การระบุสภาวะออกซิเดชันของอาร์เซนิก(III) โดยใช้ เทคนิค x-ray absorption near edge structure (XANES)

Abstract
การศึกษาสภาวะออกซิเดชันของอาร์เซนิก(III) โดยใช้เทคนิค x-ray absorption near edge structure (XANES) เพื่อประเมินศักยภาพการดูดซับของไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2) ร่วมกับ ไอออนออกไซด์ (Fe2O3) ในการกำจัดสารหนู การเตรียมเริ่มจากส่วนผสมของ TiO2 และ FeSO4 ซึ่งในการศึกษาครั้งนี้เน้นไปที่การใช้น้ำเป็นตัวทำละลายร่วมกับการตกตะกอนร่วม และการอัลตราโซนิเคต ศึกษาคุณลักษณะโดยใช้เทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ (XRD) แสดงให้เห็นว่าอนุภาคของ TiO2/Fe2O3 ไบเมทัลลิกคอมโพสิต เกิดการผสมรวมกันโดยวิธีการเตรียมที่ศึกษา และพบตำแหน่งของพีค TiO2 ที่ 2θ = 29.5๐, 43.2๐, 44.2๐, 45.2๐, 56.5๐, 63.5๐, 65.0๐ และพบตำแหน่งของพีค Fe2O3 ที่ 2θ = 28.2๐, 38.8๐, 41.8๐, 47.8๐, 51.0๐, 58.2๐, 63.8๐ จากนั้นศึกษาการดูดกลืนแสงโดยนำไปวิเคราะห์ด้วยเครื่องยูวี-วิสิเบิลสเปกโทรโฟโตมิเตอร์ (uv-vis spectrophotometer) แสดงให้เห็นว่า TiO2 (single phase) และ TiO2/Fe2O3 (bimetallic composites) มีค่าการดูดกลืนแสงเท่ากับ 370 นาโนเมตร ปรากฏในช่วงยูวี นำสารหนูดูดซับด้วย TiO2/Fe2O3 ไปวิเคราะห์ด้วยเครื่องวิเคราะห์โครงสร้างการดูดกลืนพลังงานรังสีเอกซ์ใกล้ขอบพลังงานการดูดกลืน (x-ray absorption near edge structure : XANES) เพื่อศึกษาสภาวะออกซิเดชันของ As(III) ที่ถูกดูดซับบน TiO2/Fe2O3 ไบเมทัลลิกคอมโพสิต โดยค่า K-edge energy (E๐) ที่อยู่บนผิวของตัวดูดซับพบที่พลังงาน E๐ = 11873.80 , 11872.01, 11875.46 eV วิธีดังกล่าวสามารถประยุกต์ใช้ในการดูดซับในอนาคตได้
Description
The study of the oxidation state of arsenic(III) by using x-ray absorption near edge structure (XANES) technique to evaluate the adsorption potential of titanium dioxide (TiO2) together with iron oxide (Fe2O3) in get rid of arsenic. Preparation begins with a mixture of TiO2 and FeSO4, which in this study focuses on the use of water as a solvent together with co-precipitation and ultrasonication. Characterization of materials used x-ray diffraction (XRD) technique showed that the particles of TiO2/Fe2O3 were mixed and the results showed crystalline peaks of TiO2 at 2θ = 29.5๐, 43.2๐, 44.2๐, 45.2๐, 56.5๐, 63.5๐, 65.0๐ and crystalline peaks of Fe2O3 at 2θ = 28.2๐, 38.8๐, 41.8๐, 47.8๐, 51.0๐, 58.2๐, 63.8๐. The absorption of UV absorption spectra was done by uv-vis spectrophotometer. The results showed that TiO2 (single phase) and TiO2/Fe2O3 (bimetallic composites) presenting absorption spectra at wavelength 370 nm appearing in the UV range. The As(III) bound TiO2/Fe2O3 were analyzed by x-ray absorption near edge structure (XANES) to identify the oxidation state of As(III) adsorbed on TiO2/Fe2O3 bimetallic composites. The results showed K-edge energy (E๐) of As(III) on bimetallic composites at 11873.80, 11872.01 and 11875.46 eV. This studied methods can be applied to adsorb arsenic in the future.
Keywords
TiO2/Fe2O3 ไบเมทัลลิกคอมโพสิท, สภาวะออกซิเดชัน, สารหนู, เทคนิคเอกซเรย์ดิฟแฟรกชันสเปกโทรสโกปี, เทคนิคยูวี-วิสิเบิลสเปกโทรโฟโตมิเตอร์, เทคนิคเอกซเรย์แอบซอร์ปชันสเปกโทรสโกปี, การตกตะกอนร่วม, TiO2/Fe2O3 bimetallic composites, arsenic, oxidation state, x–ray diffraction spectroscopy, uv-visible spectrophotometer, x-ray absorption spectroscopy, co-precipitation
Citation
วรรณกร จันทร์บัว และสุปรียา หล้าอิน. (2562). การระบุสภาวะออกซิเดชันของอาร์เซนิก(III) โดยใช้ เทคนิค x-ray absorption near edge structure (XANES). [ปริญญานิพนธ์ไม่ได้ตีพิมพ์]. มหาวิทยาลัยพะเยา.