การเตรียมอนุภาคนาโนซิลเวอร์จากฟิล์มเอกซ์เรย์ที่ผ่านการใช้งานด้วยวิธีพอลิออลโดยไม่ใช้ความร้อนสำหรับการเคลือบผิว

Preparation of silver nanoparticles from used X-ray film by heat-free polyol method for surface coatings

Name: ธนโชติ อิงควระ

ThaSH: นาโนเคมี

ThaSH: นาโนซิลเวอร์

ThaSH: พอลิออล

Abstract: ถึงแม้ว่าจะมีการศึกษาหลายฉบับที่เกี่ยวกับการสังเคราะห์อนุภาคนาโนซิลเวอร์ แต่การศึกษาเกี่ยวกับการพัฒนาวิธีการสังเคราะห์ที่ประหยัดต้นทุนยังคงเป็นความท้าทายในปัจจุบัน ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาการเตรียมอนุภาคนาโนซิลเวอร์ด้วยวิธีพอลิออลโดยไม่ใช้ความร้อน โดยใช้ฟิล์มเอกซ์เรย์ที่ผ่านการใช้งานเป็นสารตั้งต้นของซิลเวอร์ ฟิล์มเอกซ์เรย์ที่ผ่านการใช้งานถูกแช่ในกรดไนตริกเข้มข้น 6 และ 14 M ที่อุณหภูมิ 30 และ 60 องศาเซลเซียส ในอัตราส่วนของเหลวต่อของแข็งที่ 1 กรัม ต่อ 1 มิลลิลิตร เพื่อให้ได้สารละลายซิลเวอร์ไนเตรทและกรดไนตริก ผลลัพธ์ที่ได้แสดงให้เห็นว่า กรดไนตริกความเข้นข้น 14 M มีประสิทธิภาพในการชะซิลเวอร์มากกว่า 99 เปอร์เซ็นต์ และช่วยชะลอการตกผลึกของซิลเวอร์ไนเตรท ทำให้สารละลายซิลเวอร์ไนเตรต/กรดไนตริก มีอายุการใช้งานที่นานมากขึ้น วิธีพอลิออลโดยไม่ใช้ความร้อนนี้ใช้เอทิลีนไกลคอล (EG) ปริมาณ 10 และ 20 มิลลิลิตร เป็นสารตัวรีดิวซ์ และ โพลีไวนิลพิโรลิโดน (PVP) ที่อัตราส่วนคงที่ 1 กรัม ต่อ 1 มิลลิลิตร สารละลายซิลเวอร์ไนเตรต/กรดไนตริก เป็นสารเคลือบผิวอนุภาค รวมถึงแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์กับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การเติมซิลเวอร์ไนเตรตและกรดไนตริกลงในพอลิออลทำให้เกิดการเพิ่มอุณหภูมิในปฏิกิริยาถึง 60 องศาเซลเซียส ซึ่งเกิดจากการทำปฏิกิริยาระหว่างกรด-เบส นอกจากนี้การมีแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์และกรดไนตริกในปฏิกิริยาช่วยให้การออกซิเดชันของเอทิลีนไกลคอลสามารถเกิดได้โดยไม่ต้องอาศัยความร้อนจากภายนอกอนุภาคนาโนซิลเวอร์ที่สังเคราะห์ได้ถูกศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนส่องผ่าน (TEM) และเครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ (UV-Vis Spectrophotometer) พบว่าอนุภาคนาโนซิลเวอร์ที่สังเคราะห์ได้มีขนาดอยู่ในช่วง 10 ถึง 50 นาโนเมตรซึ่งสามารถควบคุมได้จากการปรับพารามิเตอร์ในการทดลอง โดยมีแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ เป็นพารามิเตอร์สำคัญในการกำหนดขนาด รูปร่าง และการกระจายตัวของอนุภาค ซึ่งแตกต่างจากการสังเคราะห์ด้วยวิธีพอลิออลแบบปกติโดยสิ้นเชิงที่ความเข้มข้นของ EG และ PVP จะเป็นตัวกำหนดขนาดและรูปร่าง เนื่องจากการสังเคราะห์ด้วยวิธีพอลลิออลโดยไม่ใช้ความร้อนนั้นมีอัตราการเกิดนิวเคลียสของอนุภาคนาโนซิลเวอร์ต่ำเมื่อเทียบกับวิธีพอลิออลแบบปกติอนุภาคซิลเวอร์ที่สังเคราะห์ได้จะถูกนำไปเคลือบบนผิวกระจกด้วยเครื่องเคลือบผิวแบบหมุนเหวี่ยง โดยอนุภาคจะถูกผสมในโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (PVA) ในปริมาณ 1, 2 และ 3 มิลลิลิตร โดยวัสดุเคลือบที่ถูกผสมจะถูกเคลือบไปยังผิววัสดุด้วยเคลือบผิวแบบหมุนเหวี่ยง ที่ความเร็ว 2500 รอบต่อนาที พบว่าการเคลือบด้วยเทคนิคนี้อนุภาคนาโนจมอยู่ภายในเนื้อเคลือบ ซึ่งจะถูกแก้ไขด้วยการปรับปรุงขั้นตอนการเคลือบและพารามิเตอร์ด้วยเทคนิคที่ถูกออกแบบมาเพื่อพัฒนาการกระจายตัวของอนุภาคนาโนซิลเวอร์บนผิวเคลือบ การปรับพารามิเตอร์ของกระบวนการเคลือบผิวแบบหมุนเหวี่ยง ช่วยให้อนุภาคนาโนซิลเวอร์สามารถกระจายตัวได้อย่างสม่ำเสมอ ส่งผลให้ได้วัสดุเคลือบที่มีคุณสมบัติผิวที่ดีขึ้น และมีศักยภาพในการนำไปใช้งานในหลายสาขา

Abstract: Despite several studies on synthesis of silver nanoparticles, the development of a cost-effective synthesis method is still challenging. In this study, silver nanoparticles were synthesized using a heat-free polyol method with used X-ray film serving as the silver precursor. The used X-ray film was immersed in concentrated nitric acid of 6 M and 14 M at temperatures of 30 and 60 degrees Celsius, with a liquid-to-solid ratio of 1 (g) to 1 (mL), to produce a silver nitrate/nitric acid solution. The results indicated that 14 M nitric acid effectively extracted over 99% of silver and delayed the crystallization of silver nitrate, thereby extending the solution's shelf life.The heat-free polyol method uses ethylene glycol (EG) in volumes of 10 and 20 milliliters as the reducing agent and polyvinylpyrrolidone (PVP) at a fixed ratio of 1 gram per 1 milliliter as the capping agent. Ammonium hydroxide and hydrogen peroxide were used as catalysts. The addition of the silver nitrate/nitric acid solution to the polyol caused a reaction temperature increase to 60 degrees Celsius due to an acid-base reaction. The presence of ammonium hydroxide and nitric acid in the reaction enabled easier oxidation of ethylene glycol without external heating.The synthesized silver nanoparticles were characterized using Transmission Electron Microscopy (TEM) and UV-Vis Spectrophotometry, revealing particle sizes ranging from 10 to 50 nanometers. These sizes were controlled by adjusting experimental parameters, with ammonium hydroxide playing a crucial role in determining the particle size, shape, and distribution. This approach differs from the conventional polyol method, where the EG and PVP concentrations primarily influence these factors. The heat-free polyol method exhibited a lower nucleation rate for silver nanoparticles compared to the conventional method.The synthesized silver nanoparticles were mixed into polyvinyl alcohol (PVA) in volumes of 1, 2, and 3 mL and applied to glass substrates using a spin coating technique at 2500 rpm. It was observed that the nanoparticles were embedded within the coating layer. This issue was fixed by modifying the spin coating process and parameters to enhance the dispersion of silver nanoparticles on the coated surface. Adjustments to the spin coating process and parameters resulted in a more uniform distribution of silver nanoparticles, improving the surface properties of the coatings and presenting potential applications in various fields.

มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. สำนักหอสมุด

Address: เชียงใหม่

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: อภินนท์ นันทิยา

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2568

Modified: 2568-10-14

Issued: 2568-10-10

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เคมีอุตสาหกรรม

Grantor: มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

©copyrights มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	630531069.pdf	2.25 MB

ใช้เวลา

0.032606 วินาที