การสังเคราะห์ Nitrogen-doped Carbon dots จากเปลือกกล้วยโดยใช้ไมโครเวฟเพื่อใช้ในการตรวจจับโลหะหนัก
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ดุลยพัฒน์ พรพนาวัลย์, พิมพ์แพรวา พุทธรักษ์ขิต
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
ประสงค์พร เรืองพีระศิริ
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
Nitrogen-doped carbon dot (NCDs) เป็นอนุภาคคาร์บอนระดับนาโนเมตรที่มีคุณสมบัติในการเรืองแสงจากการเพิ่มไนโตรเจนไปในอนุภาคคาร์บอน จึงทำให้มีการประยุกต์ใช้หลากหลายรวมถึงการตรวจจับโลหะหนักในแหล่งน้ำเพื่อตรวจสอบคุณภาพของแหล่งน้ำว่าสามารถนำมาอุปโภคหรือบริโภคได้หรือไม่ โดยอนุภาคชนิดนี้สามารถสังเคราะห์ได้หลายวิธี หนึ่งในนั้นคือการให้ความร้อนผ่านไมโครเวฟซึ่งเป็นวิธีที่ใช้เวลาน้อยและไมโครเวฟเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่หาได้ทั่วไป โครงงานนี้จึงมีวัตถุประสงค์ในการสังเคราะห์ NCDs จากเปลือกกล้วยผ่านการให้ความร้อนจากไมโครเวฟกำลัง 450 W และวิเคราะห์คุณสมบัติทางเคมีของ NCDs ที่สังเคราะห์จากเปลือกกล้วยโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบ TEM X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) และทดสอบคุณสมบัติในการตรวจจับโลหะหนักของ NCDs ที่สังเคราะห์ได้กับไอออนโลหะหนักจำนวน 8 ชนิด
ผลการทดลองที่ได้พบว่า NCDs ที่สังเคราะห์ได้มีคุณสมบัติเป็นไปตามที่ควรทั้งเรื่องสัณฐานองค์ประกอบทางเคมี และความจำเพาะต่อโลหะหนัก ขนาดของ NCDs ที่สังเคราะห์ได้ตรงตามการศึกษาก่อนหน้าที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยวิธีอื่น ๆ นั่นคือมีขนาดเท่ากับ 3.5 ± 0.6 nm และมีรูปร่างเป็นทรงกลม องค์ประกอบทางด้านเคมีตรงตามที่ตั้งสมมติฐานไว้นั่นคือมีการสร้างพันธะระหว่างคาร์บอนและไนโตรเจน จึงถือว่าการสังเคราะฺห์ NCDs โดยการให้ความร้อนจากไมโครเวฟสำเร็จลุล่วงไปได้ด้วยดี และเมื่อหลังจากที่ทดสอบในขั้นตอนการตรวจจับโลหะหนักแล้วพบว่า NCDs ที่สังเคราะห์ได้มีความจำเพาะต่อ เหล็ก Fe3+ สังเกตได้จากค่าการเรืองแสงจาก Fluorescence spectroscopy ที่ลดลงอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับโลหะหนักอีก 7 ชนิดที่เหลือ