Engineering Commons^™

Superconducting Cuprates: Synthesis, Characterization And Diffuse Scattering Properties, Bisham Poudel

Graduate Research Theses & Dissertations

Since its discovery more than a century ago, the fascinating phenomenon of superconductivity remains as mysterious as ever with the greatest challenge facing the condensed matter community being the elusive understanding of the microscopic origin leading to its inception. Many outstanding questions remain of which the role played by nematic fluctuations and structural disorder for the stabilization of superconductivity is not well understood. In this respect, superconducting YBa2Cu3O6+x (YBCO)-type cuprates present an ideal framework in which charge doping, structural disorder and various site manipulations can be explored in efforts to address some of these questions. Extensive synthesis and characterization efforts …

Tailoring Thermoresponsive Poly(N-Isopropylacrylamide) Toward Sensing Perfluoroalkyl Acids, Dustin Thomas Savage

Theses and Dissertations--Chemical and Materials Engineering

Widespread distribution of poly- and perfluoroalkyl substances (PFAS) in the environment combined with concerns for their potentially negative health effects has motivated regulators to establish strict standards for their surveillance. The United States Environmental Protection Agency issued a cumulative domestic threshold of 70 ppt for water supplies, and this bar is even lower in some local districts and other countries. Monitoring PFAS consequently requires sensitive analytical equipment to meet regulatory specifications, and liquid chromatography with tandem mass spectroscopy (LC/MS/MS) is the most common technique used to satisfy these requirements. Though extremely sensitive, the instrument is often burdened by pretreatment regimens, …

The Investigation Of The Underlying Microstructure Associated With Fracture Features In 6061 Cold Sprayed Aluminum, Justin White

UNF Graduate Theses and Dissertations

Cold gas dynamic spraying commonly known as cold spray is a process currently used for restoration, re-tolerancing, and application of coatings. With additional resources allocated towards the development of a through process model aimed at predicting the properties of bulk material produced via the Cold Spray process, more lab testing and investigation must be done to capture the effects of the varying microstructure in CS materials. The properties of ultra-fine-grained materials are derived from data collected from coarse grained materials and processes that do not accurately capture the effects as elevated strain rates and ultra-fine-grained materials. The lack of property …

Doping Graphene With Substitutional Mn, Pin-Cheng Lin, Renan Villarreal, Simona Achilli, Harsh Bana, Maya N. Nair, Antonio Tejeda, Ken Verguts, Stefan De Gendt, Manuel Auge, Hans Hofsäss, Steven De Feyter, Giovanni Di Santo, Luca Petaccia, Steven Brems, Guido Fratesi, Lino M. C. Pereira

Advanced Science Research Center

We report the incorporation of substitutional Mn atoms in high-quality, epitaxial graphene on Cu(111), using ultralow-energy ion implantation. We characterize in detail the atomic structure of substitutional Mn in a single carbon vacancy and quantify its concentration. In particular, we are able to determine the position of substitutional Mn atoms with respect to the Moiré superstructure (i.e., local graphene-Cu stacking symmetry) and to the carbon sublattice; in the out-of-plane direction, substitutional Mn atoms are found to be slightly displaced toward the Cu surface, that is, effectively underneath the graphene layer. Regarding electronic properties, we show that graphene doped with substitutional …

ผลของความหยาบผิวของโลหะผสม Ti-6al-4v ที่ขึ้นรูปด้วยวิธีการพิมพ์สามมิติต่อลักษณะทางสัณฐานวิทยาของท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์และความต้านทานการกัดกร่อน, ปาณิสรา พุทธสุวรรณ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

นอกจากวัสดุไทเทเนียมจะนิยมนำมาใช้เป็นวัสดุทดแทนกระดูกหรือข้อต่อที่เสียหายเนื่องจากมีสมบัติที่ดีในเรื่องของความแข็งแรงสูง มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงและมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพแล้ว การสร้างท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ก็ใช้กันอย่างแพร่หลายในการปรับสภาพผิววัสดุเช่นกัน เนื่องจากช่วยส่งเสริมการยึดเกาะของเซลล์และให้การตอบสนองของเซลล์ได้ดีกว่าพื้นผิวโลหะเอง แม้มีการศึกษาหลายชิ้นได้รายงานความสัมพันธ์ระหว่างท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์กับอัตราการเชื่อมประสานของเซลล์ แต่อย่างไรก็ตามอัตราการกัดกร่อนของชั้นท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ภายใต้สภาวะการใช้งานนั้น ๆก็มีความจำเป็นที่ต้องศึกษาเช่นกัน ในงานนี้เราได้ศึกษาผลจากการปรับสภาพผิวที่ถูกเตรียมด้วยเงื่อนไขต่าง ๆ ต่อพฤติกรรมการกัดกร่อนของวัสดุ Ti-6Al-4V และลักษณะทางสัณฐานวิทยาของชั้นท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ซึ่งการศึกษาจะแบ่งเป็น 2 กลุ่มคือกลุ่มที่ทำการปรับสภาพผิวด้วยการขัดและกลุ่มที่ทำการปรับสภาพผิวด้วยการขัดต่อด้วยการแอโนไดซ์ โดยจะทำการวัดความหยาบพื้นผิวที่เตรียมได้ก่อนการแอโนไดซ์โดยเครื่องวัดความหยาบผิวและศึกษาลักษณะพื้นผิวหลังแอโนไดซ์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดและศึกษาพฤติกรรมการกัดกร่อนในสารละลายฟอตเฟสบัฟเฟอร์ซาลีนโดยเทคนิคโพเท็นชิโอไดนามิกโพลาไรเซชัน ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าก่อนการแอโนไดซ์ความหยาบผิวที่เตรียมได้ไม่มีความสัมพันธ์กับอัตราการกัดกร่อนโดยตรง แต่อย่างไรก็ตามหลังจากแอโนไดซ์พบว่าความหยาบผิวตั้งต้นจากการเตรียมผิวก่อนแอโนไดซ์มีผลต่อลักษณะการเกิดท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ รวมถึงอัตราการกัดกร่อนมีความสัมพันธ์กับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อและลักษณะการเรียงตัวของท่อที่เกิดขึ้น

การเตรียมบล็อกปูทางเท้าพรุนน้ำจากเศษเซรามิกโดยใช้เคลือบเซรามิกเป็นวัสดุเชื่อมประสาน, พิมพ์รัมภา กิติธรากุล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปัญหาน้ำท่วมขังหลังจากที่เกิดฝนตกหนัก มักเป็นปัญหาใหญ่สำหรับพื้นที่ในเขตเมืองหลวง ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงกับผู้คนที่สัญจรบนท้องถนน การนำบล็อกพรุนที่มีความสามารถในการระบายน้ำได้มาใช้ทำเป็นพื้นสำหรับทางเดินสามารถแก้ไขปัญหาดังกล่าวได้ โดยทั่วไปแล้วบล็อกพรุนที่มีความสามารถในการระบายน้ำที่สูงมักจะทำให้ค่าความแข็งแรงต่ำ เนื่องจากมีรูพรุนอยู่ในโครงสร้างของชิ้นงานมาก ดังนั้นในงานวิจัยนี้จึงสนใจนำเศษเซรามิกเนื้อสโตนแวร์ ที่แตกหักเสียหายจากอุตสาหกรรมเซรามิกประเภทเครื่องใช้บนโต๊ะอาหารที่ผ่านการบดและคัดขนาด 2 - 5 มิลลิเมตร มาใช้เป็นมวลรวมหยาบสำหรับการทำบล็อกพรุนและเลือกใช้เคลือบเซรามิกขาวทึบมาเป็นวัสดุเชื่อมประสาน โดยใช้กระบวนการขึ้นรูปด้วยมือในแม่พิมพ์ และได้ศึกษาปัจจัยที่ส่งผลต่อสมบัติทางกายภาพของบล็อกพรุน พบว่ามีปัจจัยหลัก 4 ที่ส่งผลต่อสมบัติทางกายภาพของบล็อกพรุน ได้แก่ อุณหภูมิที่ใช้ในการเผาบล็อกพรุน อัตราส่วนระหว่างมวลรวมและวัสดุเชื่อมประสาน ขนาดของเศษเซรามิกที่ใช้เป็นมวลรวม และความเข้มข้นของเคลือบที่ใช้เป็นวัสดุเชื่อมประสาน นอกจากนี้ยังได้หาเงื่อนไขที่เหมาะสมต่อการขึ้นรูปบล็อกพรุนที่ให้อัตราการไหลซึมผ่านของน้ำและค่าความแข็งแรงที่เหมาะสม ซึ่งพบว่าบล็อกพรุนปูทางเท้าที่ประกอบด้วยเศษเซรามิกขนาด 2 – 5 มิลลิเมตร ปริมาณร้อยละ 80 โดยน้ำหนัก วัสดุเชื่อมประสานปริมาณร้อยละ 20 โดยในวัสดุเชื่อมประสานประกอบด้วยสัดส่วนผงเคลือบแห้งต่อน้ำ ร้อยละ 71.43 : 28.57 โดยน้ำหนัก และเผาที่อุณหภูมิ 1200 °C ซึ่งให้ค่าความแข็งแรงต่อแรงอัดที่ 24.57 MPa ความหนาแน่น 1.64 g/cm3 ค่าความพรุนตัว 30.43% และอัตราการไหลซึมผ่านของน้ำ 897.74 L/m2·min

การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงจากขั้วไฟฟ้าแบตเตอรี่แอลคาไลน์ที่ใช้งานแล้วสำหรับการสลายสีย้อมอินทรีย์, ฉันท์สินี บัวเพ็ชร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้เน้นศึกษาการพัฒนาซิงก์ออกไซด์และซิงก์แมงกานีสออกไซด์จากขั้วไฟฟ้าของแบตเตอรี่แอลคาไลน์ที่ผ่านการใช้งานแล้วและแคลเซียมคาร์บอเนตจากเปลือกไข่เหลือทิ้งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง โดยแบ่งงานวิจัยออกเป็น 3 ส่วน คือ (1) การเตรียมซิงก์ออกไซด์จากผงขั้วแอโนดของแบตเตอรี่แอลคาไลน์ที่ผ่านการใช้งานแล้วผ่านกระบวนการเผาแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 500-800 องศาเซลเซียส ผลการวิเคราะห์โครงสร้างผลึกและเฟสด้วยเทคนิค XRD พบเฟส wurtzite และมีเฟสเดียวกับซิงก์ออกไซด์นาโนทางการค้า (ZnO-C) เมื่อทดสอบสมบัติการเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงโดยการกำจัดสีย้อมเมทิลีนบลู ภายใต้การฉายแสง UV พบว่า ZnO-600 ให้ประสิทธิภาพสูงสุดเทียบเท่ากับ ZnO-C โดยมีประสิทธิภาพอยู่ที่ 87% ที่เวลา 240 นาที (2) การเตรียมซิงก์แมงกานีสออกไซด์จากผงขั้วแคโทดและผงรวมขั้วของแบตเตอรี่แอลคาไลน์ที่ผ่านการใช้งานแล้วผ่านกระบวนการเผาแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 600-1000 องศาเซลเซียส ผลการวิเคราะห์โครงสร้างผลึกและเฟสด้วยเทคนิค XRD พบเฟส ZnMn2O4 เป็นเฟสหลัก แต่เมื่อนำมาทดสอบสมบัติการเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงภายใต้การฉายแสง Visible พบว่าไม่มีสมบัติการเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง (3) การเตรียมวัสดุเชิงประกอบ ZnO/CaCO3 โดยใช้ซิงก์ออกไซด์จากผงขั้วแอโนดของแบตเตอรี่แอลคาไลน์ที่ผ่านการใช้งานแล้ว และแคลเซียมคาร์บอเนตจากเปลือกไข่เหลือทิ้ง เมื่อทดสอบสมบัติการเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง พบว่าวัสดุเชิงประกอบที่เตรียมได้ให้ประสิทธิภาพการกำจัดสีย้อมเมทิลีนบลูภายใต้การฉายแสง UV สูงขึ้นอยู่ที่ 99% ที่เวลา 240 นาที ซึ่งคาดว่าเกิดจากแคลเซียมคาร์บอเนตสามารถลดการรวมตัวกันระหว่างอิเล็กตรอนกับโฮล

การเตรียมเซรามิกแคลเซียมซิลิเกตความหนาแน่นต่ำสำหรับงานฉนวนความร้อนทนไฟโดยใช้เถ้าแกลบ, ชญานิน นิสัยมั่น

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้สนใจการนำของเสียจากอุตสาหกรรมมาใช้เป็นวัสดุทดแทนวัตถุดิบดั้งเดิมในการเตรียมผลิตภัณฑ์แคลเซียมซิลิเกต ได้แก่ เถ้าแกลบ ซึ่งเป็นวัตถุดิบทางเลือกที่ให้ซิลิกาอสัญฐาน เปรียบเทียบกับการใช้ทรายบดที่เป็นวัตถุดิบดั้งเดิม และยิปซัมจากแม่พิมพ์ปูนปลาสเตอร์ใช้แล้ว การเตรียมผลิตภัณฑ์แคลเซียมซิลิเกตโดยทั่วไปจะเตรียมโดยการทำปฏิกิริยาระหว่างซิลิกาและแคลเซียมออกไซด์ภายใต้สภาวะไฮโดรเทอมัลที่มีแรงดันสูง งานวิจัยนี้จะศึกษาผลของการเติมยิปซัมต่อการเกิดเฟสในชิ้นงานแคลเซียมซิลิเกต โดยใช้เถ้าแกลบและทรายบดเป็นวัตถุดิบตั้งต้นที่ให้ซิลิกา นอกจากนี้ยังศึกษาผลของเวลาในการนึ่งอัดไอและผลการเติมปูนซีเมนต์ขาวเพิ่มเติมด้วย การเตรียมชิ้นงานเตรียมโดยการผสมวัตถุดิบตั้งต้นในอัตราส่วนแคลเซียมออกไซด์ต่อซิลิกาเท่ากับ 1:1 โดยโมล ใส่เส้นใยเซรามิก ร้อยละ 2.5 และเส้นใยกระดาษยูคาลิปตัส ร้อยละ 2.5 โดยน้ำหนัก เพื่อเป็นตัวช่วยเสริมแรงผสมกับน้ำ จากนั้นนำไปหล่อและบ่มเป็นเวลา 2 วัน และนำไปบ่มในหม้อนึ่งอัดไอที่อุณหภูมิ 200 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 10 และ 20 ชั่วโมง อบแห้งชิ้นงานที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง จากนั้นนำชิ้นงานไปทดสอบสมบัติทางกายภาพ วิเคราะห์องค์ประกอบเฟส และวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาค พบว่า การเติมยิปซัมสามารถช่วยในการเกิดเฟสโทเบอร์โมไรต์ได้ แต่ทำให้โครงสร้างจุลภาคของโทเบอร์โมไรต์เกิดการเปลี่ยนแปลงเช่นเดียวกับผลของการเติมปูนซีเมนต์ อีกทั้งเถ้าแกลบสามารถใช้เป็นวัตถุดิบทางเลือกที่ให้ซิลิกาได้ โดยในงานวิจัยนี้สูตรที่ดีที่สุดคือสูตร RHA0 อุณหภูมิการนึ่งอัดไอ 200 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 10 ชั่วโมง มีค่าความหนาแน่น 0.19 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ค่าความแข็งแรงต่อการดัดโค้ง 737 กิโลพาสคัล ค่าการหดตัวหลังเผาของชิ้นงานที่ 649 องศาเซลเซียส ร้อยละ 0.65 ค่าการนำความร้อน 0.063 วัตต์ต่อเมตรเคลวิน

ผลของสารประกอบฟอสเฟตเป็นสารเติมแต่งเผาผนึกเฟสของเหลวต่อสมบัติของเซรามิกอะลูมินา, ชญานิษฐ์ ศรีประดิษฐ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วัสดุเซรามิกความหนาแน่นสูงมีการใช้งานอย่างกว้างขวาง เช่น วัสดุทนไฟ ฉนวนไฟฟ้า หรือวัสดุทางการแพทย์ เนื่องจากมีสมบัติทางเคมีและกายภาพที่โดดเด่น เช่น ความเป็นฉนวนไฟฟ้า ความเสถียรทางความร้อนที่อุณหภูมิสูง และมีความเสถียรต่อสารเคมี งานวิจัยนี้มุ่งเน้นที่จะศึกษาเรื่องการลดอุณหภูมิในการเผาโดยการเติมสารช่วยเผาผนึกเฟสของเหลวเพื่อให้เกิดอะลูมินาความหนาแน่นสูง กลุ่มสารประกอบฟอสเฟตที่ศึกษาประกอบด้วย โมโนแอมโมเนียมฟอสเฟต แคลเซียมฟอสเฟตโมโนเบสิคโมโนไฮเดรตและโซเดียมไตรพอลิฟอสเฟต ซึ่งสารละลายกลุ่มฟอสเฟตมีความสามารถในการละลายน้ำส่งผลให้การผสมมีความสม่ำเสมอ วิธีการทดลองแบ่งเป็น 2 ส่วนคือ 1) ขึ้นรูปชิ้นงานด้วยวิธีการอัดแห้ง และ 2) การขึ้นรูปด้วยกระบวนการอัดรีด ขั้นแรกคือการผสมสารประกอบฟอสเฟตที่อัตราส่วนต่างๆในช่วงร้อยละ 5-15 โดยน้ำหนัก กับผงอะลูมินาขนาดอนุภาคเฉลี่ย 2.5 ไมโครเมตร อัดขึ้นรูปชิ้นงานอะลูมินาด้วยเครื่องอัดทิศทางเดียวที่ความดัน 50 MPa ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 มิลลิเมตร จากนั้นนำไปเผาผนึกที่อุณหภูมิช่วง 1500-1600 oC เป็นเวลา 2 ชั่วโมง อัตราการเพิ่มอุณหภูมิคือ 5 oC/min พบว่าอัตราส่วนที่ดีที่สุดคือการเติมสารประกอบฟอสเฟตร้อยละ 10 โดยน้ำหนักที่อุณหภูมิ 1600 oC ส่งผลให้อะลูมินามีความหนาแน่น 3.67 g/cm3 และการดูดซึมน้ำอยู่ที่ 0.12% ดังนั้นจึงทำการเลือกเงื่อนไขนี้ในการนำมาผลิตเนื้อดินปั้นสำหรับการขึ้นรูปด้วยกระบวนการอัดรีด พบว่าปริมาณสารละลายเชื่อมประสานที่เหมาะสมคือช่วง 18-20 กรัม สามารถขึ้นรูปชิ้นงานอะลูมินาได้ความหนาแน่นเท่ากับ 3.40 g/cm3 การดูดซึมน้ำเท่ากับ 0.12% ค่าความแข็งแรงเท่ากับ 103.00 MPa

การสังเคราะห์แมงกานีสไดออกไซด์จากแบตเตอรี่สังกะสีคาร์บอนและแบตเตอรี่แอลคาไลน์ที่ผ่านการใช้งานแล้วสำหรับการใช้งานในแบตเตอรี่สังกะสีไอออน, ชัยธวัช ไวยคณี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้จะเน้นศึกษาการกู้คืนแมงกานีสที่อยู่ในผงอิเล็กโทรดของแบตเตอรี่ชนิดปฐมภูมิชนิดแบตเตอรี่แอลคาไลน์และแบตเตอรี่สังกะสีคาร์บอนที่ใช้งานแล้ว ให้กลับมาใช้ใหม่โดยใช้วิธีการชะละลายด้วยกรด ซึ่งได้มีการปรับสภาวะในการชะละลาย ได้แก่ อุณหภูมิการชะละลาย (อุณหภูมิห้องและ 80 oC) สัดส่วนของแข็งต่อของเหลวโดยน้ำหนัก (1:20 – 1:5) ความเข้มข้นกรดซัลฟิวริก (0.5 M-10 M) และการเติมตัวรีดิวซ์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการชะละลายแมงกานีส (ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และ โซเดียมซัลไฟด์) ผลของประสิทธิภาพการชะละลายแมงกานีสด้วยกรด (LE) พบว่ามีค่าอยู่ในช่วง 15-78 % ในกรณีของแบตเตอรี่แอลคาไลน์ และ 27-88 % ในกรณีของแบตเตอรี่สังกะสีคาร์บอน โดยค่า LE สูงที่สุดของแบตเตอรี่ทั้งสองชนิดคือ การชะละลายในสภาวะการเติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่ความเข้มข้น 0.6 M จากนั้นจะใช้สารละลายที่ได้จากการชะละลายด้วยกรดเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์แมงกานีสไดออกไซด์ด้วยกระบวนการไฮโดรเทอร์มัลที่สภาวะต่างๆ พบว่าประสิทธิภาพของการกู้คืนแมงกานีสโดยรวม (OE) ในทุกสภาวะจะอยู่ในช่วง 8-85% และสภาวะการชะละลายจะส่งผลต่อเฟสและโครงสร้างจุลภาคของแมงกานีสไดออกไซด์ที่เตรียมได้ ซึ่งค่า OE สูงที่สุดจะได้จากการสังเคราะห์ด้วยโดยการใช้สารละลายที่ได้จากการชะละลายด้วยการใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นตัวรีดิวซ์ เติมแอมโมเนียมซัลเฟตและแอมโมเนียมเปอร์ซัลเฟตที่อุณหภูมิ 140 oC เป็นเวลา 24 h ซึ่งได้แมงกานีสไดออกไซด์เฟส α-MnO2 เมื่อนำแมงกานีสไดออกไซด์จากการรีไซเคิลไปใช้ในขั้วแคโทดของแบตเตอรี่สังกะสีไอออนแบบเซลล์มาตรฐาน CR2025 พบว่าเฟสและโครงสร้างจุลภาคของแมงกานีสไดออกไซด์ส่งผลต่อความจุไฟฟ้าจำเพาะ โดยพบว่าแมงกานีสไดออกไซด์เฟส γα-MnO2 ที่รีไซเคิลจากแบตเตอรี่แอลคาไลน์จะให้ความจำจุไฟฟ้าจำเพาะสูงที่สุด

ผลการใช้พิทเชอร์แทนที่ทรายบดละเอียดต่อสมบัติของวัสดุเปเปอร์กรีต, นภัสสร แสวงศิริผล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วัสดุเปเปอร์กรีตเป็นวัสดุก่อสร้างทางเลือกใหม่ประกอบไปด้วยกระดาษรีไซเคิลผสมกับปูนซีเมนต์ซึ่งมีสมบัติมีความเป็นฉนวนกันเสียงและความร้อนที่ดี รวมทั้งมีน้ำหนักเบากว่าเมื่อเทียบกับคอนกรีตแบบดั้งเดิม ในขณะเดียวกันปัจจุบันเศษเซรามิกที่ผ่านกระบวนการเคลือบและเผามาแล้วหรือที่รู้จักกันในชื่อของเซรามิกพิทเชอร์เป็นของเสียที่เกิดจากอุตสาหกรรมเซรามิก และยังรวมไปถึงอุตสาหกรรมเครื่องดื่มที่สร้างเศษกระดาษฉลากเหลือทิ้งจากขวดแก้วบรรจุภัณฑ์ในกระบวนการล้างทำความสะอาดสำหรับการนำบรรจุภัณฑ์กลับมาใช้ใหม่ ซึ่งก่อให้เกิดขยะเศษกระดาษในปริมาณมากของแต่ละปี ในงานวิจัยนี้จึงสนใจที่จะนำเศษกระดาษฉลากเหลือทิ้งผสมใช้แทนที่ปูนซีเมนต์บางส่วน และพิทเชอร์ที่ได้รับจากจานสโตนแวร์ที่แตกหักถูกนำไปบดละเอียดแล้วมาใช้แทนที่ทรายบดละเอียดในการผลิตวัสดุเปเปอร์กรีตเพื่อพัฒนาเป็นวัสดุก่อสร้างที่มิตรต่อสิ่งแวดล้อม อัตราส่วนวัตถุดิบปูนซีเมนต์ต่อทรายบดละเอียดต่อกระดาษต่อน้ำ คือ 1 : 1 : 0.3 : 2 และเซรามิกพิทเชอร์แทนที่ทรายในอัตราส่วนร้อยละ 25, 50, 75, และ 100 โดยน้ำหนัก ทำการศึกษาเปรียบเทียบตัวอย่างที่บ่มในบรรยากาศชื้นเป็นเวลา 7 วัน และตัวอย่างที่บ่มออโตเคลฟที่อุณหภูมิ 160 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง พบว่าชิ้นงานที่ผ่านการบ่มในบรรยากาศชื้นและมีการแทนที่พิทเชอร์ในปริมาณร้อยละ 75 ให้ค่าความต้านทานแรงดัดสูงที่สุดที่ 8.63 MPa ความหนาแน่นที่ 1.56 g/cm3 และมีค่าดูดซึมน้ำร้อยละ 20.53 นอกจากนี้พบว่าการทดลองใช้เส้นใย PVA ร่วมกับการใช้กระดาษฉลากส่งผลให้ชิ้นงานมีความแข็งแรงเพิ่มขึ้นมากกว่าการใช้กระดาษฉลากเพียงอย่างเดียว โดยจากภาพโครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานที่มีการแทนที่ด้วยพิทเชอร์ทั้งหมดมีการฟอร์มตัวของสารประกอบแคลเซียมซิลิเกตไฮเดรตและพอร์ตแลนไดต์แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการใช้เซรามิกพิทเชอร์เป็นวัสดุปอซโซลาน

การเตรียมไส้กรองน้ำคาร์บอนจากถ่านไม้ไผ่เคลือบด้วยซิลิคอนคาร์ไบด์และโฟโตคะตะลิสต์ซิลิกา/กราฟิติกคาร์บอนไนไตรด์, อทิตา ตะโพธิ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการเตรียมไส้กรองน้ำคาร์บอนจากถ่านไม้ไผ่เคลือบด้วยซิลิคอนคาร์ไบด์และโฟโตคะตะลิสต์ SiO2/g-C3N4 ซึ่งประกอบด้วย 4 ส่วน ดังต่อไปนี้ 1) การเตรียมไส้กรองน้ำคาร์บอนจากไม้ไผ่โดยการเผาคาร์บอไนเซชัน หลังจากนั้นเคลือบด้วยซิลิกาจากแกลบข้าวโดยกระบวนการตกสะสมอิเล็กโทรโฟรีติก (EPD) 2) การสังเคราะห์ซิลิคอนคาร์ไบด์บนผิวของไส้กรองคาร์บอน ถูกเตรียมโดยนำไส้กรองคาร์บอนที่เคลือบด้วยซิลิกาแล้วมาเผาที่อุณหภูมิ 1400 1500 และ 1600 องศาเซลเซียส ในบรรยากาศอาร์กอน คงที่ 1 2 และ 3 ชั่วโมง 3) การสังเคราะห์สารโฟโตคะตะลิสต์ชนิด SiO2/g-C3N4 ถูกเตรียมด้วย 2 วิธี คือ (1) บดผสมเป็นเวลา 24 ชั่วโมงระหว่าง g-C3N4 ที่สังเคราะห์จากยูเรีย กับผงซิลิกา และ (2) บดผสมยูเรียกับซิลิกาแล้วเผาที่อุณหภูมิ 600 องศาเซลเซียส คงที่ 2 ชั่วโมง ในบรรยากาศไนโตรเจน ส่วนสุดท้าย 4) การเคลือบสารโฟโตคะตะลิสต์ SiO2/g-C3N4 ด้วยวิธี EPD จากการทดลองพบว่า เมื่อนําไส้กรองคาร์บอนที่เคลือบด้วยซิลิกาไปสังเคราะห์ซิลิคอนคาร์ไบด์ มีการเกิดซิลิคอนคาร์ไบด์ขึ้นตั้งแต่อุณหภูมิ 1400 องศาเซลเซียส คงที่ 1 ชั่วโมง และมีซิลิคอนคาร์ไบด์นาโนไวร์เกิดขึ้นที่ผิวของถ่านไม้ไผ่ร่วมด้วย โดยซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ได้เป็นชนิดบีตาและที่ 1400 องศาเซลเซียส คงที่ 2 ชั่วโมง มีค่าความแข็งแรงสูงที่สุดเท่ากับ 14.10 เมกะพาสคัล การสังเคราะห์สารโฟโตคะตะลิสต์ SiO2/g-C3N4 พบว่าวิธีที่ 1 ปริมาณซิลิกาที่เหมาะสมในการเติมเพื่อบดผสมกับ g-C3N4 คือ ร้อยละ 5 โดยน้ำหนัก ซึ่งการเติมซิลิกาด้วยวิธีที่ 1 ทําให้ g-C3N4 มีความเป็นผลึกที่สูงขึ้น และวิธีที่ 2 การไพโรไลซิสพบว่าปริมาณการเติมซิลิกาที่เหมาะสมคือร้อยละ 10 โดยน้ำหนัก สามารถลดพลังงานแถบช่องว่าง และจากผลการทดสอบความสามารถการย่อยสลายเมทิลีนบลูในเวลา 7 ชั่วโมง พบว่าวิธีที่ 1 และ 2 …

การเตรียมคอนกรีตมวลเบาและมวลรวมเบาจากขี้เถ้าชีวมวล, อรปิยะ อังอติชาติ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ทำการศึกษาการเตรียมมวลรวมเบาและคอนกรีตมวลเบาจากเถ้าชีวมวลชนิดต่าง ๆ ได้แก่ เถ้าลอยจากโรงงานกระดาษ (CPFA1 และ CPFA2) เถ้าลอยกะลาและเปลือกมะพร้าว (CFA) เถ้าชานอ้อย (BA1 และ BA2) เถ้าปาล์มน้ำมัน (PA) เถ้าลอยเศษไม้ (WFA) และเถ้าแกลบ (RA) มวลรวมเบาถูกเตรียมขึ้นจากตัวอย่างเถ้าชีวมวลโดยการร่อนคัดขนาดที่ละเอียดกว่าตะแกรงร่อนเบอร์ 100 เมช (150 ไมครอน) ใช้จานปั้นเม็ดด้วยอัตราส่วนเถ้าและปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ร้อยละ 90 และ 10 โดยมวล ตามลำดับ มวลรวมที่เตรียมได้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ในช่วง 4.0 ถึง 16.0 มิลลิเมตร และมีค่าความหนาแน่นรวมระหว่าง 658 ถึง 1,104 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร การดูดซึมน้ำของมวลรวมมีค่าตั้งแต่ร้อยละ 18.46 ถึงร้อยละ 28.99 โดยมวล จากการทดสอบความต้านแรงกดแตกเม็ดเดี่ยวพบว่าเม็ดมวลรวมอายุ 28 วันที่เตรียมขึ้นมีค่าความต้านแรงกดแตกเม็ดเดี่ยวสูงสุดถึง 843.53 นิวตัน และเมื่อพิจารณาเปรียบเทียบกับตัวอย่างควบคุมพบว่าเม็ดมวลรวมจากเถ้า CPFA2 มีค่าความต้านแรงกดแตกที่สูงกว่า ในขณะที่มวลรวมจากเถ้า BA2 และเถ้า WFA มีค่าความต้านแรงกดแตกที่ใกล้เคียงกับเม็ดดินเผาพองตัวที่เป็นวัสดุทางการค้า แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติเชิงกลของเม็ดมวลรวมและค่าดัชนีกำลังของเถ้าที่นำมาเป็นวัตถุดิบในการขึ้นรูป เมื่อนำมวลรวมที่เตรียมได้ไปใช้แทนที่เม็ดดินเผาพองตัวในคอนกรีตพบว่าได้คอนกรีตมวลเบาที่มีความต้านแรงอัดระหว่าง 9.25 ถึง 28.34 เมกะพาสคัล แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของการเตรียมเม็ดมวลรวมเบาจากเถ้าชีวมวลด้วยการใช้จานปั้นเม็ดและความเป็นไปได้ในการนำเม็ดมวลรวมเบาดังกล่าวมาแทนที่เม็ดดินเผาพองตัวในคอนกรีตมวลเบาบางส่วนหรือทั้งหมด

การเตรียมฟิล์มฐานเซลลูโลสที่มีสมบัตินำไฟฟ้า, นพรุจ เคียงกิติวรรณ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้จะทำการเตรียมฟิล์มฐานเซลลูโลส/รีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์ (CA-rGO) ด้วยวิธีการผสม โดยสารละลายเซลลูโลสที่ได้จากเศษผ้าฝ้ายจะถูกนำมาผสมกับสารแขวนลอยแกรฟีนออกไซด์ แล้วนำไฮโดรเจลที่ได้มารีดิวซ์ด้วยไฮดราซีนไฮเดรตเป็นเวลา 24 ชั่วโมง ที่อุณหภูมิห้อง เพื่อเตรียมเป็น CA-rGO แต่ทว่าการเตรียม CA-rGO ด้วยวิธีนี้ไม่สามารถขึ้นรูปเป็นแผ่นฟิล์มที่มีความยืดหยุ่นได้ ทางคณะผู้วิจัยจึงเปลี่ยนมาเตรียมฟิล์มแบคทีเรียเซลลูโลส (BC) ที่ได้จากการหมักของชาคอมบูชาสโคบีแทน แล้วจึงนำฟิล์มแบคทีเรียเซลลูโลสที่ได้มาย้อมด้วยรีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์ (BC-rGO) ด้วยวิธีการย้อมทางกายภาพเป็นจำนวน 5, 10, 15 และ 20 ครั้ง พบว่าความเข้มของสีฟิล์มที่ได้จะเพิ่มขึ้นตามจำนวนรอบของการย้อมที่มากขึ้น แต่ความเป็นไฮโดรฟิลิกบนพื้นผิวของฟิล์มจะลดลงเนื่องจากการซ้อนทับกันของแผ่นนาโนรีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์ที่มีความเป็นไฮโดรโฟบิกบนพื้นผิวของ BC เพิ่มขึ้นหลังการถูกรีดิวซ์ สมบัติเชิงกลของฟิล์ม BC-rGO จะถูกวัดเทียบกับฟิล์ม BC พบว่าฟิล์ม BC-rGO มีค่าความต้านแรงดึงและมอดูลัสของยังที่สูงขึ้น แต่มีระยะยืด ณ จุดขาดที่ต่ำลง เป็นผลมาจากความเป็นผลึกที่เพิ่มขึ้นเมื่อจำนวนครั้งในการย้อมที่มากขึ้น ซึ่งจะเห็นได้จากผลของ XRD ทำให้ส่งผลต่อความสามารถในการบวมตัว สมบัติเชิงกล และสมบัติการนำไฟฟ้าของฟิล์ม BC-rGO เมื่อทำการตรวจสอบพฤติกรรมทางไฟฟ้าเคมีของขั้วไฟฟ้าแบบตั้งเองได้และปราศจากสารยึดเกาะจากฟิล์ม BC-rGO จะพบว่าฟิล์ม BC-rGO5T จะแสดงค่าความจุไฟฟ้าจำเพาะสูงที่สุดประมาณ 192.23 F/g ที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าที่ 1 A/g จากผลของ GCD เนื่องจากความสามารถในการแพร่ของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ดีที่เกิดจากความสามารถในการเปียกของพื้นผิว (Surface wettability) แต่เมื่อจำนวนครั้งในการย้อมเพิ่มขึ้น (BC-rGO10T, BC-rGO15T และ BC-rGO20T) ค่าความจุไฟฟ้าจำเพาะจะมีค่าลดลง เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของความต้านทานภายในที่เกิดจากความเป็นไฮโดรโฟบิกบนพื้นผิวของฟิล์มคอมโพสิต ในทำนองเดียวกันทางคณะผู้วิจัยได้ทดลองเตรียมฟิล์มแบคทีเรียเซลลูโลสที่ย้อมด้วยพอลิอะนิลีนและรีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์ (BC-PANI-rGO) ด้วยวิธีการย้อมทางกายภาพเช่นเดียวกันเป็นจำนวน 1-5 ครั้ง เมื่อทำการตรวจสอบพฤติกรรมทางไฟฟ้าเคมีของขั้วไฟฟ้า BC-PANI-rGO พบว่าฟิล์ม BC-PANI-rGO2T จะแสดงค่าความจุไฟฟ้าจำเพาะสูงที่สุดประมาณ 150.87 F/g ที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าที่ 1 A/g จากผลของ GCD ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าสามารถเตรียมฟิล์มคอมโพสิตที่มีสมบัตินำไฟฟ้าและมีความยืดหยุ่น อีกทั้งมีสมบัติเชิงกลที่ดีได้สำเร็จ

ผลของอุณหภูมิและเวลาการอบอ่อนที่มีต่อโครงสร้างและประสิทธิภาพการกักเก็บประจุสังกะสีไอออนของผงทังสเตน, กอกฤษต สองเมือง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

แบตเตอรี่สังกะสีไอออนแบบชาร์จได้ (ZIB) ถือเป็นหนึ่งในอุปกรณ์กักเก็บพลังงานที่น่าสนใจ เนื่องจากมีคุณสมบัติด้านความปลอดภัยและคุ้มค่าของราคา อย่างไรก็ตาม งานวิจัยศึกษาวัสดุแคโทดของแบตเตอรี่ ZIB เพื่อให้ได้แบตเตอรี่ที่มีความจุสูงและหมุนเวียนนั้นยังมีไม่แพร่หลาย ดังนั้นการศึกษาวัสดุแคโทดยังคงต้องการการศึกษาเพิ่มเติม ในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาขั้วแคโทดสำหรับใช้ในแบตเตอรี่ ZIB โดยใช้ทังสเตนออกไซด์เป็นวัสดุแคโทดสำหรับ ZIB จากงานวิจัยพบว่าขั้วแคโทดทังสเตนออกไซด์ให้ค่าความจุของแบตเตอรี่อยู่ที่ 158 mA h g-1 ณ กระแส 0.1A g-1 อีกทั้งมีประสิทธิภาพการใช้ซ้ำที่ 96% ในการทดสอบจนถึง 1,000 รอบ และมีค่าความหนาแน่นของพลังงานที่โดดเด่น อยู่ที่ 102Wh kg-1 ที่ 116 W kg-1 นอกจากนี้ งานวิจัยนี้ยังแสดงให้เห็นภาพจำลองกลไกในการแทรกตัวของสังกะสีไอออน Zn2+ แบบย้อนกลับในโครงสร้างขั้วแคโทด ดังนั้นงานวิจัยนี้ถือเป็นแนวทางการศึกษาและออกแบบเพื่อใช้ทังสเตนออกไซด์เป็นขั้วแคโทดในแบตเตอรี่ ZIB ที่มีสมรรถนะสูง

การผลิตโฟมอะลูมิเนียมโดยใช้ลูกบอลเกลือที่ออกแบบเป็นตัวสร้างรูพรุน, จุฑานนท์ บุญประเสริฐ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษากระบวนการผลิตโฟมอะลูมิเนียมที่มีโครงสร้างรูพรุนแบบเปิดด้วยการใช้ลูกบอลเกลือเป็นตัวสร้างรูพรุนรวมถึงสมบัติทางกลของโฟมอะลูมิเนียม โดยเริ่มต้นศึกษาการผลิตและสมบัติของลูกบอลเกลือซึ่งมีรูปร่างทรงกลม โดยเลือกใช้ลูกบอลเกลือเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 mm และอะลูมิเนียมผสมเกรด ADC 12 เพื่อนำไปผลิตโฟมอะลูมิเนียมด้วยวิธีการหล่อแบบแทรกซึมที่ใช้ความดันที่อุณหภูมิ 650 และ 700°C โดยใช้แรงดันจากแก๊สอาร์กอน 1 และ 2 bar และใช้ระยะเวลาหลอม 10 และ 30 นาที ผลการศึกษาสมบัติของลูกบอลเกลือพบว่าโครงสร้างจุลภาคของลูกบอลเกลือหลังการเผาผนึกมีความเป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้น ส่งผลให้ความแข็งแรงอัดของลูกบอลเกลือสูงขึ้น กระบวนการผลิตนี้สามารถผลิตโฟมอะลูมิเนียมที่มีรูพรุนแบบเปิดได้ ซึ่งโครงสร้างของชิ้นงานโฟมจะมีโพรงอากาศขนาดใหญ่เนื่องจากการแทรกซึมของน้ำโลหะอะลูมิเนียมเพียงบางส่วนในชิ้นงานเมื่อใช้อุณหภูมิ 650°C ความดัน 1 bar และเวลา 10 นาที โครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานโฟมประกอบด้วยเนื้อพื้นเมตริกซ์อะลูมิเนียมที่มีเฟสซิลิกอนกระจายตัวอยู่ นอกจากนี้ ความแข็งแรงอัดของโฟมอะลูมิเนียมขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ แรงดัน และเวลาที่ใช้ในการผลิต โดยที่อุณหภูมิ 700°C ชิ้นงานส่วนใหญ่มีความแข็งแรงจุดครากสูงกว่าชิ้นงานที่อุณหภูมิ 650°C และส่งผลให้การดูดซับพลังงานของชิ้นงานใกล้เคียงกันมากขึ้น เช่นเดียวกับการเพิ่มแรงดันจาก 1 เป็น 2 bar ในขณะที่ระยะเวลาในการหล่อชิ้นงานส่งผลให้ความแข็งแรงจุดครากของชิ้นงานใกล้เคียงกันมากขึ้น และทำให้การดูดซับพลังงานของชิ้นงานสูงขึ้น เมื่อเพิ่มระยะเวลาการหล่อจาก 10 เป็น 30 นาที

การศึกษาผลของการเจือซิลิกอนในกระบวนการอะลูมิไนซิงแบบผงโดยใช้ผงซิลิกอนไดออกไซด์ต่อโครงสร้างจุลภาค และพฤติกรรมการเกิดออกซิเดชันของชั้นสารประกอบเชิงโลหะนิกเกิล-อะลูมิเนียมบนโลหะผสมพิเศษ In800ht, ณัฐพงษ์ หนันต๊ะ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในงานวิจัยนี้ศึกษาผลของเติม SiO2 ในกระบวนอะลูมิไนซิงแบบผงชนิด high-activity โลหะผสมพิเศษ IN800HT ที่มีการเจือซิลิกอนในช่วง 0-37.5 at% อ้างอิงจากสัดส่วนของซิลิกอนที่ได้และอะลูมิเนียมที่เหลือจากปฏิกิริยารีดักชัน โดยวิเคราะห์ผ่านโครงสร้างจุลภาค องค์ประกอบทางเคมี และชนิดของสารประกอบอะลูมิไนด์ของชั้นเคลือบที่เกิดขึ้นจากการเตรียมที่อุณหภูมิ 1000 °C เป็นเวลา 4 ชั่วโมง จากการทดลองพบว่า ชั้นเคลือบของตัวอย่างที่ไม่มีการเจือซิลิกอนประกอบไปด้วย 3 ชั้นย่อย คือ (i) ชั้นนอกที่ของผสมระหว่างสารประกอบอะลูนิไนด์ที่มีความเข้มข้นของอะลูมิเนียมสูง (ii) ชั้นกลางที่มีสารประกอบอะลูมิไนด์ hyperstoichiometric β-(Fe,Ni)Al เป็นหลัก และ (iii) ชั้น interdiffusion zone (IDZ) ที่เป็นชั้นในสุด ซึ่งบ่งบอกถึงการแพร่ของอะลูมิเนียมเข้าไปในโลหะผสมพิเศษ IN800HT ความหนาของแต่ละชั้นย่อยได้รับผลกระทบจากปริมาณ SiO2 ที่เติมลงไป การละลายของซิลิกอนในสารประกอบอะลูมิไนด์มีปริมาณน้อยกว่า 5 at.% เมื่อมีการเจือซิลิกอนในปริมาณสูงขึ้น จะเกิดการแยกตัวของซิลิกอน (Si segregation) บริเวณชั้น IDZ หรือพื้นที่แยกตัวในชั้นกลางของตัวอย่างที่มีการเจือซิลิกอน การเจือซิลิกอนในกระบวนการอะลูมิไนซิงแบบผงโดยใช้ซิลิกอนไดออกไซด์ประสบความสำเร็จเนื่องจากการลดลงของ thermodynamic activity ของ Al สำหรับการทดสอบ cyclic oxidation ที่อุณหภูมิ 1,000°C ภายใต้สภาวะบรรยากาศอากาศแห้งเป็นระยะเวลา 104 ชั่วโมง พบว่า ตัวอย่างที่มีการเจือซิลิกอนมีการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักต่ำกว่าตัวอย่างที่ไม่มีการเจือซิลิกอน พฤติกรรมการเกิดออกซิเดชันแบบ sub-parabolic growth เกิดขึ้นในกรณีของ (1) โลหะผสมพิเศษ IN800HT (3) ตัวอย่างที่ไม่มีการเจือซิลิกอน และ (3) เจือซิลิกอนในปริมาณ 37.5 at% มี ในขณะที่ตัวอย่างที่มีการเจือซิลิกอน 12.5 at% และ 25.0 at% มีพฤติกรรมการเกิดออกซิเดชันแบบ linear growth เป็นหลัก

การผลิตฟิล์มดูดกลืนยูวีจากลิกโนซัลโฟเนตที่สังเคราะห์จากลิกนินในน้ำดำของการผลิตเยื่อชานอ้อยด้วยวิธีโซดา, ชลธิดา บุญตามส่ง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในขั้นตอนการผลิตเยื่อกระดาษด้วยวิธีโซดาจะเกิดของเสียขึ้นเรียกว่า น้ำดำ ซึ่งมีลิกนินเป็นองค์ประกอบหลัก ลิกนินที่ได้นั้นสามารถนำไปสังเคราะห์เป็นลิกโนซัลโฟเนตซึ่งมีสมบัติเป็นสารอิมัลซิไฟเออร์และสามารถดูดกลืนรังสียูวี งานวิจัยนี้จึงได้ศึกษาการผลิตแผ่นฟิล์มดูดกลืนยูวีจากลิกโนซัลโฟเนตที่สังเคราะห์จากลิกนินในน้ำดำที่ได้จากการผลิตเยื่อชานอ้อยด้วยวิธีโซดา โดยเริ่มจากการศึกษาผลของความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ในกระบวนการผลิตเยื่อต่อการสกัดลิกนิน โดยทดลองใช้ความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ในการต้มเยื่อที่ร้อยละ 12, 14, 16 และ 18 ของน้ำหนักเยื่อแห้ง เนื่องจากลิกนินมีความสามารถในการละลายที่ต่ำในตัวกลางที่เป็นกรด จึงได้ทำการแยกลิกนินโดยวิธีการเติมกรดซัลฟิวริกในน้ำดำ พบว่าลิกนินที่ได้จากความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์แตกต่างกันจะมีโครงสร้างเหมือนกันและเมื่อเพิ่มความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ในการต้มเยื่อจะได้ปริมาณลิกนินที่เพิ่มขึ้น การใช้ความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ร้อยละ 12 ให้อัตราส่วนลิกนินต่อสารเคมีสูงที่สุดจึงได้เลือกลิกนินที่ได้จากภาวะนี้ไปตกตะกอนและนำไปสังเคราะห์เป็นลิกโนซัลโฟเนตผ่านปฏิกิริยาเมทิลซัลโฟเนชันโดยใช้ฟอร์มาลดีไฮด์และโซเดียมซัลไฟต์ พบว่าลิกโนซัลโฟเนตที่สังเคราะห์ได้ภายในงานวิจัยมีโครงสร้างคล้ายกับลิกโนซัลโฟเนตเชิงการค้า จากนั้นได้นำลิกโนซัลโฟเนตที่สังเคราะห์ได้ผสมกับพอลิเมอร์ที่สามารถย่อยสลายได้ เพื่อศึกษาสมบัติต่างๆ ของฟิล์ม ลักษณะของฟิล์มที่ได้มีความเป็นเนื้อเดียวกันแสดงถึงความเข้ากันได้ระหว่างลิกโนซัลโฟเนตและพอลิเมอร์ ฟิล์มที่ผสมลิกโนซัลโฟเนตสามารถดูดกลืนรังสีในช่วงยูวีได้ทั้งหมด เนื่องจากมีหมู่โครโมฟอร์ซึ่งมีความสามารถในการดูดกลืนยูวีอยู่ในโครงสร้าง ฟิล์มที่ผสมลิกโนซัลโฟเนตนั้นผิวหน้าของฟิล์มจะมีความชอบน้ำมากขึ้น การเติมลิกโนซัลโฟเนตที่สังเคราะห์ในงานวิจัยสามารถปรับปรุงสมบัติเชิงกลของฟิล์มได้โดยจะไปเพิ่มความต้านทานแรงดึงของฟิล์มและค่ายังมอดูลัส จากการศึกษาสภาวะที่เหมาะสมโดยวิธีพื้นที่ผิวตอบสนองพบว่าความเข้มข้นที่เหมาะสมต่อการผลิตฟิล์มที่ต้านทานยูวีได้ร้อยละ 97 พบว่าต้องผสมลิกโนซัลโฟเนตที่ความเข้มข้นร้อยละ 0.29 โดยน้ำหนักต่อปริมาตร ปริมาณพอลิไวนิลแอลกอฮอล์ที่ความเข้มข้นร้อยละ 0.89 โดยน้ำหนักต่อปริมาตร และกลีเซอรอลร้อยละ 0.89 โดยปริมาตร

Equations Of State For Warm Dense Carbon From Quantum Espresso, Derek J. Schauss

Theses and Dissertations

Warm dense plasma is the matter that exists, roughly, in the range of 10,000 to 10,000,000 Kelvin and has solid-like densities, typically between 0.1 and 10 grams per centimeter. Warm dense fluids like hydrogen, helium, and carbon are believed to make up the interiors of many planets, white dwarfs, and other stars in our universe. The existence of warm dense matter (WDM) on Earth, however, is very rare, as it can only be created with high-energy sources like a nuclear explosion. In such an event, theoretical and computational models that accurately predict the response of certain materials are thus very …

Impact Dynamics Of Surfactant-Laden Droplets On Non-Wettable Coatings, Amir Esmaeili

Theses and Dissertations

Owing to their excellent water repellency, non-wettable (superhydrophobic) coatings have gained tremendous attention in the past couple of decades. Alkyl ketene dimer (AKD), an inexpensive polymer frequently used in paper industry as a sizing agent, has shown potentials to become superhydrophobic. The formation of a porous structure after curing the solidified AKD for an extra-long time (4–6 days) results in superhydrophobicity, i.e., a static contact angle with water of >150° and a roll-off angle of <10°. In this work, a facile and low-cost method was used to turn the surface of AKD superhydrophobic in a very short period of time by briefly treating the coatings, obtained from isothermally heated molten AKD at 40 °C for 3 min, with ethanol. The resulting superhydrophobicity is due to the formation of porous, entangled irregular micro/nano textures that create air cushions on the surface leading to droplet state transition from Wenzel to Cassie. As a proof of concept, the same material was applied to the co-sputtered nickel-tungsten thin films, commonly used in micro/nano-electro-mechanical systems, to improve their hydrophobicity. According to the results, at least 20% increase was observed in the dynamic contact angles of the treated substrates.

In addition, this work presents a detailed high-speed imaging analysis of the influence of the molecular weight, concentration and ionic nature of surfactants on droplet …

Continuous Preparation And Application Of Novel Heterogeneous Catalysis, Michael B. Burkholder

Theses and Dissertations

Transition metal heterogeneous catalysts are widely used across many chemical industries to reduce waste and emissions and reduce production time while increasing rate. The prevalence of these materials results from the complex relationship between metal nanoparticles and supports affecting final catalytic performance. Rational catalyst synthesis describes the ability to precisely engineer structures through controlled preparation. Novel materials and continuous processing represent a promising approach for rational catalyst synthesis.

The application of these catalysts in continuous, multiphase processes, such as cross-coupling reactions, oxidation chemistry, and nitroreduction processes, are paramount to developing new commercial routes for high-value products. Pd/G catalysts synthesized by …

Surface Characterization Of Accident Tolerant Fuel Claddings Candidates After Prolonged Exposure To Steam Oxidation, Connor F. Donlan

Theses and Dissertations

Accident Tolerant Fuel Claddings are designed to improve fuel performance and safety in abnormal reactor conditions. The development of these cladding materials has become a top priority for the nuclear community, with incidents such as the Three Mile Island accident and the Fukashima Dai-chi accident. The development of these claddings has resulted in 2 subsections: coating current claddings or replacing cladding materials with new materials. The claddings studied in this thesis are a Zircaloy-4 cladding coated with chromium through physical vapor deposition, Zircaloy-4, and a FeCrAl alloy, C26M. This thesis assessed the surface chemistry, roughness, and wettability after extended exposure …

Microstructure Evolution And Mechanical Property Response Of Tc11 Titanium Alloy Under Electroshock Treatment, Chang Liu, Lechun Xie, Dongsheng Qian, Lin Hua, Liqiang Wang, Lai-Chang Zhang

Research outputs 2014 to 2021

© 2020 The Authors This work investigated the effects of electroshock treatment (EST) on the microstructure variation and mechanical properties of TC11 alloy. The average hardness of the specimens decreased from 358 HV to 328 HV after EST of 0.04 s, then increased to 396 HV after EST of 0.06 s. After EST, the yield strength of specimen declined from 959 MPa to 797 MPa after EST of 0.04 s, and then increased to 1265 MPa after EST of 0.06 s, but the fracture strain decreased continuously. The variation in mechanical properties was closely related to the phase transition from …

Synthesis Of A Two-Part Geopolymer From Red Mud And Silica Fume, Arup Kumar Mandal

Journal of Metals, Materials and Minerals

In this present study, the development of a two-part geopolymer from waste red mud (RM) and silica fume (SF) by alkali activator is examined. The influence of silica fume addition, alkali concentration, curing duration are studied. The compressive strength of geopolymers has been achieved 0.8 MPa to 8 MPa with varying different compositions and synthesis parameters. The optimum RM/SF ratio is 60/40, the optimum solid/solution ratio is 1.8 gmL-1 or 2 gmL-1, and the optimum Na2SiO3/NaOH ratio is 0.5 day for 28 days curing time. The incorporation of iron in the geopolymer matrix contributes to geopolymerization. The study suggests that …

Eco-Friendly Lake Pigment From Sappanwood: Adsorption Study And Its Application As Natural Colorant For Natural Rubber Toy Balloon, Jitnapa Sirirak, Ployphat Suppharatthanya, Kedsarin Chantha, Sutinee Girdthep, Supanee Chayabutra

Journal of Metals, Materials and Minerals

Due to the awareness of the impact of synthetic dye on human health and the environment, natural dye and lake pigment have attracted considerable attention from researcher. Herein, pink−red lake pigment from sappanwood was prepared using adsorption approach. The effects of initial pH, pH and concentration of brazilein solution, dosage of aluminium hydroxide, and adsorption time on adsorption were also explored. Results showed that the maximum adsorption capacity of 30 mg g-1 was achieved when 0.25%w/v of aluminium hydroxide and 100 mg L-1 of brazilein solution were applied. The adsorption kinetics and adsorption isotherm fitted the pseudo second order model …

Using Shrimp Shells As Based Catalysts For Fame Production From Palm Oil Feedstock, Assadaporn Poonanan, Anupat Prukpaiboon, Paul Egwuonw Dim, Mutsee Termtanun

Journal of Metals, Materials and Minerals

In this study, waste shrimp shells from industry were used as a heterogeneous bio-based catalyst for trans-esterification reaction of fresh palm oil. CaO was prepared from shrimp shells calcination. Surface area, phase composition, and basicity of the calcined shrimp shell catalysts were studied using N2 adsorption (BET), X-ray diffraction (XRD), and CO2 temperature-programmed-desorption (CO2-TPD), respectively. The influence of shrimp shells calcination temperature and operation condition, methanol to palm oil ratio on trans-esterification reaction, were investigated. Five hours trans-esterification was carried out at 65℃ using different shrimp shell at four different calcination temperature: 700, 750, 800 and 850℃ with 9:1 methanol …

Investigation Of Deposition Parameters On The Structural Properties And Hardness Of Tialn Films Deposited Via Reactive Pulsed Dc Magnetron Sputteringinvestigation Of Deposition Parameters On Structural Properties And Hardness Of Tialn Films Deposited By Reactive Pulsed Dc Magnetron Sputtering, Jariyaporn Rukkun, Kamon Aiempanakit, Pimchanok Reakaukot, Witthawat Wongpisan, Kirati Waree, Montri Aiempanakit

Journal of Metals, Materials and Minerals

In this work, titanium aluminum nitride (TiAlN) films were deposited on a silicon substrate via reactive pulsed DC magnetron sputtering. The effect of deposition parameters such as nitrogen gas flow rate, substrate temperature, and bias voltage on the structural and mechanical properties of TiAlN films was investigated. The crystal structure, morphology, and hardness of TiAlN films were characterized via X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscope (FE-SEM, and nanoindentation. An improved crystallinity of TiAlN films was obtained by varying the substrate temperature and bias voltage. The morphology of the TiAlN film exhibited a columnar structure, and the morphology gradually …

Improving Corrosion Resistance Of 3d Printed Ti-6al-4v By Tin Coating, Surada Nisaimun, Phitsanu Poolcharuansin, Patama Visuttipitukul, Pitichon Klomjit

Journal of Metals, Materials and Minerals

TiN thin films were deposited on biomaterial 3D printed Ti-6Al-4V substrates using two methods including direct current magnetron sputtering (DCMS) and high-power impulse magnetron sputtering (HiPIMS). The coating times were compared between 5 min and 25 min. HiPIMS was developed based on DCMS by increasing degree of ionization in plasma and power densities in the order of kWcm-2 compared to Wcm-2 of DCMS. The film characteristics and mechanical properties were investigated by glancing incident x-ray diffractometer (GIXRD), field emission scanning electron microscope (FE-SEM), and atomic force microscope (AFM). Electrochemical behavior was analyzed by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in 1 M …

Characteristic Of Fluorescence Spectroscopy Response Of Tetrakis (4-Sulfonatophenyl) Porphyrin Doped Polyaniline Toward Fe3+ Ion, Chatr Panithipongwut Kowalsk, Meatawadee Buntee, Prasit Pattananuwat

Journal of Metals, Materials and Minerals

Here, we report a selective colorimetric chemosensor toward Fe3+ ion detection by the combination of sensitizer and hole transport consisting of polyaniline and tetrakis (4-sulfonatophenyl) porphyrin. Interestingly, the presence of tetrakis (4-sulfonatophenyl) porphyrin moiety on polyaniline can enhance the optical limiting properties of polyaniline, allowing the fluorophore signal for chemical sensor. The performance sensing behaviors toward metal ion are observed by the ultraviolet-Visible and fluorescence properties. The sensing of polyaniline-tetrakis (4-sulfonatophenyl) porphyrin toward Fe3+ ion exhibits a linear response in the concentration range of 0.01 M to 1.0 × 10-4 M over the other transition metals (Cu2+, Ni2+, Zn2+, Pb2+, …

The Study On Un-Doped/Boron Doped/Un-Doped Triple Seg In Vertical Nand Flash Memory, Woong Lee, Chaeho Kim, Joonsuk Lee, Sehun Park, Yonghan Roh

Journal of Metals, Materials and Minerals

Selective epitaxial growth (SEG) plays a critical role in vertical NAND flash memory because it serves as a ground select line (GSL) transistor, which is used to control the cell current in the vertical channel. In this study, different channel hole sizes between the adjacent hole and away hole from the common source line (CSL) were detected after vertical channel etch (VCE). This discrepancy severely impacts the boron concentration of SEG applied through ex-situ boron implantation, and results in large GSL Vth variations. Novel in-situ boron-doping of triple-layered un-doped/boron doped/un-doped SEG was developed to solve the high variation of the …