การสังเคราะห์ไทเทเนียมไดออกไซด์เพื่อใช้เป็นสารดูดกลืนรังสียูวีเพื่อเพิ่มความคงทนแสง ของผงสีธรรมชาติ

Abstract

         ในงานวิจัยนี้ได้สังเคราะห์ไทเทเนียมไดออกไซด์ด้วยวิธีโซลเจล ซึ่งศึกษาชนิดของเบสที่ใช้ในการสังเคราะห์ 3 ชนิด คือ NaOH  Na₂CO₃ และ NH₄OH รวมทั้งยังนำไทเทเนียมไดออกไซด์ที่สังเคราะห์ได้ไปทดสอบสมบัติทางเคมีด้วยเทคนิคต่างๆ เช่น X-Ray diffractometry (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier-transformed Infrared Spectrophotometry (FT-IR), Diffused reflectance Ultraviolet-visible Spectroscopy (DRS) และหาปริมาณของไฮดรอกซิล (^·OH) ด้วยเครื่องฟลูออเรสเซนต์ จากผล XRD พบว่าเป็นผง TiO₂ ที่สังเคราะห์ได้มีความเป็นผลึกน้อยมากเป็นอสันฐาน ส่วนสันฐานวิทยาของผง TiO₂ ที่สังเคราะห์ได้เป็นทรงกลมขนาดนาโนเมตรที่มีการรวมตัวเป็นก้อนใหญ่ จากผล FT-IR พบลักษณะเฉพาะที่แสดงแถบการยืดของพันธะ Ti-O และพื้นผิวมีหมู่ไฮดรอกซิลมาก สำหรับการศึกษาความสามารถในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาโดยใช้แสงในการสลายสีย้อมเมทิลลีนบลูภายใต้แสงยูวี พบว่า TiO₂ ที่เตรียมด้วย NaOH มีประสิทธิภาพในการสลายเมทิลลีนบลูต่ำกว่า TiO₂ ที่เตรียมด้วยเบสตัวอื่น เนื่องจากผลิต^·OH น้อยกว่าสภาวะอื่น นอกจากนี้ศึกษาความคงทนแสงของผงสีธรรมชาติโดยใช้ผง TiO₂ เป็นสารดูดกลืนรังสียูวี พบว่า TiO₂ ที่เตรียมด้วย NaOH ช่วยเพิ่มความคงทนแสงของผงสีธรรมชาติได้ดีที่สุด  

           Amorphous TiO₂ photocatalysts were successfully synthesized by sol-gel method.  Different precipitating agents such as NaOH, Na₂CO₃, and NH₄OH were studied.  The synthesized TiO₂ photocatalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Fourier-transformed infrared spectroscopy (FT-IR), and UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy (DRS).  The amount of hydroxyl radical (^·OH) was measured via the fluorescence spectrophotometer. XRD patterns showed that synthesized TiO₂ samples were amorphous phase. SEM results revealed that they were highly agglomerated titania nanoparticles. The FTIR results showed the characteristic bands of titania with highly OH group on the surface. The photocatalytic degradation of methylene blue demonstrated that the photocatalysts of TiO₂_NaOH exhibited lower photocatalytic efficiency than the other TiO₂ prepared via Na₂CO₃, and NH₄OH. It was observed that the concentrations of the ^·OH generated from the UV illuminated TiO₂ surfaces play a crucial role in the photocatalytic degradation of methylene blue. The synthesized TiO₂ was used as UV absorber for the color retention of natural lake pigment. The color retention results revealed that the TiO₂_NaOH sample exhibited the highest light fastness properties.