การเตรียมและลักษณะบ่งชี้ของเส้นใยนาโนคอปเปอร์ออกไซด์ด้วยเทคนิคอิเล็กโทรสปินนิ่ง

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ได้ทำการสังเคราะห์เส้นใยนาโนคอปเปอร์ออกไซด์ด้วยเทคนิคอิเล็กโทรสปินนิ่งหรือการปั่น เส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิต โดยการเตรียมสารละลายคอปเปอร์อะซิเตตผสมกับพอลิไวนิลแอลกอฮอล์ (12 wt%) ให้ได้สารละลายคอปเปอร์อะซิเตต/พอลิไวนิลแอลกอฮอล์ ที่ความเข้มข้น 4 wt% ที่ความต่างศักย์ไฟฟ้า 14 16 และ 18 กิโลโวลต์ จากการวิเคราะห์ทางความร้อนของเส้นใยนาโนพบว่าที่อุณหภูมิประมาณ 320 องศา เซลเซียส เส้นใยนาโนมีการสลายตัวของโมเลกุลพอลิเมอร และอะซิเตต ทำให้เส้นใยนาโนมีลักษณะโครงสร้าง เป็นโลหะออกไซด์แบบโมโนคลินิก จากนั้นนำเส้นใยนาโนไปวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนพบว่า สัณฐานวิทยาของเส้นใยมีลักษณะเรียงตัวแบบสุ่ม โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 50-300 นาโนเมตร ผลจากการเผาแคลไซน์ พบว่าเส้นใยหลังเผาแคลไซน์มีการจับตัวกันแบบกลุ่มก้อนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1-10 ไมโครเมตรและจากการวัดโครงสร้างผลึกด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์พบรูปแบบการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์เป็นคอปเปอร์ออกไซด์นอกจากนี้เมื่อวิเคราะห์เส้นใยนาโนด้วยเครื่องฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรด สเปกโตรมิเตอร์ พบว่ามีช่วงการดูดกลืนประมาณ 500 ต่อเซนติเมตร ซึ่งเป็นช่วงการดูดกลืน ของคอปเปอร์ออกไซด์แต่ยังพบว่าเส้นใยมี พอลิเมอร และอะซิเตตบางส่วนที่ยังไม่สลายตัว อีกทั้งยังพบว่า เมื่อศักย์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นทำให้ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยนาโนมีขนาดลดลง

Preparation and Characterization of Copper Oxide Nanofibers by Electrospinning Technique

In this work, we have synthesized the copper oxide (CuO) nanofibers using electro spinning method. The copper acetate was mixed with the polyvinyl alcohol (PVA, 12 wt%) in order to obtain the copper acetate/PVA solution with the concentration of 4 wt% at the voltage of 14, 16 and 18 kV. From the differential thermal analysis (TG-DTA) results, the organic decomposition and acetate molecules in copper acetate/PVA nanofibers are decomposed above the temperature 320 °C. The nanofibers were formed to be the metal oxide with monoclinic structure. The scanning electron microscope (SEM) result showed that the morphologies of as-spun fibers had a random distribution and the averaged diameters were approximately 50-300 nm. The nanofibers were then calcined, it was found that the nanofibers exhibit the nanoparticle-like shape with the averaged diameters of 1-10 μm. The nanofibers were also characterized by using the X-ray diffraction (XRD) and Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR). The results showed that there was the peak of CuO at the absorption range of around 500 cm^-1. However, there were also the minor contributions of polymer and acetate. This was due to the incomplete organic decompositions at this calcined temperature. It was also found that the diameter of nanofibers decreases with increasing the applied voltage.