การสังเคราะห์ซิงค์ออกไซด์/คิวปริกออกไซด์คอมโพสิตโดยวิธีไมโครเวฟเพื่อใช้สลายโรดามีนบีด้วยปฏิกิริยาโฟโตแคทาไลติกส์
คำสำคัญ:
คิวปริกออกไซด์, ซิงค์ออกไซด์, คอมโพสิต, ไมโครเวฟ, โรดามีนบีบทคัดย่อ
งานวิจัยนี้เป็นการสังเคราะห์ซิงค์ออกไซด์/คิวปริกออกไซด์คอมโพสิต (ZnO/CuO) ที่มีความเป็นผลึกสูงและเฟสความบริสุทธิ์สูงโดยปราศจากสิ่งเจือปนด้วยวิธีไมโครเวฟ เพื่อนำไปใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงในการสลายโรดามีนบี กระบวนการสังเคราะห์โดยใช้ซิงค์อะซิเตทและคิวปริกอะซิเตทเป็นสารตั้งต้น ผสมให้เข้ากันและตกตะกอนจนเป็นสารแขวนลอย แล้วนำไปให้ความร้อนด้วยคลื่นไมโครเวฟที่กำลังไฟ 450 วัตต์ เป็นเวลา 10 นาที ตามด้วยกระบวนการเผาแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 3 ชั่วโมง การตรวจลักษณะโครงสร้างผลึก หมู่ฟังก์ชัน สัณฐานวิทยา และธาตุองค์ประกอบของตัวเร่งปฏิกิริยาที่สังเคราะห์ได้ ทำการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ (XRD), เทคนิคฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรดสเปกโตรสโคปี (FTIR), เทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM), และเทคนิคการวัดการกระจายพลังงานรังสีเอกซ์ (EDS) พบว่าผลึกของ ZnO/CuO เป็นเฟสผสมระหว่างเฮกซะโกนอลซิงค์ออกไซด์และโมโนคลินิกคิวปริกออกไซด์ หมู่ฟังก์ชันประกอบด้วยพันธะ Zn-O และ Cu-O สัณฐานวิทยามีลักษณะเป็นเม็ดจับตัวเป็นก้อนซึ่งมีขนาดอนุภาค 0.25 x 0.47 ไมโครเมตร มีธาตุองค์ประกอบได้แก่ซิงค์ ทองแดง และออกซิเจน ปริมาณร้อยละ 35.8, 32.6 และ 15.8 ตามลำดับ การสังเคราะห์ด้วยวิธีไมโครเวฟส่งผลให้เกิดสมบัติทางเคมีและทางกายภาพที่ดีสำหรับปฏิกิริยาโฟโตแคทาไลติกส์ของตัวเร่งปฏิกิริยา ZnO/CuO เช่น เฟสที่มีความบริสุทธิ์สูง ความเป็นผลึกสูง และความสม่ำเสมอของอนุภาคสูง ส่วนการศึกษาประสิทธิภาพการสลายโรดามีนบีด้วยปฏิกิริยาโฟโตแคทาไลติกส์ของตัวเร่งปฏิกิริยา ZnO/CuO กระทำภายใต้การฉายแสงอัลตราไวโอเลต การวิเคราะห์ความเข้มข้นของโรดามีนบี ด้วยเทคนิคอัลตราไวโอเลต -
เอกสารอ้างอิง
Abdollahi, B., Najafidoust, A., Asl, E.A. and Sillanpaa, M. 2021. Fabrication of ZiF-8 metal organic framework (MOFs)-based CuO-ZnO photocatalyst with enhanced solar-light-driven property for degradation of organic dyes. Arabian Journal of Chemistry 14(12): 103444.
Ambrozic, G., Orel, Z.C. and Zigon, M. 2011. Microwave-assisted non-aqueous synthesis of ZnO nanoparticles. Materials and Technology 45(3): 173-177.
Chang, T., Li, Z., Yun, G., Jia, Y. and Yang, H. 2013. Enhanced photocatalytic activity of ZnO/CuO nanocomposites synthesized by hydrothermal method. Nano-Micro Letters 5(3): 163-168.
Chen, C., Li, X., Ma, W., Zhao, J., Hidaka, H. and Serpone, N. 2002. Effect of transition metal ions on the TiO2 -assisted photodegradation of dyes under visible irradiation: a probe for the interfacial electron transfer process and reaction mechanism. Journal of Physical Chemistry B 106(2002): 318-324.
Chitra, K. and Annandurai, G. 2013. Antimicrobial activity of wet chemically engineered spherical shaped ZnO nanoparticles on food borne pathogen. International Food Research Journal 20(1): 59-64.
Das, S. and Srivastava, V.C. 2017. Synthesis and characterization of ZnO/CuO nanocomposite by electrochemical method. Materials Science in Semiconductor Processing 57: 173-177.
Das, S. and Srivastava, V.C. 2018. An overview of the synthesis of CuO-ZnO nanocomposite for environmental and other applications. Nanotechnology Reviews 7(3): 267-282.
Fouda, A., Salem, S.S., Wassel, A.R., Hamza, M.F. and Shaheen, T.I. 2020. Optimization of green biosynthesized visible light active CuO/ZnO nano-photocatalysts for the degradation of organic methylene blue dye. Heliyon 6(9): e04896.
Hwa, K.Y., Karuppaiaha, P., Gowthaman, N.S.K., Balakumar, V., Shankar, S. and Lim, H.N. 2019. Ultrasonic synthesis of CuO nanoflakes: A robust electrochemical scaffold for the sensitive detection of phenolic hazard in water and pharmaceutical samples. Ultrasonics - Sonochemistry 58: 104649.
Jansanthea, P., Kanthabangharn, J., Chomkitichai, W., Ketwaraporn, J., Saovakon, C., Wansao, C., Wanaek, A., Kraivuttinun, P., Pookmanee, P. and Phanichphant, S. 2021a. Temperature-controlled synthesis and photocatalytic properties of ZnO-SnO2 nanocomposites. Journal of the Australian Ceramic Society 57: 579-588.
Jansanthea, P., Saovakon, C., Chomkitichai, W., Ketwaraporna, J., Maneeponga, S., Chaiwonga, N., Jaiseea, K., Wansaoa, C., Wanaeka, A. and Pookmanee, P. 2021b. Thiamethoxam insecticide degradation with a leaf-like cupric oxide monoclinic structure synthesized via the microwave method. Russian Journal of Inorganic Chemistry 66(5): 667-678.
Jha, A. 2021. Nanofibers Synthesis, Properties and Applications: Microwave assisted synthesis of organic compounds and nanomaterials. IntechOpen, London.
Jin, C., Ge, C., Jian, Z. and Wei, Y. 2016. Facile synthesis and high photocatalytic degradation performance of ZnO-SnO2 hollow spheres. Nanoscale Research Letters 11: 526.
Karthik, K., Jaya, N.V., Kanagaraj, M. and Arumugam, S. 2011. Temperature-dependent magnetic anomalies of CuO nanoparticles. Solid State Commun 151(7): 564-568.
Kavitha, K., Rao, T.S. and Suvarna, R.P. 2020. Synthesis and characterization of ZnO-CuO nanocomposites. AIP Conference Proceedings 2269: 030078.
Kumaresan, N., Sinthiya, M.M.A., Ramamurthi, K., Babu, R.R. and Sethuraman, K. 2020. Visible light driven photocatalytic activity of ZnO/CuO nanocomposites coupled with rGO heterostructures synthesized by solid-state method for RhB dye degradation. Arabian Journal of Chemistry 13(2): 3910-3928.
Li, B. and Wang, Y. 2010. Facile synthesis and photocatalytic activity of ZnO-CuO nanocomposite. Superlattices Microstructures 47(5): 615-623.
Mukwevho, N., Fosso-Kankeu, E., Waanders, F., Kumar, N., Ray, S.S. and Mbianda, X.Y. 2019. Photocatalytic activity of Gd2O2CO3
·ZnO·CuO nanocomposite used for the degradation of phenanthrene. SN Applied Sciences 1: 10.
Nabila, M.I. and Kannabiran, K. 2018. Biosynthesis, characterization and antibacterial activity of copper oxide nanoparticles (CuO NPs) from actinomycetes. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology 15(1): 56-62.
Sahu, K. and Kar, A.K. 2019. Morphological, optical, photocatalytic and electrochemical properties of hydrothermally grown ZnO nanoflowers with variation in hydrothermal temperature. Materials Science in Semiconductor Processing 104: 104648.
Sakib, A.A.M., Masum, S.M., Hoinkis, J., Islam, R. and Molla, M.A.I. 2019. Synthesis of CuO/ZnO nanocomposites and their application in photodegradation of toxic textile dye. Journal of Composites Science 3(3): 91.
Shekofteh-Gohari, M., Habibi-Yangjeh, A., Abitorabi, M. and Rouhi, A. 2018. Magnetically separable nanocomposites based on ZnO and their applications in photocatalytic processes: A review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology 48(10-12): 806-857.
Shinde, R.S., More, R.A., Adole, V.A., Koli, P.B., Pawar, T.B., Jagdale, B.S., Desale, B.S. and Sarnikar, Y.P. 2021. Design, fabrication, antitubercular, antibacterial, antifungal and antioxidant study of silver doped ZnO and CuO nano candidates: A comparative pharmacological study. Current Research in Green and Sustainable Chemistry 4: 100138.
Srikosol, J. and Mekkala, W. 2014. Synthesis of copper oxide nanomaterials by hydrothermal method. Graduate School Phichayatas 9: 106-112. (in Thai)
Sundar, S., Venkatachalam, G. and Kwon, S.J. 2018. Biosynthesis of copper oxide (CuO) nanowires and their use for the electrochemical sensing of dopamine. Nanomaterials 8(10): 823.
Vejjakul, N. 2012. Titanium dioxide with photocatalysis to remove organic compounds in water. Journal of Meterials Technology 67: 26-30. (in Thai)
Widiarti, N., Sae, J.K. and Wahyuni, S. 2017. Synthesis CuO-ZnO nanocomposite and its application as an antibacterial agent. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 172: 012036.
Widiyandari, H., Umiati, N.A.K. and Herdianti, R.D. 2018. Synthesis and photocatalytic property of zinc oxide (ZnO) fine particle using flame spray pyrolysis method. Journal of Physics 1025: 012004.
Yang, D., Ramu, A.G., Lee, Y., Kim, S., Jeon, H., Sathishkumar, V.E., Al-Mohaimeed, A.M., Al-onazi, W.A., Algarni, T. and Choi, D. 2021. Fabrication of ZnO nanorods based gas sensor pattern by photolithography and lift off techniques. Journal of King Saud University-Science 33: 101397.
Yousaf, S., Zulfiqar, S., Din, M.I., Agboola, P.O., Aboud, M.F.A., Warsi, M.F. and Shakir, I. 2021. Solar light irradiated photocatalytic activity of ZnO-NiO/rGO nanocatalyst. Journal of Materials Research and Technology 12: 999-1009.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2024 วารสารวิจัย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย

อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เนื้อหาและข้อมูลในบทความที่ลงตีพิมพ์ในวารสารวิจัยมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย ถือเป็นข้อคิดเห็นและความรับผิดชอบของผู้เขียนบทความโดยตรง ซึ่งกองบรรณาธิการวารสารไม่จำเป็น ต้องเห็นด้วย หรือร่วมรับผิดชอบใดๆ
บทความ ข้อมูล เนื้อหา รูปภาพฯลฯ ที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิจัย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย ถือเป็นลิขสิทธ์ของวารสารวิจัย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย หากบุคคลหรือหน่วยงานใดต้องการนำทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่ต่อหรือเพื่อการกระทำการใดๆจะต้องได้รับอนุญาตเป็นลายลักษ์อักษรจากวารสาร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัยก่อนเท่านั้น



