การกำจัดเอทิลีนด้วยปฏิกิริยาโฟโตแคตะไลติกโดย TiO2/WO3 เคลือบบนเส้นใยไฟโบรอินจากไหม ด้วยเทคนิคอิเล็กโตรสปินนิ่ง

บทคัดย่อ

เอทิลีนความเข้มข้นสูงเป็นสาเหตุหนึ่งในการก่อให้เกิดมลพิษ ในขณะที่เอทิลีนความเข้มข้นต่ำที่เกิดจากการหายใจของผลไม้ สามารถเร่งให้ผลไม้เกิดการสุกเร็วขึ้น การควบคุมปริมาณเอทิลีนในบรรจุภัณฑ์ด้วยปฏิกิริยาโฟโตแคตะไลติก เป็นแนวทางหนึ่งในการเก็บรักษาผลไม้ งานวิจัยจึงพัฒนาวัสดุรองรับไฟโบรอินจากเส้นใยไหม ขึ้นรูปด้วยเทคนิคอิเล็กโตรสปินนิ่ง ที่สภาวะเครื่องกำเนิดศักย์ไฟฟ้ากำลังสูง 30 kV ระยะระหว่างปลายเข็มกับฉากรองรับ 8 cm และอัตราการป้อนสาร 4 ml/h และเคลือบทับด้วยโลหะออกไซด์ (TiO2 และ WO3) โดยศึกษาลำดับการเคลือบโลหะออกไซด์ 2 แบบ คือ TiO2 เคลือบทับ WO3 ที่ติดบนเส้นใย (TiO2/WO3) และ WO3 เคลือบทับ TiO2 ที่ติดบนเส้นใย (WO3/TiO2) อีกทั้งปรับสัดส่วนโมลของ TiO2:WO3 ที่ 1:0.4 ถึง 1:1.1 เพื่อกำจัดเอทิลีนในอากาศชื้น ความเข้มข้นเริ่มต้น 40 ppm พบว่าการเคลือบ TiO2/WO3 บนเส้นใยสามารถกำจัดเอทิลีนได้สูงกว่า WO3/TiO2 บนเส้นใย ถึง 1-1.5 เท่า ที่สัดส่วน1:0.7 และ 1:1.1 อาจเป็นเพราะการแยกกันของอิเล็กตรอนและโฮล ทำให้โฮลเคลื่อนที่ไปยังพื้นผิวของ TiO2 เกิดปฏิกิริยากับน้ำเกิดเป็นไฮดรอกซิลแรดิคัล ที่สามารถสัมผัสกับเอทิลีนในอากาศได้ดี ทำให้ประสิทธิภาพสูง นอกจากนี้ TiO2/WO3 ที่สัดส่วนโดยโมล 1:0.7 สามารถกำจัดเอทิลีนได้ดีที่สุดคือ 22.13 mmolC2H4/molTiO2 ซึ่งมากกว่า TiO2 บนเส้นใย 1.4 เท่า โดยที่ WO3 บนเส้นใยนาโนไฟโบรอินไม่สามารถกำจัดเอทิลีนได้ แสดงให้เห็นถึงการทำงานร่วมกันระหว่าง TiO2-WO3 ในการแยกอิเล็กตรอนกับโฮลทำให้เกิดปฏิกิริยาโฟโตแคตะไลติกได้ดีขึ้น