การปรับปรุงประสิทธิภาพของปฏิกิริยารีดักชันโดยแสงเพื่อสลายสารละลายโครเมียม (VI) ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยานาโนทังสเตนออกไซด์ที่เจือด้วยโลหะ

บทคัดย่อ

การเพิ่มประสิทธิภาพของปฏิกิริยาโฟโต้แคทาไลติกรีดักชันของเฮกซะวาเลนต์โครเมียม (Cr6+) โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงขนาดโนโนชนิด Ag,Cu-co doped WO3 โดยการฉายแสงวิสิ เบิลได้ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด โดยสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยวิธีตกตะกอนร่วมและเจือไอออนโลหะ ของทั้งซิลเวอร์และคอปเปอร์ด้วยวิธีอิมเพรกเนชันและเผาที่อุณภูมิสูง ผลที่ได้รับคือ ตัวเร่งปฏิกิริยามี ความเป็นผลึกสูง เป็นเฟสโมโนคลีนิกและสามารถดูดกลืนแสงในช่วงวิสิเบิ้ลเคลื่นไปยังส่วนพลังงาน ต่ำ (แสงสีแดง) สามารถคาดเดาว่าเกิดปฏิกิริยารีดักชันโดยมีการรับอิเล็กตรอนของ Cr6+ โดยให้ กลายเป็นสารที่มีพิษน้อยลง ในขณะที่ผลจากเทคนิคสเปกโตรสโกปีโฟโตอิเล็กตรอนด้วยรังสีเอกซ์ โดยพบว่า ค่าพลังงานยึดเหนี่ยวของอิเล็กตรอน (Binding Energy) ซึ่งเป็นค่าเฉพาะเจาะจง ทำให้ สามารถระบุธาตุองค์ประกอบและออกซิเดชันสเตตของธาตุที่เป็นองค์ประกอบคือ W, O, Ag และ Cu พบว่าค่า binding energy ของทุกธาตุเกิดการเคลื่อนจากรูปแบบปกติ จึงเกิดข้อสรุปว่าโละหะ ไอออนชนิด Ag ที่เจือลงเข้าไปยืดเกาะหรือฝังตัวบนพื้นผิวของ WO3 ในทางกลับกัน Cu2+ ถูกเจือเข้า ไปและอาจจะอยู่ระหว่างระนาบของ W6+ หรืออาจเกิดการแทนที่ในโครงสร้าง WO3 ได้ ยิ่งไปกว่านั้น การปรับปรุงตัวเร่งปฏิกิริยาประสบความสำเร็จมากโดยผลการยืนยันของการกระเจิงแสงของ โฟโตลูมิเนสเซนต์ เพื่อหาร้อยละการรวมตัวกลับขออิเล็ตรอนและโฮลซึ่งเป็นหัวใจสำคัญพิสูจน์ว่า ตัวเร่งปฏิกิริยานี้สามารถเกิดปฏิกิริยารีดักชันได้มากหากเกิดการเปล่งแสงฟลูออเรสเซนต์ออกมาน้อย เมื่อเทียบกับ WO3 ที่ไม่ได้เจือไอออนลงไป จึงส่งผลให้เกิดการรีดักชันสูงกว่าอย่างเห็นได้ชัด จาก งานวิจัยพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยานาโนชนิด Ag,Cu-co doped WO3 ที่แสดงร้อยละของปฏิกิริยาโฟโต้ แคทาไลติกรีดักชันของเฮกซะวาเลนต์โครเมียมได้สูงที่สุดคือร้อยละ 82.3 ภายในเวลาเพียง 15 นาที เท่านั้นภายใต้การฉายแสงวิสิเบิล ทั้งนี้เนื่องจากปัจจัยหลายสิ่งที่ทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยาคอมโพสิท ทำให้ เกิดการปรับปรุงประสิทธิภาพการย่อยสลายได้ดีขึ้น

คำสำคัญ