ข้อมูลงานวิจัย การสังเคราะห์แกรฟีนรูพรุนระดับนาโนด้วยวิธีไพโรไลซิสโซเดียมเอทอกไซด์

ข้อมูลส่วนตัว
    • ชื่อ-นามสกุล (ภาษาไทย)รศ.ดร.ไชยยันต์ ไชยยะ
    • ชื่อ-นามสกุล (ภาษาอังกฤษ)รศ.ดร.Chaiyan Chaiya
    • ตำแหน่งทางวิชาการ-
    • ตำแหน่งปัจจุบันรองศาสตราจารย์
    • คณะ/หน่วยงานคณะวิศวกรรมศาสตร์
    • โทรศัพท์0924559XXX
    • E-Mail Addrescchaiya@gmail.com
    • สาขาวิชาการที่มีความชำนาญ
    อัพเดทล่าสุด
    09 ก.ย. 2566
    00068
    จำนวนคนดู
ข้อมูลโครงการงานวิจัย
ชื่อโครงการ การสังเคราะห์แกรฟีนรูพรุนระดับนาโนด้วยวิธีไพโรไลซิสโซเดียมเอทอกไซด์
ชื่อโครงการภาษาอังกฤษ The synthesis of nanoporous graphene by pyrolysis of sodium ethoxide method
หน่วยงาน
หัวหน้าโครงการ
ผู้ร่วมวิจัย
พี่เลี้ยง
ที่ปรึกษา
ปีงบประมาณ 2563
คำสำคัญ
ผลลัพธ์
บทคัดย่อ (ภาษาไทย)
บทคัดย่อ (ภาษาอังกฤษ)
หลักการและเหตุผล วัสดุพรุน (Porous materials) ถูกประยุกต์ใช้ในหลายด้านทางวิศวกรรม เช่น ตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวเซนเซอร์ ตัวเก็บกัก และตัวดูดซับ เป็นต้น โดยเฉพาะในฐานะของตัวดูดซับ (Adsorbent) ซึ่งเป็นตัวแปรสำคัญต่อประสิทธิภาพของกระบวนการดูดซับในอุตสาหกรรม เช่น ถ่านกัมมันต์ อลูมินา หรือโมเลกูลาซีฟ เป็นต้น ที่มักจะถูกใช้ในกระบวนการดูดซับทั้งในสถานะแก๊สและของเหลว จากตัวถูกดูดซับ (Adsorbate) ที่มีขนาดระดับโมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น ตัวทำละลายในสถานแก๊ส และกลิ่นจากกระบวนการผลิต เป็นต้น อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพของตัวดูดซับอาจจะลดลงได้หากตัวถูกดูดซับ มีขนาดเล็กมากระดับนาโนเมตร ซึ่งจากในสถานการณ์ปัจจุบันมีโอกาสเป็นไปได้สูงที่ประเทศไทยอาจจะต้องพบกับวิกฤตเกี่ยวกับอนุภาคขนาดเล็กในอากาศอีกมากไม่ว่าจะเป็นเรื่องของอนุภาคฝุ่นที่มีขนาด 2.5 ไมครอนและอาจจะมีขนาดเล็กลงกว่านี้ได้อีกในอนาคต หรือโคโรนาไวรัส (Coronavirus) ที่มีขนาดเซลล์เพียงแค่ 100 nm ดังนั้นส่วนหนึ่งของการวิจัยเพื่อเตรียมความพร้อมต่อปัญหาในอนาคตคือพิจารณาหาวัสดุที่มีศักยภาพเท่าทันสิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคตนั้นเอง วัสดุหนึ่งที่กำลังได้รับความสนใจคือแกรฟีน (Graphene) ซึ่งเพิ่งถูกค้นพบไปเมื่อปี 2004 นี้เอง โดยความหมายของแกรฟีน คือ 1 ชั้นอะตอมของคาร์บอนที่เรียงตัวต่อกันเป็นโครงสร้างรูปหกเหลี่ยม (hexagonal) ด้วยพันธะโคเวเลนต์ที่มีความแข็งแรงและเชื่อมต่อกันเป็นโครงร่างลักษณะเหมือนกับรังผึ้ง จึงทำให้แกรฟีนมีความแข็งกว่าเพชร และแข็งแกร่งกว่าเหล็กกล้า แต่ถ้าเรานำแกรฟีนมาวางซ้อนกันหลาย ๆ ชั้นจะได้แกรไฟต์ที่เรารู้จักกันดีในรูปของไส้ดินสอนั่นเอง (ศิริกาญจน์ วิเศษสุวรรณภูมิ, 2017) ในปัจจุบันมีการทดลองนำแกรฟีนไปพัฒนาเป็นวัสดุที่มีคุณค่าหลายอย่าง เช่น ทรานซิสเตอร์ วัสดุเก็บกักพลังงาน พอลิเมอร์นาโนคอมโพสิต ตัวเซนเซอร์ หรือแบตเตอรี่ เป็นต้น อย่างไรก็ตามจากรายงานวิจัยของ Jihye Bong และคณะ (2015) เคยได้รายงานไว้ว่าแกรฟีนมีศักยภาพที่จะถูกพัฒนาเป็นวัสดุพรุนได้ (Porous material) หากถูกสังเคราะห์ขึ้นในกระบวนการที่เหมาะสมโดยกระบวนการสังเคราะห์แกรฟีนนั้นมีหลายหลายวิธีการ หนึ่งในวิธีการที่น่าสนใจนั้นคือการไพโรไลซิสของโซเดียมเอทอกไซด์ (Pyrolysis of Sodium ethoxide) โดยวิธีการนี้จากรายงานของ Mohammad Choucair และคณะ (2008) แสดงให้เห็นว่าหากควบคุมตัวแปรและสภาวะที่เหมาะสม แกรฟีนที่ได้จากกระบวนการนี้จะมีปริมาณสูง มีลักษณะเป็นโฟมและมีความพรุนตัวสูงมาก ซึ่งเคยมีการวัดค่าพื้นที่ผิวของแกรฟีนพบว่ามีปริมาณพื้นที่ผิวมากกว่า 2,000 m2/g ซึ่งถือเป็น 2 เท่าของพื้นที่ผิวถ่านกัมมันต์เกรดพรีเมียมที่มีจำหน่ายในอุตสาหกรรม ดังนั้นในงานวิจัยนี้คณะวิจัยมุ่งหลังที่จะทดลองผลิตแกรฟีนด้วยวิธีไพโรไลซิสของโซเดียมเอทอกไซด์ ซึ่งถือเป็นวิธีที่ลงทุนต่ำแต่ได้ผลผลิตสูง โดยแกรฟีนที่ได้จากการทดลองจะถูกนำไปวิเคราะห์สมบัติทางกายภาพและเคมี และวิเคราะห์ประสิทธิภาพการเป็นตัวดูดซับเพื่อเตรียมพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้งานได้จริงเช่น ไส้กรองหน้ากากอนามัย หรือตัวดูดซับ ต่อไป
วัตถุประสงค์ 1. เพื่อศึกษาการสังเคราะห์แกรฟีนด้วยวิธีไพโรไลซิสของโซเดียมเอทอกไซด์ 2. เพื่อศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของแกรฟีนที่สังเคราะห์ได้ 3. เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้แกรฟีนเป็นตัวดูดซับคุณภาพสูง