Two Birds, One Stone: การออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง
สำหรับการบำบัดมลพิษจากสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์

       นักวิจัยคณะวิทยาศาสตร์ มช. ได้พัฒนาประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงด้วยการวิศวกรรมวัสดุเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง ที่เรียกว่า double Z-scheme FeVO4/Bi4O5Br2/BiOBr ternary heterojunction โดยวัสดุเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวสามารถใช้ประโยชน์จากพลังงานจากแสงที่มองเห็นได้ (visible light) ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของแสงอาทิตย์ ในการเร่งปฏิกิริยาการสลายมลพิษทางน้ำ ที่ประกอบด้วยสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ในคราวเดียวกันได้ และได้ตีพิมพ์ในวารสารชั้นนำ Journal of Colloid and Interface Science ที่มี Impact Factor 2020: 8.128 (Q1) ISI/Scopus

กลุ่มวิจัยของ ผศ.ดร.สุลาวัลย์ ขาวผ่อง นายอัฐพล ชัชวาลวุฒิกุล นักวิจัย และนายตะวันวิษทร์ เหลืองวันทา นักศึกษาปริญญาโท ทุน พสวท. คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ได้ออกแบบและพัฒนาวัสดุคอมโพสิตที่ประกอบด้วยวัสดุ 3 ชนิด ได้แก่ เฟอร์ริกวานาเดต (FeVO4) บิสมัทออกซีโบรไมด์ (BiOBr/Bi4O5Br2) ด้วยการสังเคราะห์โดยใช้รังสีไมโครเวฟซึ่งใช้เวลาในการสังเคราะห์เพียง 30 นาที โดยได้รายงานการค้นพบดังกล่าวในวารสาร Journal of Colloid and Interface Science

พบว่า วัสดุเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงที่กลุ่มวิจัยพัฒนาขึ้นสามารถใช้พลังงานจากแสงที่มองเห็นได้ (visible light) ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของแสงอาทิตย์ในการเร่งปฏิกิริยาการสลายมลพิษทั้งสารอินทรีย์จำพวกสีย้อมและสารอนินทรีย์จากไอออนของโลหะหนักโครเมียม (VI) โดยพบว่ามีอัตราการเร่งปฏิกิริยาที่สูงกว่าวัสดุทางการค้าไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2) และวัสดุคอมโพสิตฐานบิสมัทออกซีเฮไลด์อื่นที่ประกอบด้วยวัสดุเพียง 2 ชนิด นอกจากนี้วัสดุเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงดังกล่าวยังสามารถสลายมลพิษ ที่ประกอบด้วยสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ได้ในคราวเดียวกันได้อีกด้วย

องค์ความรู้ที่ได้รับจากงานวิจัยดังกล่าวจะเป็นรากฐานสำคัญในการพัฒนาวิธีการบำบัดน้ำเสียที่ประกอบด้วยสารอินทรีย์และโลหะหนักในอนาคตซึ่งเป็นปัญหาที่มีความท้าทายมาก

ผู้สนใจสามารถอ่านข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ Chachvalvutikul, A., Luangwanta, T., Kaowphong S. Double Z-scheme FeVO4/Bi4O5Br2/BiOBr ternary heterojunction photocatalyst for simultaneous photocatalytic removal of hexavalent chromium and rhodamine B Journal of Colloid and Interface Science, 2021, 603, 738–757

https://doi.org/10.1016/j.jcis.2021.06.124