การสังเคราะห์ผงแมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนลด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มัล

Abstract

แมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนลเป็นวัสดุที่มีความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิสูง มีความทนทานทางเคมี และสามารถผลิตให้มีความโปร่งใสได้ จึงได้รับความสนใจนำมาศึกษาวิจัยและใช้ในงานหลายประเภท งานวิจัยนี้มุ่งศึกษาอิทธิพลของอุณหภูมิ เวลา และสารลดแรงตึงผิวในการสังเคราะห์ผงแมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนลด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มัลที่มีต่อการเกิดเฟสและลักษณะของอนุภาคผงที่สังเคราะห์ได้ โดยในการสังเคราะห์ดังกล่าวใช้สารประกอบไนเตรตเป็นสารตั้งต้น ใช้สารละลายแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์เป็นตัวช่วยตกตะกอน และใช้ cetyl trimethylammonium bromide (CTAB) เป็นสารลดแรงตึงผิว นอกจากนี้ยังทำการเปรียบเทียบผลการสังเคราะห์ด้วยวิธีไฮโดรเทอมัลกับวิธีตกตะกอน ผลจากงานวิจัยแสดงให้เห็นว่า ก่อนการแคลไซน์เฟสที่ได้จากวิธีตกตะกอนคือกิบไซต์และไฮโดรทัลไซต์ ในขณะที่เฟสที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยวิธีไฮโดรเทอมัลคือไฮโดรทัลไซต์ และจะเปลี่ยนเฟสเป็นแมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนลบริสุทธิ์ภายหลังการแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 1100 องศาเซลเซียส เมื่อลดอุณหภูมิการสังเคราะห์จาก 180 เป็น 120 องศาเซลเซียส และลดเวลาการสังเคราะห์จาก 24 ลงเป็น 1 ชั่วโมง อนุภาคภายหลังการแคลไซน์มีขนาดเฉลี่ยเล็กลงจาก 221.4 นาโนเมตร เป็น 39.9 นาโนเมตร เมื่อเติมสารลดแรงตึงผิวปริมาณ 4.12 % โดยโมล พบว่าเฟสที่ได้ก่อนการแคลไซน์เปลี่ยนจากไฮโดรทัลไซต์เป็นเฟสไดอะสปอร์และไฮโดรทัลไซต์ และเมื่อทำการปรับเปลี่ยนปริมาณสารลดแรงตึงผิวเป็น 0.46 4.12 และ 8.43% โดยโมล พบว่าการใช้สารลดแรงตึงผิว 0.46% โดยโมล ส่งผลให้ขนาดอนุภาคหลังแคลไซน์ลดลงจากที่ไม่เติมสารลดแรงตึงผิวถึงประมาณ 51% โดยเมื่อเติมสารลดแรงตึงผิวในปริมาณเพิ่มขึ้นขนาดอนุภาคมีการเปลี่ยนแปลงจากเดิมเพียงเล็กน้อย