Synthesis of CdS-Fe₃O₄ magnetic nanoparticle for organic catalysis

Krittin Poottafai

dc.contributor.advisor	Numpon Insin
dc.contributor.author	Krittin Poottafai
dc.contributor.other	Chulalongkorn University. Faculty of Science
dc.date.accessioned	2022-10-11T07:34:46Z
dc.date.available	2022-10-11T07:34:46Z
dc.date.issued	2562
dc.identifier.uri	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/80643
dc.description	โครงงานเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาเคมี. คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ปีการศึกษา 2562	en_US
dc.description.abstract	This research focuses on developing CdS quantum dots (CdS QDs) with superparamagnetic property to be used as a heterogeneous photocatalyst in thioacid-mediated amide formation and exploring the most suitable means to synthesize CdS magnetic quantum dots (CdS MQDs) with high photocatalytic activity. CdS QDs were synthesized using hydrothermal method and various CdS MQDs were obtained, but only two types of CdS MQDs were well characterized and tested, namely CdS-Fe₃O₄ MQDs and CdS-SiO₂/Fe₃O₄ MQDs. These two types of MQDs were synthesized by growing CdS QDs on the surface of the preformed magnetic nanoparticles using hydrothermal method. TEM was used to study the morphology of CdS QDs and CdS-Fe₃O₄ MQDs, and the results showed that CdS-Fe₃O₄ MQDs formed a nanonetwork structure instead of the expected core-shell structures. UV/vis spectroscopy and fluorescence spectroscopy were used to study their optical properties. CdS-Fe₃O₄ MQDs showed low fluorescence intensity when excited with 440 nm light; on the other hand, CdS-SiO₂/Fe₃O₄ MQDs still retain high fluorescence, almost identical to bare CdS QDs. When used as a photocatalyst in the reaction between Potassium thioacetate and p-anisidine, CdS-Fe₃O₄ and CdS QDs cannot be compared together due to the difference in catalyst amount. However, CdS-SiO₂/Fe₃O₄ MQDs gave higher quantity of product compared to the bare CdS QDs, 70% and 24% respectively, when present in the reaction in low quantity (0.07 wt%). The results showed that with some more experiments, these methods could be used to synthesize CdS magnetic quantum dots with photocatalytic property.	en_US
dc.description.abstractalternative	งานวิจัยนี้มุ่งไปที่การพัฒนาอนุภาคแคดเมียมซัลไฟด์ควอนตัมดอท (CdS QDs) ที่มีสมบัติแม่เหล็กแบบซูเปอร์พาราแมกเนติกเพื่อใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธ์เชิงแสงในปฏิกิริยาสังเคราะห์เอไมด์ผ่านไทโอเอซิดและค้นหาวิธีในการสังเคราะห์อนุภาคแคดเมียมซัลไฟล์ควอนตัมดอทที่มีสมบัติแม่เหล็กที่มีสมบัติในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา อนุภาคแคดเมียมซัลไฟด์ควอนตัมดอทถูกสังเคราะห์โดยวิธีไฮโดรเทอร์มัลและอนุภาคแคดเมียมซัลไฟด์ที่มีสมบัติแม่เหล็กหลากหลายรูปแบบได้ถูกทดลองสังเคราะห์ขึ้นเช่นกัน อย่างไรก็ตามมีอนุภาคควอนตัมดอทแม่เหล็กเพียงสองชนิดที่ได้รับการตรวจสอบเอกลักษณ์และทดสอบในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา อนุภาคแม่เหล็กทั้งสองได้แก่แคดเมียมซัลไฟด์บนผิวอนุภาคแมกนีไทต์ (CdS-Fe₃O₄) และแคดเมียมซัลไฟด์บนพื้นผิวซิลิกาที่หุ้มอนุภาคแมกนีไทต์ (CdS-SiO₂/Fe₃O₄) อนุภาคทั้งสองชนิดถูกสังเคราะห์โดยการฝังตัวของแคดเมียมซัลไฟด์บนผิวของอนุภาคแม่เหล็กผ่านกระบวณการไฮโดรเทอร์มอล ผลจากกล้องจุลทรรศน์แบบส่องผ่านแสดงให้เห็นว่า CdS-Fe₃O₄ มีโครงสร้างแบบโครงข่ายนาโนแทนที่จะเป็นการสร้างชั้นแคดเมียมซัลไฟด์หุ้มรอบแกนอนุภาคตามที่คาดไว้เบื้องต้น เทคนิคการดูดซับแสงยูวีและเทคนิคการเปล่งแสงฟลูออเรสเซนท์ถูกใช้เพื่อทดสอบสมบัติเชิงแสงของอนุภาคและพบว่า CdS-Fe₃O₄ มีการเปล่งแสงฟลูออเรสเซนท์ที่ต่ำมากในขณะที่ CdS-SiO₂Fe₃O₄ มีการเปล่งแสงเทียบเท่า CdS ปกติ โดยอนุภาคทั้งหมดได้รับแสงกระตุ้นที่ความยาวคลื่น 440 นาโนเมตร สุดท้ายอนุภาคทั้งหมดได้ถูกทดสอบในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงในปฏิกิริยาระหว่างโพแทสเซียมไทโออซิเตตและพาราแอนนิซิดีน เนื่องจากข้อผิดพลาดของปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาทำให้ไม่สามารถระบุและเปรียบเทียบประสิทธิภาพที่แท้จริงของ CdS-Fe₃O₄ ได้ อย่างไรก็ตามเมื่อเปรียบเทียบระหว่าง CdS และ CdS-SiO₂/Fe₃O₄ แล้วพบว่าทั้งสองให้ปริมาณผลิตภัณฑ์ 24% และ 70% ตามลำดับ โดยปริมาณตัวเร่งที่ใช้ในปฏิกิริยาเท่ากันที่ร้อยละ 0.07 โดยน้ำหนัก ผลการทดลองดังกล่าวหากได้รับการทดลองเพิ่มเติมเพื่อยืนยันจะเป็นแนวทางในการสังเคราะห์อนุภาคแคดเมียมซัลไฟด์ควอนตัมดอทที่มีสมบัติแม่เหล็กเพื่อใช้เร่งปฏิกิริยาต่อไป	en_US
dc.language.iso	th	en_US
dc.publisher	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US
dc.rights	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US
dc.subject	Quantum dots	en_US
dc.subject	Cadmium sulfide	en_US
dc.subject	ควอนตัมดอต	en_US
dc.subject	แคดเมียมซัลไฟด์	en_US
dc.title	Synthesis of CdS-Fe₃O₄ magnetic nanoparticle for organic catalysis	en_US
dc.title.alternative	การสังเคราะห์อนุภาคควอนตัมดอท CdS-Fe₃O₄ ที่มีสมบัติแม่เหล็กเพื่อใช้เร่งปฏิกิริยาอินทรีย์	en_US
dc.type	Senior Project	en_US
dc.degree.grantor	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US