TỔNG HỢP VẬT LIỆU MOF-801 VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION CHROMIUM (VI) ĐỘC HẠI TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC
Nội dung chính của bài viết
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, vật liệu MOF-801 mang tâm kim loại zirconium đã được tổng hợp thành công bằng phương pháp nhiệt dung môi dựa trên sự kết hợp của linker fumaric acid và muối Zr4+. Các tính chất đặc trưng của vật liệu MOF-801 được phân tích bởi các phép phân tích hoá lí như nhiễu xạ tia X, phổ hồng ngoại biến đổi Fourier, phân tích nhiệt trọng lượng, kính hiển vi điện tử quét và truyền qua. Đáng chú ý, dung lượng hấp phụ Cr(VI) cực đại của vật liệu MOF-801 đạt 103,9 mg·g-1 tại pH = 2. Đặc biệt, quá trình hấp phụ Cr(VI) bởi vật liệu MOF-801 là một quá trình hấp phụ hoá học vì tuân theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir và mô hình động học biểu kiến bậc 2 với hệ số tin cậy cao. Thêm vào đó, hiệu suất hấp phụ Cr(VI) của vật liệu được duy trì sau bảy chu kì tái sử dụng liên tiếp và độ bền cấu trúc vẫn giữ nguyên sau quá trình giải hấp phụ Cr(VI). Từ các kết quả đã thực hiện cho thấy vật liệu MOF-801 là một chất hấp phụ có tiềm năng lớn trong xử lí hiệu quả ion Cr(VI) độc hại trong nước thải tại điều kiện thực tế.
Từ khóa
Zr-MOF, Ion kim loại nặng, Cr(VI), Hấp phụ, Xử lí nước thải
Chi tiết bài viết
Tài liệu tham khảo
Bao, S., Yang, W., Wang, Y., Yu, Y., Sun, Y., & Li, K. (2020). PEI grafted amino-functionalized graphene oxide nanosheets for ultrafast and high selectivity removal of Cr(VI) from aqueous solutions by adsorption combined with reduction: Behaviors and mechanisms. Chemical Engineering Journal, 125762. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.125762
Barrera-Díaz, C. E., Lugo-Lugo, V., & Bilyeu, B. (2012). A review of chemical, electrochemical and biological methods for aqueous Cr(VI) reduction. Journal of Hazardous Materials, 223-224, 1–12. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2012.04.054
Fang, Y., Wen, J., Zeng, G., Jia, F., Zhang, S., Peng, Z., & Zhang, H. (2018). Effect of mineralizing agents on the adsorption performance of metal–organic framework MIL-100(Fe) towards chromium(VI). Chemical Engineering Journal, 337, 532–540. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.12.136
Fathieh, F., Kalmutzki, M. J., Kapustin, E. A., Waller, P. J., Yang, J., & Yaghi, O. M. (2018). Practical water production from desert air. Science Advances, 4(6), eaat3198. https://doi.org/10.1126/sciadv.aat3198
Furukawa, H., Gándara, F., Zhang, Y. B., Jiang, J., Queen, W. L., Hudson, M. R., & Yaghi, O. M. (2014). Water adsorption in porous metal–organic frameworks and related materials. Journal of the American Chemical Society, 136(11), 4369-4381. https://doi.org/10.1021/ja500330a
Jalayeri, H., Aprea, P., Caputo, D., Peluso, A., & Pepe, F. (2020). Synthesis of amino-functionalized MIL-101(Cr) MOF for hexavalent chromium adsorption from aqueous solutions. Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management, 14, 100300. https://doi.org/10.1016/j.enmm.2020.100300
Khan, T., Isa, M. H., Mustafa, M. R. U., Yeek-Chia, H., Baloo, L., Abd Manan, T. S. B., & Saeed, M. O. (2016). Cr(VI) adsorption from aqueous solution by an agricultural waste based carbon. RSC Advances, 6(61), 56365-56374. https://doi.org/10.1039/C6RA05618K
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
Li, L.-L., Feng, X.-Q., Han, R.-P., Zang, S.-Q., & Yang, G. (2017). Cr(VI) removal via anion exchange on a silver-triazolate MOF. Journal of Hazardous Materials, 321, 622–628. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2016.09.029
Li, X., Gao, X., Ai, L., & Jiang, J. (2015). Mechanistic insight into the interaction and adsorption of Cr(VI) with zeolitic imidazolate framework-67 microcrystals from aqueous solution. Chemical Engineering Journal, 274, 238–246. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.03.127
Matlock, M. M., Howerton, B. S., & Atwood, D. A. (2002). Chemical precipitation of lead from lead battery recycling plant wastewater. Industrial & Engineering Chemistry Research, 41(6), 1579-1582. https://doi.org/10.1021/ie010800y
Niknam Shahrak, M., Ghahramaninezhad, M., & Eydifarash, M. (2017). Zeolitic imidazolate framework-8 for efficient adsorption and removal of Cr(VI) ions from aqueous solution. Environmental Science and Pollution Research, 24(11), 9624–9634. https://doi.org/10.1007/s11356-017-8577-5
Qasem, N. A., Mohammed, R. H., & Lawal, D. U. (2021). Removal of heavy metal ions from wastewater: A comprehensive and critical review. npj Clean Water, 4(1), 1-15. https://doi.org/10.1038/s41545-021-00144-z
Rozendal, R. A., Sleutels, T. H. J., Hamelers, H. V., & Buisman, C. J. (2008). Effect of the type of ion exchange membrane on performance, ion transport, and pH in biocatalyzed electrolysis of wastewater. Water Science and Technology, 57(11), 1757-1762. https://doi.org/10.2166/wst.2008.043
Wu, Y., Xu, G., Liu, W., & Sun, X. (2015). Postsynthetic modification of copper terephthalate metal-organic frameworks and their new application in preparation of samples containing heavy metal ions. Microporous and Mesoporous Materials, 210, 110–116. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2015.02.032
Zhou, M., Wang, H., Hassett, D. J., & Gu, T. (2013). Recent advances in microbial fuel cells (MFCs) and microbial electrolysis cells (MECs) for wastewater treatment, bioenergy and bioproducts. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 88(4), 508-518. https://doi.org/10.1002/jctb.4004