เทคนิค XAS ในการศึกษาดูดยึดของทองแดงในดินเนื้อปานกลาง

บทคัดย่อ

การศึกษาการดูดยึดของทองแดงโดยเทคนิค X-ray Absorption Spectroscopy (XAS) เพื่ออธิบายกลไกการดูดยึดระดับอะตอมด้วยวิธีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ใช้ตัวอย่างดินอันดับย่อย Ustalfs ที่มีเนื้อดินร่วนปนดินเหนียว มีปริมาณอินทรียวัตถุปานกลางและเป็นกรดเล็กน้อย โดยจัดทำให้ดินปนเปื้อนทองแดงระดับความเข้มข้น 300 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ทำการเก็บข้อมูลสเปกตรัมที่ระบบลำเลียงแสงที่ 8 สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์กรมหาชน) ที่ค่าขอบการดูดกลืนรังสีเอกซ์ของทองแดงในระดับชั้นพลังงาน K ด้วยโหมดการวัดแบบเรืองแสง โดยใช้หัววัด 13-channel array germanium detector วัดรังสีเอ็กซ์ในช่วง 8,879 ถึง 9,179 eV และ 8,779 ถึง 9,837 eV สำหรับโครงสร้าง XANES และ EXAFS ตามลำดับ เลือกพลังงานแสงด้วยเครื่องคัดกรองพลังงานแสงแบบคู่ผลึกโดยใช้ผลึก Ge (220) การวิเคราะห์โครงสร้าง XANES ด้วยเทคนิค Linear Combination Fit แบบการรวมค่าน้ำหนัก จากสเปกตรัมของสารประกอบ Cu(OH)₂, CuPO₄, Cu(NO₃)₂, Cu(CH₃COO)₂, CuSO₄ พบว่า ทองแดงมีสัดส่วนอะตอมของรูป Cu(CH₃COO)₂ และ CuSO₄ เป็น 53.9 % และ 46.1 % ตามลำดับ การวิเคราะห์โครงสร้าง EXAFS โดยใช้โครงสร้างผลึก copper acetate (CuH₆(CO₂)₄) พบว่าทองแดงถูกล้อมรอบด้วยออกซิเจนจำนวน 6 อะตอม (CN 5.99±0.27) ในชั้นแรกที่ระยะ 1.96 Å และล้อมรอบด้วยคาร์บอนจำนวน 3 อะตอม (CN 2.97±0.76) ในชั้นที่สองที่ระยะ 3.05 Å การศึกษาด้วยเทคนิค XAS จะให้ข้อมูลในระดับโครงสร้างการจัดเรียงตัวของอะตอมหลักในดินนอกเหนือจากสัดส่วนในองค์ประกอบต่าง ๆ ที่ได้จากการสกัดทางเคมี