TỔNG HỢP VẬT LIỆU Al-MOF MANG NHÓM SULFONIC ACID VÀ ỨNG DỤNG HẤP PHỤ PHẨM NHUỘM METHYLENE BLUE TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC
Nội dung chính của bài viết
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tổng hợp thành công vật liệu MOFs mang tâm kim loại Al với tên gọi là BUT-8(Al) (BUT: Beijing University of Technology) trên cơ sở kết hợp giữa linker 4,8-disulfonaphthalene-2,6-dicarboxylic và muối Al3+ bằng phương pháp nhiệt dung môi. Đặc biệt, dung lượng hấp phụ Methylene Blue (MB) cực đại của vật liệu BUT-8(Al) được xác nhận khoảng 1699,2 mg·g-1 tại pH = 8, giá trị này là cao hơn nhiều khi so sánh với các nghiên cứu được công bố trước đó. Quá trình hấp phụ MB của vật liệu BUT-8(Al) tuân theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir và động học biểu kiến bậc 2, chứng tỏ quá trình này là hấp phụ hoá học. Hơn nữa, độ bền cấu trúc của vật liệu BUT-8(Al) được giữ nguyên sau quá trình hấp phụ MB với hiệu suất hấp phụ được duy trì khoảng 92% sau bảy chu kì tái sử dụng. Các kết quả thực nghiệm trên xác nhận vật liệu BUT-8(Al) có tiềm năng lớn trong ứng dụng làm chất hấp phụ hiệu quả phẩm nhuộm MB độc hại trong môi trường nước thải.
Từ khóa
Al-MOFs, phẩm nhuộm hữu cơ, methylene blue, hấp phụ, xử lí nước thải
Chi tiết bài viết
Tài liệu tham khảo
Bui, T. T. M., Nguyen, L. T., Pham, N. P. Q., Tran, C. C., Nguyen, H. N., Nguyen, T. A., & Nguyen, M. V. (2021). A new approach for ultra-high adsorption of cationic methylene blue in a Zr-sulfonic-based metal-organic framework. RSC Advances, 11, 36626-36635. https://doi.org/10.1039/D1RA06405C
Chen, D., Feng, P. F., & Wei, F. H. (2019). Preparation of Fe (III)-MOFs by microwave-assisted ball for efficiently removing organic dyes in aqueous solutions under natural light. Chemical Engineering and Processing-process Intensification, 135, 63-67. https://doi.org/10.1016/j.cep.2018.11.013
Dharupaneedi, S. P., Nataraj, S. K., Nadagouda, M., Reddy, K. R., Shukla, S. S., & Aminabhavi, T. M. (2019). Membrane-based separation of potential emerging pollutants. Separation and Purification Technology, 210, 850-866. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2018.09.003
Eltaweil, A. S., Abd El-Monaem, E. M., El-Subruiti, G. M., Abd El-Latif, M. M., & Omer, A. M. (2020). Fabrication of UiO-66/MIL-101(Fe) binary MOF/carboxylated-GO composite for adsorptive removal of methylene blue dye from aqueous solutions. RSC Advances, 10(32), 19008-19019. https://doi.org/10.1039/D0RA02424D
Fan W., Wang K.-Y., Welton C., Feng L., Wang X., Liu X., Li Y., Kang Z., Zhou H.-C., Wang R., Sun D. (2023), Aluminum metal–organic frameworks: From structures to applications. Coordination Chemistry Reviews, 489, 215175. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2023.215175
Haque, E., Lo, V., Minett, A. I., Harris, A. T., & Church, T. L. (2014). Dichotomous adsorption behaviour of dyes on an amino-functionalised metal–organic framework, amino-MIL-101(Al). Journal of Materials Chemistry A, 2(1), 193-203. https://doi.org/10.1039/C3TA13589F
Kumar, P., Kim, K.-H., Kwonb, E. E., & Szulejko, E. J. (2016). Metal-organic frameworks for the control and management of air quality: advances and future direction. Journal of Materials Chemistry A, 4, 345-361. https://doi.org/10.1039/C5TA07068F
Li, D., Yadav, A., Zhou, H., Roy, K., Thanasekaran, P., & Lee, C. (2024). Advances and applications of metal-organic frameworks (MOFs) in emerging technologies: a comprehensive review, Global Challenges, 8(2), 2300244. https://doi.org/10.1002/gch2.202300244
Mohan, N., Balasubramanian, N., & Basha, C. A. (2007). Electrochemical oxidation of textile wastewater and its reuse. Journal of hazardous materials, 147(1-2), 644-651. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2007.01.063
Ritigala, T., Demissie, H., Chen, Y., Zheng, J., Zheng, L., Zhu, J., Fan, H., Li, J., Wang, D., Weragoda, S. K., Weerasooriya, R., & Wei, Y. (2021). Optimized pre-treatment of high strength food waste digestate by high content aluminum-nanocluster based magnetic coagulation. Journal of Environmental Sciences, 104, 430-443. https://doi.org/10.1016/j.jes.2020.12.027
Saleem, H., Rafique, U., & Davies, R. P. (2016). Investigations on post-synthetically modified UiO-66-NH2 for the adsorptive removal of heavy metal ions from aqueous solution. Microporous and Mesoporous Materials, 221, 238-244. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2015.09.043
Yang, F., Xu, G., Dou, Y., Wang, B., Zhang, H., Wu, H., Zhou, W., Li, J. R., & Chen, B. (2017). A flexible metal–organic framework with a high density of sulfonic acid sites for proton conduction. Nature Energy, 2(11), 877-883. https://doi.org/10.1038/s41560-017-0018-7
Yagub, M. T., Sen, T. K., Afroze, S., & Ang, H. M. (2014). Dye and its removal from aqueous solution by adsorption: A review. Advances in Colloid and Interface Science, 209, 172-184. https://doi.org/10.1016/j.cis.2014.04.002
Zhang, M., Chen, Y. P., Bosch, M., Gentle III, T., Wang, K., Feng, D., Wang, Z. U., & Zhou, H. C. (2014). Symmetry‐guided synthesis of highly porous metal–organic frameworks with fluorite topology. Angewandte Chemie, 126(3), 834-837. https://doi.org/10.1002/anie.201307340
Zhao, S., Li, Y., Wang, M., Chen, B., Zhang, Y., Sun, Y., Chen, K., Du, Q., Pi, X., Wang, Y., Jing, Z., & Jin, Y. (2023). Efficient adsorption of methylene blue in water by nitro-functionalized metal-organic skeleton‑calcium alginate composite aerogel. International Journal of Biological Macromolecules, 253, Article 126458. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.126458