Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การปรับปรุงสมบัติความเป็นรูพรุนของรีโซซินอลฟอร์มัลดีไฮด์คาร์บอนเจล ที่ผ่านขั้นตอนการทำให้แห้งด้วยคลื่นไมโครเวฟซึ่งเตรียมโดยใช้คลื่นเหนือเสียง

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Improvement in porosity of microwave dried resorcinol formaldehyde carbon gels prepared by using ultrasonic irradiation

Year (A.D.)

2004

Document Type

Thesis

First Advisor

ณัฐพร โทณานนท์

Second Advisor

สีรง ปรีชานนท์

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมเคมี

DOI

10.58837/CHULA.THE.2004.1276

Abstract

คาร์บอนเจลที่มีรูพรุนแบบมีโซ (Mesoporous carbon gel) โดยปรกติแล้วได้จากการเผาให้เป็นคาร์บอน (Carbonization) ของรีโซซินอล-ฟอร์มัลดีไฮด์ เจล หรือ RF gel ซึ่งสังเคราะห์ได้จากกระบวนการโซล-เจล โพลีคอนเดนเซชัน (Sol-gel Polycondensation) ของรีโซซินอลกับฟอร์กับฟอร์มัลดีไฮด์ ในสารละลายที่มีฤทธิ์เป็นด่างอ่อน และตามด้วยการอบแห้งด้วยสภาวะเหนือวิกฤตหรือการอบแห้งแบบเย็นเยือก โดยในขั้นตอนของการอบแห้งผู้ทำวิจัยได้ศึกษาถึงความเป็นไปได้ในการอบแห้งด้วยคลื่นไมโครเวฟซึ่งพบว่าเมื่อใช้คลื่นไมโครเวฟในการอบแห้ง ปริมาณตัวเร่งปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดด่างหรือค่า C/W ต้องมีค่าน้อยกว่า 40 โมลต่อลูกบาศก์เมตร เพื่อรักษารูพรุนแบบมีโซไว้ แต่เมื่อค่า C/W มาก (C/W มากกว่า 40 โมลต่อลูกบาศก์เมตร) คาร์บอนเจลจะมีรูพรุนแบบมีโซน้อยมาก ในงานวิจัยนี้คาร์บอนเจลที่มีรูพรุนแบบมีโซถูกเตรียมขึ้นโดยการปรับเปลี่ยนอัตราส่วนเชิงโมลของรีโซซินอลกับตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดด่างหรือค่า R/C ในสารละลายรีโซซินอล-ฟอร์มัลดีไฮต์ และการใช้คลื่นเหนือเสียงระหว่างขั้นตอนโซล-เจล โพลีคอนเดนเซชัน แล้วตามด้วยการอบแห้งด้วยคลื่นไมโครเวฟ (Microwave drying) พบว่าภายใต้สภาวะการเตรียมที่มีค่า C/W สูง (C/W เท่ากับ 80 โมลต่อลูกบาศก์เมตร) การใช้คลื่นเหนือเสียงและการเพิ่มค่า R/C ในสารละลายรีโซซินอล-ฟอร์มัลดีไฮด์ในช่วง 100 ถึง 200 โมลต่อโมล ทำให้คาร์บอนเจลที่ได้จากการอบแห้งด้วยคลื่นไมโครเวฟสามารถรักษารูพรุนแบบมีโซไว้ได้หลังการเผาให้เป็นคาร์บอน นอกจากนี้ยังพบว่าสามารถใช้คลื่นไมโครเวฟในขั้นตอนการอบแห้ง คาร์บอนที่มีสัณฐานของช่องว่างแบบแมคโครระหว่างอนุภาคคาร์บอนที่เชื่อมทะลุถึงกันทั่วทั้งเนื้อวัสดุ (3 Dimentional interconnected macroporous monolith carbon gel; 3D-IMM) ได้

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Mesoporous carbon gels are usually obtained by carbonizing resorcinol-formaldehyde (RF) gels, which are synthesized via the sol-gel polycondensation of resorcinol with formaldehyde in a slightly basic aqueous solution followed by drying. In the drying stage, the authors verified the possibility of using a more economical drying method, microwave drying. When microwave drying is used, the catalyst concentration or C/W value of RF solution should be kept smaller than 40 mol/m[superscript 3] to obtain mesoporous carbon gels. At high C/W value (C/W > 40 mol/m[superscript 3]) of RF solution, microwave dried mesoporous carbon gels had a few mesopores. In this work, mesoporous carbon gels are prepared by adjusting molar ratio of resorcinol to catalyst (R/C [mol/mol]) and using ultrasonic irradiation to RF solution during sol-gel polycondensation step followed by microwave drying. Mesoporous properties of microwave dried mesoporous carbon gels can be retained by using ultrasonic irradiation and the increment of R/Cvalue, 100-200 mol/mol, of RF solution at high C/W value (C/W = 80 mol/m[superscript 3]). In addition, microwave can used for drying of 3 Dimentional Interconnected Macroporous Monolith (3D-IMM).

Link to Full Text

Share

COinS