การสังเคราะห์อนุภาคระดับนาโนเมตรของแพลเลเดียมบนกราฟีนออกไซด์เพื่อใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพสูงสาหรับปฏิกิริยาซูซูกิ-มิยาอุระ

Abstract

ปัจจุบันมีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธุ์อย่างกว้างขวางทั้งในห้องปฏิบัติการและในอุตสาหกรรม เนื่องจากสามารถแยกตัวเร่งปฏิกิริยาออกจากปฏิกิริยาได้ ทำให้สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้ นอกจากนี้ยังเป็นการลดการปล่อยของเสียที่เป็นโลหะหนักออกสู่สิ่งแวดล้อมอีกด้วย ในงานนี้ ผู้วิจัยได้พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธุ์ขึ้นมาเพื่อใช้ในการเร่งปฏิกิริยาซูซูกิ-มิยาอุระ โดยการนำกราฟีนออกไซด์มาเป็นวัสดุรองรับอนุภาคระดับนาโนเมตรของแพลเลเดียมเพื่อทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธุ์ จากการทดลองเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยการรีดิวซ์ไอออน Pd²⁺ ในตัวทำละลายที่มีกราฟีนออกไซด์กระจายตัวอยู่ภายใต้ 2 สภาวะที่แตกต่างกันโดยที่สภาวะแรกตัวเร่งปฏิกิริยาถูกเตรียมในสารละลายเอทานอลที่อุณหภูมิ 60°C ในขณะที่สภาวะที่ 2 ตัวเร่งปฏิกิริยาถูกเตรียมด้วยการเติมกรดฟอร์มิกลงในน้ำที่อุณหภูมิ 80°C พบว่าสภาวะหลังให้ผลการทดลองที่ดีกว่า ผู้วิจัยจึงเลือกใช้สภาวะดังกล่าวนำไปใช้ในการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดใหม่โดยใช้กราฟีนออกไซด์ที่ถูกต่อด้วยพาราฟีนิลีนไดเอมีนแทนกราฟีนออกไซด์ปกติ ตัวเร่งปฏิกิริยาที่สังเคราะห์ได้ทุกตัวถูกนำไปพิสูจน์เอกลักษณ์ด้วยเทคนิครามานสเปกโทรสโกปี, FT-IR สเปกโทรสโกปี, Powder XRD และ ICP-OES จากนั้นนำตัวเร่งปฏิกิริยาไปทดสอบประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาซูซูกิ-มิยาอุระ พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดใหม่ให้ผลการทดลองที่ดีที่สุด โดยสามารถใชซ้ำได้ถึง 4 ครั้งและยังให้ร้อยละผลผลิตในครั้งที่ 4 สูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดอื่น ๆ ด้วย