ภาควิชาเคมี มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

นักวิจัยคณะวิทย์ มช. ค้นพบตัวเร่งปฏิกิริยาการเปลี่ยนแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารเคมีมูลค่าสูง

"วัสดุโครงข่ายโคออร์ดิเนชันของแลนทาไนด์: ตัวเร่งปฏิกิริยาการเปลี่ยนแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารเคมีมูลค่าสูง"

การสะสมแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นจากกิจกรรมต่างๆ ในบรรยากาศมีปริมาณเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่องในแต่ละปี จนทำให้เกิดผลกระทบทางสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งภาวะโลกร้อน เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว นักวิจัยทั่วโลกได้พยายามจัดการกับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นตัวการสำคัญ แนวทางหนึ่งที่มีความยั่งยืนกว่าการกักเก็บแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ก็คือการเปลี่ยนแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นสารเคมีมูลค่าสูงเป็นวิธีที่ได้รับความสนใจเป็นอย่างมากในปัจจุบัน

กลุ่มวิจัยของ รศ.ดร.อภินภัส รุจิวัตร์ นางสาวมาลี สินเช้า นักศึกษาระดับปริญญาเอก อ.ดร.นัทธวัฒน์ เสมากูล จากภาควิชาเคมี และศูนย์วิจัยวัสดุศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ ร่วมกับ Professor Takumi Konno จากมหาวิทยาลัยโอซากะ ประเทศญี่ปุ่น ได้ออกแบบและสังเคราะห์วัสดุโครงข่ายโคออร์ดิเนชันของโลหะแลนทาไนด์ (Lanthanide based coordination polymers) และศึกษาโครงสร้างระดับอะตอมโดยใช้เทคนิคผลิกศาสตร์รังสีเอกซ์

กลุ่มวิจัยสามารถใช้วัสดุดังกล่าวเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการสังเคราะห์สารเคมีมูลค่าสูงที่มีชื่อว่า “ไซคลิกคาร์บอเนต” โดยอาศัยปฏิกิริยาการรวมตัวกันระหว่างแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ และอีพอกไซด์ พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่พัฒนาขึ้นสามารถเร่งปฏิกิริยาได้ถึง 700 รอบต่อชั่วโมง นอกจากนี้ตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวยังสามารถถูกใช้ซ้ำได้มากกว่า 10 ครั้ง ผลการศึกษาดังกล่าวได้รายงานในวารสาร ACS Sustainable Chemistry & Engineering ซึ่งมี Impact Factor 2020: 8.198 (Q1, ISI/Scopus)

โดยความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับตำแหน่งเร่งปฏิกิริยาจะนำไปสู่การออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพ ตลอดจนใช้ประโยชน์จากแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ โดยการเปลี่ยนเป็นสารเคมีมูลค่าสูงอย่างยั่งยืนต่อไปในอนาคต

ผู้สนใจสามารถอ่านข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่

Sinchow, M., Semakul, N., Konno, T., Rujiwatra, A. Lanthanide Coordination Polymers through Design for Exceptional Catalytic Performances in CO2 Cycloaddition Reactions 𝐴𝐶𝑆 𝑆𝑢𝑠𝑡𝑎𝑖𝑛𝑎𝑏𝑙𝑒 𝐶ℎ𝑒𝑚. 𝐸𝑛𝑔. 𝟐𝟎𝟐𝟏, 9, 8581–8591 (https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.1c01955)