การสังเคราะห์และพิสูจน์เอกลักษณ์ของวัสดุโครงข่ายโลหะฟอสเฟต

กมลวรรณ ศรีกุศลานุกูล

Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/73465

Title:	การสังเคราะห์และพิสูจน์เอกลักษณ์ของวัสดุโครงข่ายโลหะฟอสเฟต
Other Titles:	Synthesis and characterization of open-framework metal phosphates
Authors:	กมลวรรณ ศรีกุศลานุกูล
Advisors:	นิปกา สุขภิรมย์
Other author:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
Advisor's Email:	Nipaka.S@Chula.ac.th
Subjects:	ฟอสเฟต
Issue Date:	2558
Publisher:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract:	ปัจจุบันวัสดุโครงข่ายเป็นวัสดุชนิดหนึ่งที่มีความน่าสนใจ เนื่องจากสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้หลายอย่าง เช่น การแลกเปลี่ยนไอออน การแยกสาร และนำไปเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา อีกทั้งยังสามารถออกแบบการสังเคราะห์ให้ได้วัสดุโครงข่ายที่มีโครงสร้างและสมบัติตามที่ต้องการ ในงานวิจัยนี้ ผู้วิจัยสนใจสังเคราะห์วัสดุโครงข่ายโลหะฟอสเฟตแบบเปิด (open-framework metal phosphates) โดยใช้โลหะ คือ ซิงค์ เหล็ก แมงกานีส และโคบอลต์ และพิสูจน์เอกลักษณ์ด้วยเทคนิค FT-IR, TGA และ XRD โดยภาวะที่เหมาะสมในการสังเคราะห์วัสดุโครงข่ายโลหะฟอสเฟต คือรีฟลักซ์ที่อุณหภูมิ 170 °C โดยใช้น้ำเย็นในการควบแน่น ทำให้ได้โครงสร้างวัสดุโครงข่ายแบบออร์โทรอมบิกที่มีขนาดเฉลี่ยของผลึก (lattice constants) a=1.47, b=1.46, c=0.89 นาโมเมตร ซึ่งเอทิลีนไดเอมีนมีอยู่ในวัสดุโครงข่ายโลหะฟอสเฟตมีการสลายตัวที่อุณหภูมิ 424 °C และพบว่าการมีอยู่ของเอทิลีนไดเอมีนมีความสำคัญต่อโครงสร้างของสาร จากการสังเคราะห์วัสดุโครงข่ายด้วยโลหะ 4 ชนิด พบว่าสามารถสังเคราะห์วัสดุโครงข่ายซิงค์ฟอสเฟตและโคบอลต์ฟอสเฟตได้ แต่ไม่สามารถสังเคราะห์วัสดุโครงข่ายไอรอนฟอสเฟตและแมงกานีสฟอสเฟต และผลของการโดปโลหะแทรนซิชันลงในวัสดุโครงข่ายซิงค์ฟอสเฟต พบว่าสามารถสังเคราะห์วัสดุโครงข่ายดังต่อไปนี้ได้ en₂Zn0.9Mn₀.₁(PO₄)₂ และ en₂Zn₁-xCox(PO₄)₂ ; (x = 0.0-1.0) จึงอาจสรุปได้ว่าความเสถียรของโลหะประจุ 2+ เป็นปัจจัยที่สำคัญในการเตรียมวัสดุโครงข่ายฟอสเฟต และการโดปโลหะต่างชนิดเกิดขึ้นได้เมื่อมีขนาดประจุใกล้เคียงกัน
Other Abstract:	In the present days, open-framework materials are one of the interesting materials because of their potential applications in ion-exchange, separation and catalysis. Moreover, their structures and properties could be designed as required. In this work, open-framework phosphates of zinc, manganese, iron and cobalt were synthesized and characterized by FT-IR, TGA, and XRD techniques. The optimal condition for synthesizing was found to be the reflux at 170 °C with water-cooling condensation. The structure of prepared products were confirmed as an open-framework with orthorhombic crystal system (a = 1.47, b=1.46, c=0.89 nm.). Ethylenediamine in the structure of zinc phosphate framework decomposed at 424 °C. Moreover, the existence of ethylenediamine, an organic compound containing in framework, was found to be necessary to maintain the structure. Among four metals using to synthesize metal phosphate frameworks, zinc and cobalt were successfully obtained, whereas iron and manganese were not. Iron, cobalt and manganese then were doped into the parent zinc phosphate. The results show that en₂Zn0.9Mn₀.₁(PO₄)₂ and en₂Zn0.9Mn₀.₁(PO₄)₂ ; (x = 0.0-1.0) can be achieved. In conclusion, the stability of metal 2+ was an important factor in synthesis of open-framework phosphate and the metal doping would be achieved among metals with similar sizes and charges.
Description:	โครงงานเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต ภาควิชาเคมี. คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ปีการศึกษา 2558
URI:	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/73465
Type:	Senior Project
Appears in Collections:	Sci - Senior Projects

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
Kamonwon_Sr_Se_2558.pdf	โครงงานวิทยาศาสตร์ฉบับเต็ม (Fulltext)	4.17 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record