การควบคุมรูปร่างโพรงอากาศของโฟมเงินโครงสร้างแบบเปิดที่ใช้ ซิลเวอร์ซัลเฟต

Abstract

ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาการรีดิวซ์ซิลเวอร์ซัลเฟตรูปทรงค่อนข้างกลม รูปทรงแท่ง และรูปทรงพีระมิดคู่ฐานสี่เหลี่ยมด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ในกลีเซอรอล อัตราส่วนโดยโมลของซิลเวอร์ซัลเฟตต่อโซเดียมไฮดรอกไซด์เท่ากับ 1:2 ที่อุณหภูมิ 30, 45, และ 60 0C เป็นเวลา 3, 15, และ 30 นาที และใช้ความเร็วรอบในการกวนเท่ากับ 500 rpm ผงเงินบริสุทธิ์รูปทรงกลวงเกิดจากอนุภาคเงินเชื่อมต่อกันในลักษณะปะการังสมอง (Long valley coral หรือ Brain coral) จนเป็นรูปทรงค่อนข้างกลม ทรงแท่ง และทรงพีระมิดคู่ฐานสี่เหลี่ยม โดยขนาดอนุภาคเงินในแต่ละรูปทรงมีค่าเฉลี่ยอยู่ในช่วง 80-107 nm, 175-230 nm และ 161-220 nm ตามลำดับ ปฏิกิริยารีดักชันนี้ได้ถูกควบคุมโดยกลไกการแพร่ (diffusion control) ทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีมีค่าลดลงเมื่อใช้เวลาในการทำปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น ในส่วนความสามารถในการรีดิวซ์นั้นขึ้นกับพื้นที่ผิวสัมผัส ระนาบผลึก และรูปทรงซิลเวอร์ซัลเฟตด้วย โดยรูปทรงแท่งสามารถถูกรีดิวซ์ได้มากที่สุดถึง 50.15% ทรงกลมและทรงพีระมิดคู่ฐานสี่เหลี่ยมมีค่าเท่ากับ 45.33% และ 38.55%ตามลำดับ โฟมเงินที่ผลิตจากผงนี้มีโครงสร้างแบบเปิดสร้างด้วยกรรมวิธี SDP (Sintering and dissolution process) โดยมีน้ำตาลทรายเป็นตัวสร้างโพรงอากาศ โฟมเงินชนิดนี้มีความสม่ำเสมอของโครงสร้างโพรงอากาศมากกว่ากรณีที่ใช้ผงเงินบริสุทธิ์เป็นสารตั้งต้น และเกิดโพรงอากาศหลายระดับขนาดขึ้น (Multi–level porosity) ตั้งแต่ 1) ในระดับนาโนเมตร (30-100 nm) ระดับต่ำกว่าไมโครเมตร (0.1-0.8 µm) ที่เกิดจากช่องว่างระหว่างอนุภาคเงิน 2) ระดับไมโครเมตร (1-10 µm) จากช่องว่างที่เกิดจากการจัดเรียงตัวของอนุภาค 3) ระดับ 100 ไมโครเมตร จากตัวสร้างโพรงอากาศน้ำตาลทรายขาว และ 4) โพรงอากาศที่มีรูปทรงเช่นเดียวกับผงตั้งต้นที่ถอดแบบจากซิลเวอร์ซัลเฟตจึงเรียกวิธีนี้ได้ว่า “Self-spaced holder method” โฟมเงินที่ได้จากกรรมวิธีนี้มีปริมาณรูพรุนสูงที่สุดประมาณ 80% และโฟมเงินที่ใช้สารตั้งต้นซิลเวอร์ซัลเฟตทรงกลมมีความแข็งแรงในการต้านทานแรงอัดมากกว่ากรณีที่ใช้รูปแท่ง และทรงพีระมิดคู่ฐานสี่เหลี่ยม ตามลำดับ