การศึกษาเปรียบเทียบโครงสร้างนาโนซิงค์ออกไซด์ที่ถูกสังเคราะห์โดยการเทอร์มอลออกซิเดชันของซิงค์ที่เคลือบบนตะแกรง

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พิชามญชุ์ อยู่รอด, ณัฐพล อนุนิวัฒน์, ชญานนท์ ชินหอม

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

กมล เอี่ยมพนากิจ

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนสวนกุหลาบวิทยาลัย รังสิต

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2560

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นในปัจจุบันมีอยู่มากมาย เห็นได้ชัดจากสิ่งใกล้ตัวคือปัญหามลพิษทางน้ำ อย่างเช่นน้ำเน่าเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมสีย้อม หรือปัญหาน้ำมันรั่วในทะเลจังหวัดระยอง เมื่อเดือนกรกฎาคม ปี 2556 ซึ่งส่งผลกระทบต่อทั้งคุณภาพชีวิต ระบบเศรษฐกิจ และการท่องเที่ยวในจังหวัด นำไปสู่ปัญหาในวงกว้างระดับประเทศ

มีวิธีการแก้ไขปัญหาดังกล่าวอยู่มากมายหลายวิธี หนึ่งในนั้นคือการใช้ปฏิกิริยา Photocatalyst หรือกระบวนการเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง กระตุ้นซิงค์ออกไซด์ (ZnO) ซึ่งเป็นสารกึ่งตัวนำที่ทนความร้อนได้ดี ความสามารถในการละลายต่ำ มีความเสถียรสูง ราคาไม่แพงและไม่เป็นพิษ จึงนิยมนำวิธีดังกล่าวไปใช้ประโยชน์ เช่น การฆ่าเชื้อแบคทีเรีย การบำบัดน้ำเสียของฟิล์มบาง และการแยกน้ำกับน้ำมัน เป็นต้น

ถึงแม้ว่ารังสี UV จะมีความสามารถสลายสารอินทรีย์ได้อย่างช้า ๆ โดยธรรมชาติอยู่แล้ว เช่น แผ่นพลาสติกที่ซีดและเปราะเมื่อใช้เป็นเวลานาน แต่ปฏิกิริยา Photocatalyst ระหว่างรังสี UV และซิงค์ออกไซด์ (ZnO) จะเป็นตัวช่วยเร่งกระบวนการสลายสารอินทรีย์ ให้แตกตัวไปเป็นออกซิเจน น้ำ หรืออื่น ๆ ซึ่งอาจเป็นสารที่มีประโยชน์ หรืออย่างน้อยก็ไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม

วิธีการเคลือบซิงค์ก่อนที่จะนำไปอบเพื่อนำไปใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ มีอยู่หลายวิธีด้วยกัน ไม่ว่าจะเป็นการเคลือบโดยวิธี Hydrothermal วิธี Sputtering ซึ่งก็นับเป็นวิธีที่ค่อนข้างซับซ้อน และมีค่าใช้จ่ายสูง รวมถึงอัตราการเคลือบต่ำ เมื่อเทียบกับวิธี electroplating ที่ไม่ซับซ้อน ใช้เวลาเตรียมน้อยกว่าเนื่องจากมีอัตราการเคลือบสูง และราคาถูกกว่า

ผู้ศึกษาจึงได้ทำการศึกษาทดลองเปรียบเทียบ เวลาและอุณหภูมิที่ใช้อบตะแกรงหลังการเคลือบซิงค์ด้วยวิธี electroplating โดยจะเปรียบเทียบหาค่าตัวแปรดังกล่าวที่เหมาะสม เพื่อที่จะทำให้ได้โครงสร้างซิงค์ออกไซด์ เป็นเส้นลวดขนาดนาโนเมตรและมีพื้นที่ผิวมากที่สุด ซึ่งถือเป็นคุณสมบัติที่ดีสำหรับการนำไปใช้ในปฏิกิริยา Photocatalyst และนำไปประยุกต์ใช้ในด้านต่าง ๆ ต่อไป