมและแคลไซด์ที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียสแสดงประสิทธิภาพในการสลายสารละลายโรดามีนบีได้สูงที่สุดเมื่อเทียบกับกระบวนการสังเคราะห์อื่นๆ รวมถึงการปรับปรุงตัวอย่างบิสมัทวานาเดตจากการเติมวัสดุรองรับอะลูมินาในปริมาณ 1 เปอร์เซ็นต์จากน้ำหนัก โดยตกตะกอนร่วมที่ค่าพีเอช 7 ผ่านการแคลไซด์ที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ทำให้ตัวอย่างบิสมัทวานาเดตมีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงที่สุดเท่ากับ 14.10 ตารางเมตรต่อกรัม และเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงในการสลายสารละลายโรดามีนบีสูงที่สุด ประมาณ 98.42 เปอร์เซ็นต์ภายใต้การฉายแสงเป็นเวลา 150 นาที