Please use this identifier to cite or link to this item:
http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/78422
Full metadata record
DC Field | Value | Language |
---|---|---|
dc.contributor.advisor | Pisith Singjai | - |
dc.contributor.advisor | Wiradej Thongsuwan | - |
dc.contributor.advisor | Orawan Wiranwetchayan | - |
dc.contributor.author | Arisara Panthawan | en_US |
dc.date.accessioned | 2023-07-11T09:59:46Z | - |
dc.date.available | 2023-07-11T09:59:46Z | - |
dc.date.issued | 2021-02 | - |
dc.identifier.uri | http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/78422 | - |
dc.description.abstract | The sparking process has been prepared a small particle, high porous films, and determine the ratio of composites. Moreover, this technique requires neither complicated steps nor template, fast, cheap, and non-toxic. Whereof, the sparking method has the ability to synthesize nanoparticles films in a rapid way, cost-effective and it can be done with any type of conductive or even semiconductor material. Therefore, in this research we studied Is the source of the change of wire types. To find new composites for future applications of photocatalytic. The first section focuses on the copper oxide (CuO), copper aluminium oxide (CuAl2O4, and CuAlO2) nanoparticles films prepared using a sparking process under atmospheric pressure. The as-deposited films were then annealed in the furnace at 400, 900, 1000, and 1100 °C for 1 h. The results have shown that the annealing temperature has direct effect to the morphology, the phase transformation and the optical properties. The optical band gap (Eg) of the as deposited films was 3.2 eV, while the annealed films at 400, 900, 1000 and 1100 °C were 3.3 , 3.4, 3.5, and 3.8 eV respectively. Furthermore, x- ray diffraction (XRD) and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS spectra) confirmed that CuAlO2 in delafosite phase was formed on the annealed films at high temperature. In the second section, the copper aluminium oxide (CuAl2O4) / titanium dioxide (TiO2 ) copper oxide (CuO) composite films were successfully deposited on quartz substrate using a sparking process. The as-deposited films were then annealed at 300, 700 and 1100 °C for 1 h under atmospheric pressure. Morphology, structural and optical properties were characterized by scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscopy (TEM), XRD, XPS and UV/vis spectroscopy. The results show the nanoparticles with size of 20-50 nm deposited and aligned as a network on the substrate. The number of particles decreased with increased annealing temperature. Meanwhile, SAED and XRD patterns of the annealed films at 700 °C consisted a mixed phase of CuAl2O4, CuO, and TiO2-rutile. Interestingly, double band gap of 3.50 eV and 2.56 eV were obtained in the annealed films at 700 °C The photocatalytic activity of CuAl2O4/TiO2/CuO films annealed at 700 °C was optimized condition. This is because the double band gap composite films can reduce the e-/h+ pair recombination. Therefore, novel composite films after annealing at 700 °C can improve the photocatalytic efficiency under visible light. In the last section, the copper iron oxide composite films were successfully deposited on quartz substrate by sparking process. The nanoparticles were then deposited on the substrate after sparking off the Fe and Cu tips. The Cu:Fe ratios are 4:0, 3:1, 2:2, 1:3, and 0:4 with a deposition rate of 52.33 nm/min for 10 min. The as-deposited films were then annealed at 500, 600, 700, 800, and 900 °C for 1 h under atmospheric pressure. The results show the optimum condition of Cu:Fe ratio and annealing temperature for methylene blue (MB) degradation were shown the ratio was optimized at 2:2, while the annealing temperature was optimized at 700 °C Morphology, chemical and optical properties were characterized by SEM, TEM, XRD, XPS and UV/vis spectroscopy. The particle size of the as-deposited films was in the range of 191 nm. The morphology of the film annealed changed to be nanoparticles were aligned to networks of particles, when the annealing temperature at 700°C In which the particles are length equal to 1410 nm and width equal to 279 nm. Meanwhile, XRD and selected area diffraction (SAED) patterns of the annealed films at 700°C consisted a mixed phase of CuO, γ- Fe2O3, CuFe2O4 and CuFe2O. The energy bandgap (Eg) of the as-deposited Cu-Fe oxide films and the films annealed at 500, 600, 700, 800, and 900 °C had energy band gaps of 5.35 eV, 3.88 eV, 2.89 eV, 2.56 eV, 2.94 eV, and 5.63 eV, respectively. As a result, films annealed at 700 °C have a low bandgap, thereby affecting the material parameters. The photocatalytic activity of films annealed at 700°C was the optimized condition. | en_US |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Chiang Mai : Graduate School, Chiang Mai University | en_US |
dc.subject | Nanoparticles films | en_US |
dc.subject | Sparking Process | en_US |
dc.title | Preparation of Titanium Dioxide, Copper Aluminium Oxide, and copper iron oxide nanoparticles films by sparking process | en_US |
dc.title.alternative | การเตรียมฟิล์มอนุภาคนาโนของไททาเนียมไดออกไซด์ทองแดงอะลูมิเนียมออกไซด์และทองแดงเหล็กออกไซด์โดยกระบวนการสปาร์ก | en_US |
dc.type | Thesis | |
thailis.controlvocab.lcsh | Nanoparticles Films | - |
thailis.controlvocab.lcsh | Films | - |
thailis.controlvocab.lcsh | Nanoparticles | - |
thailis.controlvocab.lcsh | Titanium dioxide | - |
thailis.controlvocab.lcsh | Copper Aluminium Oxide | - |
thailis.controlvocab.lcsh | Copper Iron Oxide | - |
thesis.degree | doctoral | en_US |
thesis.description.thaiAbstract | กระบวนสปาร์ก เป็นกระบวนการที่ใช้เตรียมอนุภาคขนาดเล็ก ฟิล์มที่มีความพรุนสูง และสามารถ กำหนดอัตราส่วนของวัสดุผสมได้ ยิ่งไปกว่านั้นเทคนิคนี้ไม่ต้องใช้ขั้นตอนที่ซับซ้อน ทำให้รวดเร็ว ราคาถูก และปลอดสารพิษ ด้วยเหตุนี้กระบวนการสปารัก จึงมีความสามารถในการสังเคราะห์ฟิล์ม อนุภาคนาโนได้อย่างรวดเร็ว ประหยัดต้นทุน และสามารถทำได้กับวัสดุที่นำไฟฟ้าได้ หรือแม้แต่เซมิ คอนดักเตอร์ ดังนั้นในงานวิจัยนี้เราจึงศึกษาถึงการเปลี่ยนแปลงชนิดของลวด เพื่อค้นหาวัสดุผสม ชนิดใหม่ สำหรับการใช้งานด้านโฟโตแคตาไลติกในอนาคต ส่วนแรกของงานวิจัย จะศึกษาเกี่ยวกับการเตรียมฟิล์มอนุภาคนาโนทองแดงออกไซด์ และทองแดง อะลูมิเนียมออกไซด์ โดยใช้กระบวนการสปาร์กภายใต้ความดันบรรยากาศ จากนั้นฟิล์มที่ได้จะถูกอบ ในเตาที่อุณหภูมิ 400 900 1000 และ 1100 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1 ชั่วโมง จากผลการวิจัยแสดงให้ เห็นว่าอุณหภูมิในการอบมีผลโดยตรงต่อสัณฐานวิทยา การเปลี่ยนเฟส และคุณสมบัติทางแสง โดย แถบช่วงว่างพลังงานจากแสงของฟิล์มที่ไม่ได้ผ่านการให้ความร้อนเท่ากับ 3.2 อิเล็กตรอนโวลต์ ซึ่ง ในขณะที่ฟิล์มที่ผ่านการให้ความร้อนที่ 400 900 1000 และ 1100 องศาเซลเซียส มีค่าแถบช่องว่าง พลังงานเท่ากับ 33 3.4 3.5 และ 3.8 อิเล็กตรอนโวลต์ ตามลำดับ ยิ่งไปกว่านั้นสเปกตรัมของการ เลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์ และสเปคโตรสโคปีของอนุภาคอิเล็กตรอนที่ถูกปลดปล่อยด้วยรังสีเอกซ์ ยังยืนยัน ว่า ทองแดงอะลูมิเนียมออกไซค์ ที่มี โครงสร้างแบบเคลาฟอสไซท์จะถูกสร้างขึ้นได้เมื่อฟิล์มถูกให้ ความร้อนที่อุณหภูมิสูง ในงานวิจัยส่วนที่สอง การศึกษาฟิล์มคอมโพสิตทองแดงอะลูมิเนียมออกไซด์ ไททาเนียมไดออกไซด์ และ ทองแดงออกไซค์ ถูกเตรียมบนพื้นผิวของฐานรองรับควอตซ์ โดยใช้กระบวนการสปาร์ก จากนั้น ฟิล์มที่ได้จะถูกนำไปผ่านการให้ความร้อนที่ 300 700 และ 1100 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1 ชั่วโมง ภายใต้ความดันของบรรยากาศ โดยคุณสมบัติทางสัณฐานวิทยา โครงสร้าง และแสง มีลักษณะ เฉพาะที่สามารถวิเคราะห์ได้ด้วย กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด กล้องจุลทรรศน์ อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน การเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์ สเปคโตรสโคปีของอนุภาคอิเล็กตรอนที่ถูก ปลดปล่อยด้วยรังสีเอกซ์ และเครื่องอัลตราไวโอเลต-วิสิเบิล จากผลการศึกษาพบว่า อนุภาคนาโนมี ขนาด 20 ถึง 50 นาโนเมตร ตกสะสม และจัดเรียงกันเป็นเครือข่ายบนวัสดุฐานรองรับ แต่เมื่อเพิ่ม อุณหภูมิในการอบสูงขึ้น ทำให้มีจำนวนอนุภาคลคลง ในขณะเดียวกันการวิเคราะห์รูปแบบการ เลี้ยวเบนของอิเล็กตรอน และการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์ ของฟิล์มอบที่อุณหภูมิ 700 องศาเซลเชียส พบว่า ประกอบด้วยเฟสผสมของ ฟิล์มคอมโพสิตทองแดงเปอร์อะลูมิเนียมออกไซด์ ทองแดงออกไซด์ และ ไททาเนียมไดออกไซด์โครงสร้างแบบรูไทส์ ซึ่งสิ่งที่น่าสนใจคือฟิล์มที่อบด้วยอุณหภูมิ 700 องศา เซลเซียส จะเกิดแถบช่องว่างพลังงานคู่มีค่าเท่ากับ 3.50 อิเล็กตรอนโวลต์ และ 2.56 อิเล็กตรอนโวลต์ และยังทำให้เกิดกระบวนโฟโตแคตาไลติกที่เหมาะสมที่สุด เนื่องจากฟิล์มคอมโพสิตแบบ แถบ ช่องว่างพลังงานคู่ จะมีสามารถในการลดการรวมคู่ อิเล็กตรอน และหลุม ได้ ดังนั้นฟิล์มคอมโพสิต ใหม่หลังจากการอบที่อุณหภูมิ 700 องศาเซลเซียส สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาด้วย แสงภายใต้แสงที่มองเห็นได้ ในงานวิจัยส่วนสุดท้าย การศึกษาฟิล์มผสมทองแดงเหล็กออกไซด์ ได้ถูกเตรียมบนพื้นผิวของ ฐานรองรับควอตซ์ ด้วยกระบวนการสปาร์ก จากนั้นอนุภาคนาโนจะตกสะสมบนพื้นผิวหลังจากการ สปาร์ก ด้วยปลายลวดเหล็ก และลวดทองแดง ที่อัตราส่วน ทองแดงต่อเหล็ก คือ 4:0 3:1 2:2 1:3 และ 0:4 โดยมีอัตราการสะสมเท่ากับ 52.33 นาโนเมตร ต่อ นาที เป็นเวลา 10 นาที จากนั้นฟิล์มที่ฝากไว้จะ ถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 500 600 700 800 และ 900 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1 ชั่วโมง ภายใต้ความ ดันของบรรยากาศปกติ โดยผลการวิจัยแสดงสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการย่อยสลายเมทิลีนบลู ของ ฟิล์มที่มีอัตราส่วนของทองแดงต่อเหล็กเท่ากับ 2:2 และ ใช้อุณหภูมิในการให้ความร้อนเหมาะสมที่ 700 องศาเซลเซียส จากนั้นวิเคราะห์คุณสมบัติทางสัณฐานวิทยา โครงสร้างทางเคมี และสมบัติของ แสง ด้วย กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน การ เลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์ สเปคโตรสโคปีของอนุภาคอิเล็กตรอนที่ถูกปลดปล่อยด้วยรังสีเอกซ์ และเครื่อง อัลตราไวโอเลต-วิสิเบิล พบว่าเมื่อให้อุณหภูมิการหลอมที่ 700 องศาเซลเซียส ขนาดอนุภาคของฟิล์ม ที่ตกสะสมอยู่ในช่วง 191 นาโนเมตร มีสัณฐานวิทยาของฟิล์มที่เปลี่ยนไป จากเม็ดอนุภาคนาโนได้ถูก จัดให้เรียงอยู่ในแนวเดียวกัน เป็นสายเส้นของอนุภาค ซึ่งอนุภาคที่ต่อกันมีความยาวเท่ากับ 1410 นา โนเมตรและความกว้างเท่ากับ 279 นาโนเมตร ในขณะเดียวกัน การวิเคราะห์รูปแบบการเลี้ยวเบนของ อิเล็กตรอน และการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์ จะประกอบด้วยเฟสผสมของ ทองแดงออกไซด์ เหล็ก ออกไซด์ ทองแดงเหล็กออกไซด์ ทั้งสองเฟส โดยแถบช่องว่างพลังงานของฟิล์มทองแดงเหล็ก ออกไซด์ที่ไม่ผ่านการให้ความร้อนและและฟิล์มที่ผ่านการให้ความร้อนแล้วที่ 500, 600, 700, 800 และ 900 องศาเซลเซียส จะมีแถบช่องว่างพลังงานเท่ากับ 5.35 3.88 2.89 2.56 2.94 และ 5.63 อิเล็กตรอนโวลต์ ตามตามลำดับ จากผลพบว่า ฟิล์มที่อบที่อุณหภูมิ 700 องศาเซลเซียส มีแถบช่องว่าง พลังงานที่ต่ำที่สุด ซึ่งส่งผลต่อพารามิเตอร์ ทำให้กระบวนโฟโตแคตาไลติกที่เหมาะสมที่สุด | en_US |
Appears in Collections: | SCIENCE: Theses |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
590551023 อริศรา ปันทวรรณ์.pdf | 12.36 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.