การสังเคราะห์บิสมัทวานาเดตด้วยกระบวนการเกลือหลอมละลายและฤทธิ์เร่งปฏิกิริยาเชิงแสงภายใต้แสงช่วงที่ตามองเห็น

SYNTHESIS OF BISMUTH VANADATE BY MOLTEN SALT PROCESS AND PHOTOCATALYTIC ACTIVITY UNDER VISIBLE LIGHT

Name: สายน้ำผึ้ง ไตรรักษ์

ThaSH: บิสมัธ

ThaSH: สารประกอบบิสมัธ

Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาผลของการเติมเกลือหลอมละลายในการสังเคราะห์บิสมัทวานาเดตด้วยกระบวนการเกิดปฏิกิริยาในของแข็งและกระบวนการตกตะกอนร่วม-แคลไซน์ โดยสารตั้งต้นที่ใช้ คือ บิสมัทไนเตรดเพนตะไฮเดรต และแอมโมเนียมเมทาวานาเดต และเกลือที่ใช้มี 3 ชนิด ได้แก่ ลิเทียมไนเตรต โซเดียมไนเตรต และเกลือผสมลิเทียมไนเตรต-โซเดียมไนเตรต โดยทำการศึกษาผลของอัตราส่วนสารตั้งต้นต่อเกลือ (1:0-1:12) และอุณหภูมิในการสังเคราะห์ ผลการศึกษาพบว่าการเติมเกลือในกระบวนการสังเคราะห์ทั้งสองกระบวนการช่วยส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงเฟสของบิสมัทวานาเดตเป็นโครงสร้างโมโนคลินิกที่บริสุทธิ์ได้ที่อุณหภูมิต่ำลงเมื่อเทียบกับการสังเคราะห์ที่ไม่เติมเกลือ อนุภาคบิสมัทวานาเดตที่ได้จากกระบวนการเกิดปฏิกิริยาในสถานะของแข็งมีขนาดที่ใหญ่ระดับหลายร้อยนาโนเมตร รูปร่างและการกระจายขนาดที่ไม่สม่ำเสมอ และอนุภาคเกิดการโตขึ้นเมื่อเพิ่มอุณหภูมิการทำปฏิกิริยา และการเติมเกลือในสัดส่วนที่สูงขึ้น ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพการเกิดปฏิกิริยาโฟโตคะตะไลซิสในการย่อยสลายสีย้อมโรดามีนบีภายใต้แสงช่วงที่ตามองเห็นต่ำลง โดยตัวอย่างบิสมัทวานาเดตที่เตรียมด้วยกระบวนการเกิดปฏิกริยาในสถานะของแข็งแบบไม่เติมเกลือทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 400 องศาเซลเซียส ให้ประสิทธิภาพสูงสุด 39.61 เปอร์เซนต์ ในขณะที่กระบวนการตกตะกอนร่วม-แคลไซน์ให้ขนาดอนุภาคบิสมัทวานาเดตระดับนาโนที่มีขนาดที่สม่ำเสมอ และเมื่อเติมเกลือแล้วแคลไซน์ที่อุณหภูมิที่สูงกว่าจุดหลอมเหลวของเกลือ (ประมาณ 30-85 องศาเซลเซียส) ช่วยให้อนุภาคมีการกระจายตัวที่ดี และสม่ำเสมอขึ้น มีพื้นที่ผิวที่สูงขึ้น จึงช่วยส่งเสริมประสิทธิภาพการย่อยสลายสารละลายโรดามีนบีให้สูงขึ้น โดยตัวอย่างบิสมัทวานาเดตที่เตรียมด้วยกระบวนการตกตะกอน แบบเติมเกลือโซเดียมไนเตรต (1:2) แคลไซน์ที่ 340 องศาสเซลเซียส ให้ประสิทธิภาพสูงสุดที่ 67.01 เปอร์เซนต์ ซึ่งสูงกว่าตัวอย่างที่เติมเกลือลิเทียมไนเตรต (1:8) แคลไซน์ที่ 335 องศาสเซลเซียส ตัวอย่างที่เติมเกลือผสมลิเทียมไนเตรต-โซเดียมไนเตรต (1:4) แคลไซน์ที่ 273 องศาสเซลเซียส และตัวอย่างที่ไม่เติมเกลือ แคลไซน์ที่ 500 องศาเซลเซียส ซึ่งมีประสิทธิภาพ 66.67, 59.80 และ 45.24 เปอร์เซนต์ ตามลำดับ

Abstract: This research studied the effect of molten salt addition on the synthesis of bismuth vanadate (BiVO4) by solid state reaction and coprecipitation-calcination method. Bismuth nitrate pentahydrate and ammonium metavanadate were used as the starting precusors and three types of salts: LiNO3, NaNO3 and LiNO3-NaNO3. The weight ratio of BiVO4 precusors to salts was varied from 1:0 to 1:12 and the effect of synthesis temperature was performed. As the results, it was indicated that adding the salts in both synthesis methods promoted phase transformation to pure monoclinic structure at low temperature when compared nonsalt preparation. The particle size of BiVO4 synthesized by solid state reaction was large in range of hundreds nanometers in which shape and particle distribution were not homogeneous. The growth of particles was due to the increasing of the synthesis temperature. When adding salts with the higher ratio resulted in decreasing the photocatalytic activity under the visiblelight region. BiVO4 synthesized by solid state reaction without adding salts at 400๐C showed the highest photocatalytic activity which was about 39.61%, while shape and size of BiVO4 synthesized by coprecipitation-calcination was homogeneous. Moreover, adding salt and calcination temperature higher than their melting point (around 30-85๐C) contributed good and homogeneous distribution of particle leading to enhanced photocatalytic activity. BiVO4 synthesized by coprecipitation-calcination with adding NaNO3 (1:2) at 340๐C exhibited the highest photocatalytic activity which was 67.01% followed by adding LiNO3 (1:8) at 335๐C, adding LiNO3-NaNO3 (1:4) at 273๐C and nonsalt preparation at 500๐C which were 66.67%, 59.80% and 45.24%, respectively.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: พรนภา สุจริตวรกุล

Role: ที่ปรึกษา

Name: กานต์ เสรีวัลย์สถิตย์

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2559

Modified: 2562-09-01

Issued: 2562-09-01

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/54923

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีเซรามิก

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	5672238923[1].pdf	9.24 MB	16	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.032465 วินาที