สมบัติการเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงของอนุภาคแคดเมียมซัลไฟด์ควอนตัมดอทในปฏิกิริยาแอมิเดชั่น

Abstract

เอไมด์ (amide) ถือเป็นกลุ่มฟังก์ชันที่สำคัญในทางเคมีอินทรีย์ เป็นองค์ประกอบหลักของโพลิเมอร์หลายชนิด กระบวนการสังเคราะห์เอไมด์ใช้ระยะเวลาค่อนข้างนานและให้ผลได้ร้อยละที่ต่ำ ไม่เกิดความคุ้มค่าในการผลิตทางอุตสาหกรรม หนึ่งในวิธีการลดปัญหาดังกล่าวในปัจจุบันของนักวิจัยคือการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง (photocatalyst) เพื่อลดระยะเวลาในกระบวนการดังกล่าวให้สั้นลง โครงการวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นที่จะพัฒนาวิธีการสังเคราะห์อนุภาคแคดเมียมซัลไฟด์ควอนตัมดอท (CdS QDs) เพื่อนำไปเป็นตัวเร่งเชิงแสงแบบวิวิธพันธ์ในปฏิกิริยาแอมิเดชั่น (amidation) ซึ่งอนุภาคแคดเมียมซัลไฟด์ควอนตัมดอทถูกสังเคราะห์ขึ้นทั้งหมด 2 วิธี พบว่าวิธีการสังเคราะห์วิธีที่ 2 ให้ผลดีกว่า เมื่อวิเคราะห์สมบัติเชิงแสงด้วยเทคนิคฟลูออเรสเซนส์พบว่ามีค่าความกว้างที่กึ่งความสูงต่ำกว่าการสังเคราะห์อนุภาคแคดเมียมซัลไฟด์ควอนตัมดอทด้วยวิธีที่ 1 และอนุภาคแคดเมียมซัลไฟด์ควอนตัมดอทจากการสังเคราะห์ด้วยวิธีที่ 2 มีเสถียรภาพของการเปล่งแสงโฟโตลูมิเนสเซนซ์สูงเมื่อเวลาผ่านไป 14 วัน เมื่อวิเคราะห์การกระจายตัวของธาตุด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดแบบวิเคราะห์ธาตุพบว่ามีธาตุ แคดเมียม, ซัลไฟด์, ออกซิเจน, ไนโตรเจนและคาร์บอน สามารถยืนยันได้ว่ามีทุกองค์ประกอบของอนุภาคแคดเมียมซัลไฟด์ควอนตัมดอทที่ถูกสังเคราะห์ขึ้น จากนั้นอนุภาคแคดเมียมซัลไฟด์ควอนตัมดอทที่มีขนาดอนุภาคแตกต่างกันถูกสังเคราะห์ขึ้นทั้งหมด 5 ชนิดจากวิธีที่ 2 เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาและถูกวัดขนาดของอนุภาคแบบมีสารละลายล้อมรอบด้วยเทคนิค DLS เมื่อนำอนุภาคแคดเมียมซัลไฟด์ควอนตัมดอททุกชนิดไปทดสอบเพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาแอมิเดชั่น จากผลการทดลองพบว่า Blue CdS QDs มีความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาแอมิเดชั่นมากที่สุด โดยมีร้อยละการเปลี่ยนไปเป็นผลิตภัณฑ์อยู่ที่ 37 และร้อยละของผลผลิตอยู่ประมาณ 4 จากผลการทดลองดังกล่าวหากได้รับการทดลองเพิ่มเติมผู้วิจัยคาดว่าจะสามารถใช้อนุภาคแคดเมียมซัลไฟด์ควอนตัมดอทเพื่อเร่งปฏิกิริยาแอมิเดชั่นในสภาวะต่าง ๆ ได้ดี อาจสามารถให้ค่าร้อยละการเปลี่ยนไปเป็นผลิตภัณฑ์และร้อยละของผลผลิตที่สูงขึ้นได้