การอธิบายลักษณะ และค่าความจุไฟฟ้าโดยตรงของแมงกานีสออกไซด์/ พอลิไวนิลอัลกอฮอล์นาโนคอมพอสิท (Characterizations and direct capacity of Manganese oxide/ Poly vinyl alcohol nanocomposite)

Abstract

               งานวิจัยนี้ได้สังเคราะห์ฟิล์มหลายชั้นแมงกานีสออกไซด์/พอลิไวนิลอัลกอฮอล์นาโนคอมพอสิท (MnO/PVA) ด้วยวิธีการเคลือบแบบหมุน จากสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต 3 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก และโซเดียมไฮโดรซัลไฟต์ 0.005, 0.011, 0.02 และ 0.025 โมลาร์ ผสมในพอลิไวนิลอัลกอฮอล์เป็นเนื้อวัสดุหลัก การเตรียมชิ้นงานเพื่อวัดความจุไฟฟ้าจะประกอบด้วยเทปทองแดง ชั้นฟิล์มพอลิไวนิลอัลกอฮอล์บริสุทธิ์ ฟิล์มแมงกานีสออกไซด์/พอลิไวนิลอัลกอฮอล์นาโนคอมพอสิทและกระดาษเซลลูโลส ตามลำดับ และศึกษาสมบัติของแมงกานีสออกไซด์/พอลิไวนิลอัลกอฮอล์นาโนคอมพอสิทด้วยที่เตรียมขึ้นได้แก่ ผลึก ลักษณะพื้นผิว และทดสอบค่าการเก็บประจุไฟฟ้าของชิ้นงาน  ด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์(XRD), กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) และ มิเตอร์วัดค่าความเหนี่ยวนำ ความจุและความต้านทานทางไฟฟ้า (LCR) พบว่าเกิดผลึกสารประกอบแมงกานีสออกไซด์ และมีผิวขรุขระ เซลล์ฟิล์มหลายชั้นแมงกานีสออกไซด์/พอลิไวนิลอัลกอฮอล์นาโนคอมพอสิทด้วย ที่ปรับค่าอัตราส่วนกรดโซเดียมไฮโดรซัลไฟต์ มีค่าความจุไฟฟ้า 181.2, 190.16, 221.04 และ 233.92 พิโกฟารัด ตามลำดับ ผลการทดลองนี้ค่าความจุไฟฟ้าเซลล์ฟิล์มหลายชั้นแมงกานีสออกไซด์/พอลิไวนิลอัลกอฮอล์นาโนคอมพอสิทมีแนวโน้มมากขึ้นตามปริมาณความเข้มข้นสารละลายโซเดียมไฮโดรซัลไฟต์

               Manganese oxide/Polyvinyl alcohol nanocomposite (MnO/PVA) multi-layers films were successfully fabricated by a spin coater. The raw materials were 3 wt% of potassium permanganate (KMnO₄) and 0.005, 0.011, 0.02 and 0.025 M of sodium hydrosulfite (Na₂S₂O₄) in polyvinyl alcohol matrix. The MnO/PVA nanocomposite capacitors consisted of Cu tape, MnO/PVA nanocomposite layer, pristine PVA film and cellulose paper, respectively. These samples were characterized by X-ray diffractometer (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM) and Inductance-Capacitance-Resistance meter (LCR). XRD results revealed that manganese oxide are MnO₂, MnOOH and MnO composed into PVA matrix. SEM images showed that the multi-layers of MnO/PVA capacitors separated.  The capacitances of MnO/PVA cell were 181.2, 190.16, 221.04 and 233.92 pF with dry test. Finally, the capacitances of MnO/PVA multi-layers films increase with an increase of Na₂S₂O₄ concentration.