บทคัดย่อ งานวิจัยนี้ได้มีการสังเคราะห์สารประกอบโลหะอัลคอกไซด์คือ สารไททาเนียมไกลโคเลตและสารไททาเนียมไตรไอโซโพรพาโนลามีนจากวัตถุดิบที่หาง่ายและราคาถูก ด้วยกระบวนการสังเคราะห์สารประกอบออกไซด์ขั้นตอนเดียวที่เรียกกันว่า Oxide One Pot Synthesis (OOPS) โดยสารที่สังเคราะห์ได้มีสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ที่มีความสำคัญมากในกระบวนการโซล-เจล จากการวิเคราะห์สารตัวอย่างด้วยเครื่อง XRD พบว่า สารที่ผ่านการเผาด้วยอุณหภูมิสูงจะมีการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างผลึกจากชนิดอนาเทส (anatase) เป็นรูไทด์ (rutile) ที่อุณหภูมิสูง ขณะที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส สารไม่ก่อตัวเป็นโครงสร้างผลึก ในกระบวนการผลิตสารไททาเนียมที่มีผลึกระดับนาโนและมีรูพรุนขนาดกลางโดยกระบวนการโซล-เจลนั้น สารตั้งต้นที่ใช้เป็นไททาเนียมไกลโคเลตในสภาวะที่มีองค์ประกอบเป็นน้ำและกรด ผลการวิเคราะห์จากเครื่อง XRD พบโครงสร้างผลึกชนิดอนาเทสที่อุณหภูมิการเผาสารในช่วง 600-800 องศาเซลเซียส และมีพื้นที่ผิวสูงถึง 125 ตารางเมตรต่อกรัม ที่อัตราส่วนโดยปริมาตรระหว่างกรดไฮโดรคลอริกและน้ำเท่ากับ 0.28 ถ้าสารไททาเนียมที่เผาที่อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียส ผลึกไททาเนียมไดออกด์จะมีลักษณะเป็นทรงกลมที่มีขนาดเล็กประมาณ 1 ไมครอน จากการศึกษาทางด้านรีโอโลจีของสารไททาเนียมไกลโคเลตโดยวิธีการของวินเทอร์พบว่า เวลาในการเกิดเจลนั้น ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของกรดไฮโดรคลอริกและน้ำ ความแข็งแรงของเจลนั้นเพิ่มขึ้นเมื่ออัตราส่วนของกรดและน้ำสูงขึ้น ดังนั้น สามารถกล่าวได้ว่า การเพิ่มความเป็นกรดจะส่งผล ให้ความแข็งแรงของโครงสร้างเพิ่มขึ้นและไม่ก่อให้เกิดการยุบตัว จากการศึกษารีโอโลจีของไททาเนียมไกลโคเลตเจลที่อัตราส่วนโดยโมลของกรดไฮโดรคลอริกและสารอัลคอกไซด์เท่ากับ 0.8 0.9 1.0 และ 1.1 พบว่า เวลาในการเกิดเจลแปรผันตามอัตราส่วนโดยโมลของกรดและสารอัลคอกไซด์ รวมทั้งความแข็งแรงของเจลที่เตรียมได้ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของกรดเช่นกัน ในงานวิจัยนี้ ยังได้ประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์สารซีโอไลต์ชนิดทีเอส-วัน (TS-1) ที่มีปริมาณไททาเนียมในโครงสร้างของซีโอไลต์สูงโดยใช้วัสดุที่เสถียรต่อโมเลกุลของน้ำในอากาศ ได้แก่ สารไททาเนียมไกลโคเลตและไซลาเทรน และใช้คลื่นไมโครเวฟเป็นแหล่งให้ความร้อนในการทำปฏิกิริยา งานวิจัยนี้ได้มีการศึกษาผลกระทบจากปัจจัยที่ใช้ในการสังเคราะห์สาร ได้แก่ ปริมาณ TPA+ โซเดียมไฮดรอกไซด์ และน้ำ รวมทั้งสภาวะต่างๆ เช่น เวลาในการเกิดปฏิกิริยา อุณหภูมิในการทำปฏิกิริยา และเวลาที่ตั้งสารไว้ที่อุณหภูมิห้อง จากการศึกษาพบว่า ไททาเนียมสามารถเข้าทำปฏิกิริยาและเป็นองค์ประกอบในโครงสร้างของสารซีโอไลต์ได้ด้วยปริมาณสูง โดยมีปริมาณไททาเนียมส่วนน้อยที่แยกตัวออกจากโครงสร้างของสารซีโอไลต์ ซึ่งพบในตัวอย่างที่มีอัตราส่วนของซิลิกอน/ไททาเนียมเท่ากับ 5.0 จากการทดสอบความสามารถในการแตกสลายสาร4-ไนโตรฟีนอลโดยใช้สารทีเอส-วันเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาพบว่า ความสามารถในการแตกสลายสาร4-ไนโตรฟีนอลสูงขึ้นตามปริมาณของไททาเนียมในโครงสร้างซีโอไลต์ นอกจากนั้น ได้มีการศึกษาการแตกสลายของสาร 4-ไนโตรฟีนอลโดยการเตรียมเป็นเยื่อเลือกผ่าน โดยมีสารไททาเนียมไดออกไซด์ที่มีพื้นที่ผิวสูงกระจายอยู่ในพอลิเมอร์ชนิดต่างๆ ได้แก่ เซลลูโลสอะซิเตด โพลีอะคลีโลไนไตร และโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ สารไททาเนียมไดออกไซด์ที่ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยานั้นเตรียมจากสารอัลคอกไซด์ชนิดไททาเนียมไตรไอโซโพพาโนลามีน จากการศึกษาพบว่า เยื่อเลือกผ่านที่เตรียมจากโพลีอะคลิโลไนไตรนั้นเสถียรที่สุดและมีอัตราการไหลของสารผ่านพื้นที่ผิวเยื่อเลือกผ่านน้อยที่สุดด้วย การศึกษาความเสถียรและความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาของสารไททาเนียมในเยื่อเลือกผ่านและทดสอบกับปฏิกิริยาการแตกสลายของ4-ไนโตรฟีนอลพบว่า ที่ปริมาณการใส่สารไททาเนียมมากขึ้นส่งผลให้ความสามารถในการเร่งปฏิกิริยามากขึ้นด้วยผลงานวิจัยทั้งหมดนี้ ได้จดสิทธิบัตรภายในประเทศ 1 ฉบับ ตีพิมพ์ในวารสารนานาชาติจำนวน 3 ฉบับคือ Journal of Mesoporous and Microporous Materials, Journal of Materials Chemistry and Physics และ Applied Organometallic Chemistry และตีพิมพ์ในวารสารภายในประเทศจำนวน 1 ฉบับ นอกจากนี้ ยังมีผลงานวิจัยที่ได้ไปเสนอในที่ประชุมวิชาการ ณ ประเทศอิตาลีอีก 1 เรื่อง