การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์ของอนุภาคโลหะระดับนาโนที่รองรับด้วยไฮโดรเจลเพื่อใช้ในการผลิตแก๊สไฮโดรเจนจากโซเดียมบอโรไฮไดรด์

ในงานวิจัยนี้ ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ไฮโดรเจลพอลิเมอร์ผสมจาก 2-อะคริลามิโด-2-เมทิล-โพรเพน ซัลโพนิค แอซิด กับ อะคริลิค แอซิด ด้วยอัตราส่วนต่าง ๆ สามารถสังเคราะห์ขึ้นได้โดยอาศัยปฏิกิริยาฟรีแรดิคอลพอลิเมอไรเซชันเพื่อใช้ในการดูดซับโลหะไอออนทั้งหมด 3 ชนิด ได้แก่ โคบอลต์(II) ไอออน นิกเกิล(II) ไอออน และ คอปเปอร์(II) ไอออน จากนั้น ทำให้เป็นโลหะที่มีอนุภาคระดับนาโน (Hp(AMPS-co-AA)@M) ด้วยปฏิกิริยารีดักชัน นำตัวเร่งปฏิกิริยาที่สังเคราะห์ได้ไปตรวจสอบคุณลักษณะเฉพาะด้วยเทคนิคฟูเรียร์ ทรานส์ฟอร์ม - อินฟราเรด สเปกโทรสโกปีการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงน้ำหนักของสารโดยอาศัยคุณสมบัติทางความร้อน เทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดที่มีสมรรถนะสูง ชนิดฟิลด์อีมิสชัน และการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีหรือธาตุของตัวอย่าง ประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยาถูกศึกษาผ่านปฏิกิริยาการผลิตแก๊สไฮโดรเจนโดยการย่อยสลายน้ำจากโซเดียมบอโรไฮไดรด์ พลังงานก่อกัมมันต์ (E2) ที่คำนวณได้จากสมการอาร์เรเนียส เท่ากับ 13.45, 13.29 และ 18.20 kJ mol-1 สำหรับตัวเร่งปฏิกิริยา Hp(AMPS-co-AA)@Co, Hp(AMPS-co-AA)@Ni และ Hp(AMPS-co-AA)@Cu ตามลำดับ ค่าเอนทาลปีของปฏิกิริยาสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยา โคบอลต์(II) (10.81 kJ mol-1) นิกเกิล(II) (13.29 kJ mol-1) และคอปเปอร์(II) (20.84 kJ mol-1) แสดงได้ว่าเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อนค่าเอนโทรปีของปฏิกิริยา (-197.55 ถึง -197.54 kJ mo-1 K-1) ของตัวเร่งปฏิกิริยาทั้ง 3 ชนิดแสดงให้เห็นว่าความไม่เป็นระเบียบของระบบมีค่าต่ำ จากการนำตัวเร่งปฏิกิริยากลับมาใช้ซ้ำพบว่าสามารถผลิตแก๊สไฮโดรเจนที่ยังคงประสิทธิภาพเท่าเดิมได้ถึง 6 ครั้ง ภายในเวลา 10 นาที นอกจากนี้ ตัวเร่งปฏิกิริยายังคงให้ประสิทธิภาพสูงกว่าร้อยละ 50 จากการนำตัวเร่งปฏิกิริยากลับมาใช้ใหม่เมื่อเวลาผ่านไป 15 วัน