การเตรียมคาร์บอนที่มีรูพรุนจากเรซินน้ำมันเปลือกเมล็ดมะม่วงหิมพานต์-ฟอร์มาลดีไฮด์

Abstract

ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาการนำน้ำมันเปลือกเมล็ดมะม่วงหิมพานต์ มาใช้เป็นวัตถุดิบตั้งต้นสำหรับการสังเคราะห์เรซินน้ำมันเปลือกเมล็ดมะม่วงหิมพานต์-ฟอร์มาลดีไฮด์ผ่านทางกระบวนการพอลิเมอร์ไรเซชันโดยไม่มีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา เพื่อทดแทนการใช้ฟีนอลซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ทางปิโตรเลียม และเพื่อเป็นการสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับเรซิน จึงได้นำเรซินไปต่อยอดเป็นวัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์เป็นคาร์บอนที่มีรูพรุน ผ่านทางกระบวนการคาร์บอไนเซชันภายใต้แก๊สไนโตรเจน และเพื่อเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของพื้นที่ผิวจำเพาะ และปริมาตรของรูพรุนให้กับคาร์บอนที่สังเคราะห์ได้ จึงได้มีการนำไปผ่านกระบวนการกระตุ้น 2 วิธี ได้แก่ การกระตุ้นทางกายภาพด้วยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ และการกระตุ้นทางเคมีด้วยสารละลายเหล็ก (III) ไนเตรต [Fe(NO3)3] ในส่วนของการวิเคราะห์ เรซินจะถูกทดสอบสมบัติเชิงความร้อน คาร์บอนจะถูกทดสอบสมบัติด้วยวิธี เอกซ์เรยดิฟแฟรกชัน การดูดซับและการคายซับไนโตรเจน และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด จากการศึกษาพบว่าเรซินมีสมบัติเชิงความร้อนอยู่ในช่วงอุณหภูมิ 382-750 องศาเซลเซียส เมื่อนำเรซินไปผ่านกระบวนการคาร์บอไนเซชันภายใต้แก๊สไนโตรเจน คาร์บอนที่ได้มีค่าพื้นที่ผิวจำเพาะ ปริมาตรรูพรุนแบบไมโครพอร์และมีโซพอร์น้อยมากจนถือว่าไม่มีรูพรุนเกิดขึ้น ในทางกลับกันเมื่อทำการกระตุ้นทางกายภาพด้วยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนที่ได้มีประสิทธิภาพที่ดีขึ้น โดยช่วยเสริมสร้างการเกิดของรูพรุนแบบไมโครพอร์ ส่งผลให้ค่าพื้นที่ผิวจำเพาะสูงที่สุดมีค่าเท่ากับ 291 ตารางเมตรต่อกรัม โดยมีปริมาตรรูพรุนแบบไมโครพอร์เท่ากับ 0.1104 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อกรัม นอกจากนี้เมื่อนำไปกระตุ้นทางเคมีด้วยสารละลายเหล็ก (III) ไนเตรต สามารถช่วยก่อให้เกิดการสร้างของรูพรุนแบบมีโซพอร์ ที่มีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงมีค่าเท่ากับ 153 ตารางเมตรต่อกรัม และมีปริมาตรรูพรุนแบบมีโซพอร์เท่ากับ 0.0928 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อกรัม อีกทั้งคาร์บอนที่ได้ยังแสดงคุณสมบัติทางแม่เหล็ก สามารถแยกออกจากตัวกลางได้ง่ายด้วยแรงแม่เหล็กภายนอก