การสังเคราะห์เยื่อเลือกผ่านเซรามิกส์แบเรียมเซอร์โคเนตและแบเรียมอิตเทรตเซอร์โคเนต ด้วยกระบวนการเคมีเชิงกลเพื่อประยุกต์ใช้สำหรับแยกไฮโดรเจน

บทคัดย่อ

ในปัจจุบันการมองหากระบวนการสังเคราะห์สารประกอบออกไซด์เชิงช้อนที่มีคุณภาพ สามารถ ควบคุมลักษณะรูปร่างและขนาดของอนุภาคได้โดยที่ตัวกระบวนการนั้นไม่มีความยุ่งยากชับช้อน นั้นได้รับ ความสนใจอย่างแพร่หลาย งานวิจัยนี้ได้นำเสนอกระบวนการสังเคราะห์ที่ตอบสนองต่อความต้องการตั้ง กล่าว จึงได้ทำการสังเคราะห์ผงผลึกแบเรียมเซอร์โคเนต (BaZrO : BZ) และ แบเรียมอิตเทรตเชอร์โคเนต (BaZrooYn-Or: BZY) ด้วยกระนการโชโนเคมี กระบวนการตกตะกอน และกระบวนการเศมีเชิงกล จากนั้นทำการตรวจสอบเฟสบริสุทธิ์และโครงสร้างผลึกด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกข์ เทคนิคฟลูเรียร์ ทรานสฟอร์ม อินฟราเรด สเปกโตรสโครปี และเทคนิครามาน จากนั้นทำการศึกษาลักษณะทางสัญฐาน วิทยาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน ตามลำดับ ซึ่งในระบบ แบเรียมอิตเทรตเซอร์โคเนต (BaZrooYa Os: BZY) พบว่า การเตรียมด้วยกระบวนการ ตกตะกอนและโชโนเคมีนั้นสามารถสังเคราะห์ผงผลีกบริสุทธิ์ BaZroYarOs ได้โดยผ่านอุณหภูมิการเผา แคลไซน์ที่ 1400 %C เป็นระยะเวลา 4 ชั่วโมง โดยภาคที่ได้มีลักษณะเป็นทรงกลมมีการกระจายตัวของ ขนาดอนุภาคแบบแคบ และเมื่อผ่านคลื่นอัลตราโซนิคเป็นเวลานานขึ้นจะส่งผลทำให้อนุภาคของ BaZro#Yo:Os มีขนาดใหญ่ขึ้น และเมื่อทำการเผาแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 1400 องศาเซลเซียส 4 ชั่วโมง ทำให้ อนุภาคเกิดการรวมตัวกันได้ดีจึงเกิดเป็นเกรนขนาดใหญ่ขึ้นอีกทั้งยังพบว่าเมื่อเพิ่มความเข้มของสารตั้ง ต้นที่ใช้ในการสังเคราะห์ จาก 0.5 เป็น 1 และ 2 โมล/ลิตร จะส่งผลให้สารที่สังเคราะห์ได้มีขนาดอนุภาคที่ ลดลง ซึ่งเกิดจากที่ความเข้มข้นสูงกระบวนการเกิดผลึกจะเกิดขึ้นได้ดีกว่ากระบวนการเติบโตของผลึกในระบบแบเรียมเซอร์โคเนต (BaZrOy) พบว่า กระบวนการเคมีเชิงกลนั้นสามารถสังเคราะห์ผงผลึก BaZrO, บริสุทธิ์ได้ที่ระยะเวลา 60 นาที โดยไม่มีการให้อุณหภูมิหลังจากกระบวนการเคมีเชิงกลหรือ กระบวนการเผาแคลไซน์เพิ่มเติม โดยผงผลึก BaZrO, ที่สังเคราะห์ได้มีโครงสร้างผลึกเป็นแบบคิวบิก และ มีลักษณะรูปร่างของอนุภาคเป็นทรงกลม มีขนาดเล็กอยู่ในระดับไมโครเมตรขนาดย่อม (sub- micrometer) นอกจากนี้ยังพบว่า ระยะเวลาในการสังเคราะห์จะส่งผลต่อการเกิดเฟสบริสุทธิ์และขนาด ของอนุภาค โดยเมื่อระยะเวลาในการสังเคราะห์มากขึ้นจะส่งผลให้เกิดเฟส BaZrO, ที่มีบริสุทธิ์มากขึ้นและ อนุภาคมีความเป็นผลึกสูงขึ้น นอกจากนี้ยังส่งผลให้อนุภาคมีขนาดใหญ่ขึ้น รวมไปถึงมีลักษณะการกระจาย ตัวของอนุภาคเป็นแบบแคบมากขึ้นอีกด้วย นอกจากนี้จากการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบนแบบส่องผ่าน ยังพบว่าอนุภาคเดี่ยวของผงผลึก BaZrO, มีลักษณะของการเป็นผลึกแบบเดี่ยว (single crystalline) อีกด้วย

คำสำคัญ