อิทธิพลของอุณหภูมิต่อการสังเคราะห์ท่อนาโนคาร์บอน สำหรับตรวจวัดแก๊สแอมโมเนีย

Abstract

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ได้ทำการสังเคราะห์ท่อนาโนคาร์บอนแบบผนังหลายชั้นด้วยวิธีการเคลือบไอระเหยทางเคมีด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 850, 900 และ 950 องศาเซลเซียส โดยใช้แก๊สอะเซทีลีนและนิกเกิลเป็นแหล่งกำเนิดคาร์บอนและโลหะคะตะลิสต์ ตามลำดับ โครงสร้างและสัณฐานวิทยาของท่อนาโนคาร์บอนแบบผนังหลายชั้นจะถูกตรวจสอบด้วย เครื่องรามานสเปกโทรสโกปี กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน โดยท่อนาโนคาร์บอนสังเคราะห์ที่ในแต่ละอุณหภูมิ ถูกนำไปตรวจวัดแก๊สแอมโมเนียในช่วงความเข้มข้น 2000 ถึง 7000 ppm ที่อุณหภูมิห้อง พบว่าท่อนาโนคาร์บอนสังเคราะห์ที่อุณหภูมิ 900 องศาเซลเซียส แสดงลักษณะเด่นของสมบัติโลหะมีความไวในการตอบสนองต่อการวัดที่ดี โดยค่าการเปลี่ยนแปลงความต้านทานไฟฟ้าของท่อนาโนคาร์บอนเพิ่มขึ้นสัมพันธ์กับปริมาณความเข้มข้นของโมเลกุลของแอมโมเนียที่เพิ่มขึ้น ในขณะที่ท่อนาโนคาร์บอนสังเคราะห์ที่อุณหภูมิ 850 และ 950 องศาเซลเซียส แสดงสมบัติของการเป็นสารกึ่งตัวนำ มีความไวในการตอบสนองและการวัดแก๊สแอมโมเนียที่ต่ำ

คำสำคัญ : ท่อนาโนคาร์บอน, แก๊สเซ็นเซอร์, การเคลือบไอระเหยทางเคมี

Abstract

              In this research, multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) were synthesized by themal Chemical vapor deposition (CVD) at 850, 900 and 950^oC. Acetylene (C₂H₂) and nickel were used  as a carbon source and metal catalyst, respectively.     The structure and morphology of the synthesized MWNTs were characterized by scanning electron microscopy (SEM),  transmission  Electron microscopy (TEM) and Raman Spectroscopy. The MWNTs of each synthesis temperature  were employed for detection ammonia (NH₃) gas at concentrations in the range from 2000 to 7000 ppm at room temperature. It was found the MWNTs synthesized at 900^oC showed the Dominant metallic property with fast response and good sensitivity on NH₃  gas. Resistance change of MWNTs increased with increasing NH₃ gas concentration. The MWNTs synthesized at 850 and 950^oC indicated semiconductor property with low response and low sensitivity on NH₃ gas  detection.

Keywords : carbon nanotubes, gas sensor, chemical vapor deposition