Application of amine-functionalized titanium dioxide wrapped in reduced graphene oxide in photocatalytic degradation of methylene blue

Sirinya Kanjanapanasont

dc.contributor.advisor	Akawat Sirisuk
dc.contributor.author	Sirinya Kanjanapanasont
dc.contributor.other	Chulalongkorn University. Faculty of Engineering
dc.date.accessioned	2023-08-04T07:35:23Z
dc.date.available	2023-08-04T07:35:23Z
dc.date.issued	2018
dc.identifier.uri	https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/83032
dc.description	Thesis (M.Eng.)--Chulalongkorn University, 2018
dc.description.abstract	This research investigated the effect of reduced graphene oxide (rGO) addition to amine-functionalized titanium dioxide (APTMS-TiO2). The loading amount of rGO was varied from 0 to 0.05 %wt. Also, the effect of the amount of 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS) was studied. To synthesize TiO2/rGO catalysts, the amount of APTMS was varied at 2.21 and 22.1 mmol. TiO2 catalyst was synthesized via a sol-gel method. Next, the surface of TiO2 was modified with APTMS by refluxing. Then graphene oxide was wrapped around APTMS-TiO2 and was reduced to rGO using hydrazine and ammonia. In the experiment, the catalyst was dispersed in methylene blue solution before being exposed to either UV or visible light. An increase in the amount of rGO in the catalyst improved photocatalytic activity for degradation of methylene blue. The amount of rGO that produced the highest conversion is 0.04% with the amount of APTMS of 2.21 mmol. Its highest efficiencies were 70.63 % under UV light and 31.06 % under visible light. The conversions of methylene blue degradation over various TiO2/rGO and TiO2/rGO* photocatalysts were in agreement with the results of PL and UV-Vis. Increasing the rGO content resulted in slower recombination rate of change carrier and better light absorption. Moreover, reducing the APTMS content resulted in narrower bandgap.
dc.description.abstractalternative	งานวิจัยนี้ศึกษาผลของการเติมรีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ลงในตัวเร่งปฏิกิริยาไทเทเนียมไดออกไซด์ที่ติดหมู่ฟังก์ชันเอมีน โดยปริมาณของรีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ที่ศึกษาอยู่ในช่วง 0 ถึง 0.05 โดยน้ำหนัก นอกจากนี้ยังศึกษาผลของปริมาณเอมีนโดยใช้ 3-อะมิโนโพรพิลไตรเมท็อกซีไซเลน (APTMS) ในการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา TiO2/rGO ปริมาณของ APTMS ศึกษาที่ 2.21 และ 22.1 มิลลิโมล ในการสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาไทเทเนียมไดออกไซด์ใช้วิธีโซลเจล นำไทเทเนียมไดออกไซด์มาปรับปรุงพื้นผิวด้วย APTMS โดยการรีฟลักซ์ จากนั้นใส่กราฟีนออกไซด์ลงไปเพื่อให้หุ้มไทเทเนียมไดออกไซด์ที่ติดหมู่ฟังก์ชันเอมีน และทำการรีดักชันให้เป็นรีดิวซ์กราฟีนออกไซด์โดยใช้ไฮดราซีนและแอมโมเนีย ในการทดลองตัวเร่งปฏิกิริยาถูกกระจายในสารละลายเมทิลีนบลูก่อนทำการฉายแสงยูวีหรือวิสิเบิล การเพิ่มปริมาณรีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ในตัวเร่งปฏิกิริยา ส่งผลให้ประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาในการย่อยสลายสารละลายเมทิลีนบลูสูงขึ้น โดยสัดส่วนของรีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ที่ให้ประสิทธิภาพสูงสุดคือปริมาณรีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ร้อยละ 4 โดยน้ำหนักซึ่งมีปริมาณ APTMS 2.21 มิลลิโมล ให้ค่าประสิทธิภาพสูงสุดที่ร้อยละ 70.63 ภายใต้แสงยูวี และร้อยละ 31.06 ภายใต้แสงวิสิเบิล ผลการทดลองการย่อยสลายสารละลายเมทิลีนบลูโดยใช้ในตัวเร่งปฏิกิริยา TiO2/rGO และ TiO2/rGO* สอดคล้องกับผลของ PL และ UV-Vis ซึ่งการเพิ่มปริมาณรีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ส่งผลให้ลดการกลับมารวมกันของคู่อิเล็กตรอนและโฮล และช่วยดูดซับแสงได้ดียิ่งขึ้น อีกทั้งปริมาณ APTMS ที่ลดลงส่งผลให้ช่องว่างระหว่างแถบพลังงานแคบลง
dc.language.iso	en
dc.publisher	Chulalongkorn University
dc.relation.uri	http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2018.74
dc.rights	Chulalongkorn University
dc.title	Application of amine-functionalized titanium dioxide wrapped in reduced graphene oxide in photocatalytic degradation of methylene blue
dc.title.alternative	การประยุกต์ใช้ไทเทเนียมไดออกไซด์ที่มีหมู่ฟังก์ชันเอมีนซึ่งหุ้มด้วยรีดิวซ์กราฟีนออกไซด์ในกระบวนการย่อยสลายเมทิลีนบลูที่เร่งปฏิกิริยาแบบใช้แสง
dc.type	Thesis
dc.degree.name	Master of Engineering
dc.degree.level	Master's Degree
dc.degree.discipline	Chemical Engineering
dc.degree.grantor	Chulalongkorn University
dc.identifier.DOI	10.58837/CHULA.THE.2018.74