Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การสังเคราะห์ผงแมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนลด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มัล

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Synthesis of magnesium aluminate spinel powder by hydrothermal method

Year (A.D.)

2015

Document Type

Thesis

First Advisor

สุจาริณี สินไชย

Second Advisor

ธนากร วาสนาเพียรพงศ์

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เทคโนโลยีเซรามิก

DOI

10.58837/CHULA.THE.2015.805

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

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Magnesium aluminate spinel (MgAl2O4) has been extensively studied and applied in many fields because of its excellent mechanical, chemical, optical and thermal properties. In this research, the influences of process parameters and addition of surfactant in hydrothermal synthesis on the synthesized powder were investigated. The hydrothermal synthesis was conducted by using nitrates as starting chemicals, ammonium hydroxide as a precipitant and cetyl trimethylammonium bromide (CTAB) as a surfactant. In addition, the comparative study of MgAl2O4 synthesis between precipitation and hydrothermal methods was attempted. It was found that the phases of precursor derived from precipitation method were gibbsite and hydrotalcite whereas the phase of precursor from hydrothermal method at 180ºC was hydrotalcite which changed to pure MgAl2O4 after calcination at 1100ºC. As the synthesis temperature and time decreased from 180 to 120ºC and 24 to 1h, the average particle size decreased from 221.4 to 39.9 nm. Addition of 4.12 mol% CTAB resulted in the precursor phase change from hydrotalcite to diaspore and hydrotalcite. The particle size reduction of 51% was observed when 0.46 mol% CTAB was used. However, no significant variation in particle size was detected when using higher amount of surfactant.

Link to Full Text

Share

COinS