<script language="JavaScript" src="http://www.vcharkarn.com/javafeed/article/27809" type="text/javascript"></script>

ไททาเนีย: ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบใช้แสงร่วม ไททาเนียหรือไททาเนียมไดออกไซด์ (TiO2) เป็นสารกึ่งตัวนำที่ถูกนำมาใช้ในกระบวนการเร่งปฏิกิริยาแบบใช้แสงร่วมมากที่สุด ผู้เขียน: ดร.ธรรมนูญ ศรีทะวงศ์ ชมแล้ว: 57,319 ครั้ง post ครั้งแรก: Fri 13 July 2007, 10:02 pm ปรับปรุงล่าสุด: Tue 22 January 2008, 3:33 pm อยู่ในส่วน: เคมี, เทคโนโลยีวัสดุ

ไททาเนียที่พบตามธรรมชาตินั้นมีโครงสร้างผลึก 4 ชนิดหลักคือ
- อนาเทส (Anatase) ซึ่งมีโครงสร้างผลึกแบบเททระโกนอล (Tetragonal)
- บรูคไคท์ (Brookite) ซึ่งมีโครงสร้างผลึกแบบออร์โธรอมบิค (Orthorhombic)
- รูไทล์ (Rutile) ซึ่งมีโครงสร้างผลึกแบบเททระโกนอล (Tetragonal)
- ไททาเนียบี () ซึ่งมีโครงสร้างผลึกแบบโมโนคลินิค (Monoclinic)
โครงสร้างผลึกอนาเทส, รูไทล์, และบรูคไคท์ สามารถแสดงได้ในรูปของ ที่เป็นปิระมิดฐานสี่เหลี่ยมสองอันประกบกันหรือออกตะฮีดรอล (Octahedral) โดยโครงสร้างผลึกทั้ง 3 ชนิดนี้มีความแตกต่างกันเนื่องมากจากการบิดตัวของแต่ละออกตะฮีดรอลที่เรียงต่อกันและจากรูปแบบการเรียงตัวของออกตะฮีดรอล โดยโครงสร้างผลึกอนาเทสเกิดมาจากการเรียงตัวต่อกันโดยใช้ส่วนยอดของแต่ละออกตะฮีดรอล ในขณะที่โครงสร้างผลึกรูไทล์เกิดมาจากการเรียงตัวต่อกันโดยใช้ส่วนขอบของแต่ละออกตะฮีดรอล และโครงสร้างผลึกบรูคไคท์เกิดมาจากการเรียงตัวต่อกันโดยใช้ทั้งส่วนยอดและส่วนขอบของแต่ละออกตะฮีดรอล


รูปที่ 2 โครงสร้างผลึกของไททาเนีย: (a) อนาเทส, (b) รูไทล์, และ (c) บรูคไคท์
(ที่มา: http://ruby.colorado.edu/~smyth/min/tio2.html)

ถึงแม้ว่าโครงสร้างผลึกของไททาเนียมีอยู่หลายชนิดตามที่ได้กล่าวมาแล้ว แต่อนาเทสและรูไทล์เป็นโครงสร้างผลึกที่พบเป็นส่วนใหญ่ โดยปกติแล้วโครงสร้างผลึกอนาเทสสามารถเปลี่ยนโครงสร้างเป็นโครงสร้างผลึกรูไทล์ได้ที่อุณหภูมิมากกว่า 600 องศาเซลเซียส นับจนถึงปัจจุบันได้มีการศึกษาเกี่ยวกับการเปลี่ยนโครงสร้างผลึกจากอนาเทสเป็นรูไทล์เป็นอย่างมาก เนื่องจากโครงสร้างผลึกของไททาเนียเป็นตัวแปรที่สำคัญมากตัวแปรหนึ่งที่จะกำหนดประสิทธิภาพในการประยุกต์ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบใช้แสงร่วม, ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบปกติ (ไม่ใช้แสงร่วม), หรือเซรามิคส์ที่ใช้ทำเยื่อแผ่นบาง (Membrane) โดยนอกจากอุณหภูมิแล้ว ยังมีอีกหลายปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อการเปลี่ยนโครงสร้างผลึกดังกล่าวได้แก่ ความดัน, ปริมาณของผลึก, ความไม่สมบูรณ์ของผลึก, และขนาดของผลึก
ในการประยุกต์ใช้ไททาเนียในกระบวนการเร่งปฏิกิริยาแบบใช้แสงร่วม โครงสร้างผลึกทั้งอนาเทสและรูไทล์เป็นที่นิยมนำมาศึกษากันโดยทั่วไป สำหรับปฏิกิริยาแบบใช้แสงร่วมโดยปกตินั้น โครงสร้างผลึกอนาเทสให้ประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาสูงกว่าโครงสร้างผลึกรูไทล์ แต่อย่างไรก็ตามในบางปฏิกิริยา โครงสร้างผลึกรูไทล์หรือโครงสร้างผลึกผสมระหว่างอนาเทสและรูไทล์ (เช่น อนาเทส 70-75% และรูไทล์ 30-25%) ถูกรายงานว่าให้ประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาสูงกว่าโครงสร้างผลึกอนาเทส โดยทั้งนี้ทั้งนั้นมีตัวแปรหลายอย่างที่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาของแต่ละโครงสร้างผลึกของไททาเนียได้แก่ พื้นที่ผิว, การกระจายตัวของรูพรุน, ขนาดของอนุภาคผลึก, และที่สำคัญมากคือ วิธีการที่ใช้ในการสังเคราะห์ผลึกไททาเนีย

---

บทความอื่น

บทความแนะนำ

Blog แนะนำ

Hot Links

คลังข้อสอบ | ข่าววิชาการ
เล่นกล/เกม | อ่านนิยาย
ข่าวทุนการศึกษา | ลิงค์

ขอบคุณผู้สนับสนุน