Loại bỏ Rhodamine B trong dung dịch nước bằng MIL-53(Al) pha tạp Zn/Fe

Phạm Đình Dũ1,
1 Viện Phát triển ứng dụng, Trường Đại học Thủ Dầu Một, Việt Nam

Nội dung chính của bài viết

Tóm tắt

Trong bài báo này, MIL-53(Al) và MIL-53(Al) pha tạp Zn/Fe đã được tổng hợp bằng phương pháp nhiệt dung môi trong N’N-dimethylformamide. Vật liệu được đặc trưng bằng cách sử dụng XRD, FT-IR, TG, EDX, SEM và đẳng nhiệt hấp phụ-khử hấp phụ nitrogen. Hoạt tính hấp phụ-xúc tác của vật liệu đã được đánh giá thông qua hiệu suất loại bỏ rhodamine B (RB) từ dung dịch nước. Kết quả cho thấy rằng sự pha tạp với Zn không thuận lợi cho sự hình thành cấu trúc MIL-53, trong khi đó, cấu trúc vật liệu hầu như không bị ảnh hưởng khi pha tạp với Fe. MIL-53(Al, Fe) có khả năng hấp phụ cũng như hoạt tính xúc tác cao hơn các mẫu vật liệu còn lại. RB được loại bỏ hoàn toàn sau 240 phút phản ứng trên xúc tác MIL-53(Al, Fe) ở 60 °C (RB 10 mg/L; vật liệu 1,0 g/L; H2O2 0,192 M; pH 7). Phản ứng phân hủy RB bởi H2O2 trên MIL-53(Al, Fe) xảy ra theo kiểu Fenton dị thể.

Chi tiết bài viết

Tài liệu tham khảo

Bokare, A. D., & Choi, W. (2014). Review of iron-free Fenton-like systems for activating H2O2 in advanced oxidation processes. Journal of Hazardous Materials, 275, 121-135. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2014.04.054.
Chen, L., Mowat, J. P. S., Jimenez, D. F., Morrison, C. A., Thompson, S. P., Wright, P. A., & Düren, T. (2013). Elucidating the Breathing of the Metal-Organic Framework MIL-53(Sc) with ab Initio Molecular Dynamics Simulations and in Situ X-ray Powder Diffraction Experiments. J. Am. Chem. Soc., 135, 15763–15773. https://doi.org/10.1021/ja403453g.
Chen, X., Xue, Z., Yao, Y., Wang, W., Zhu, F., & Hong, C. (2012). Oxidation Degradation of Rhodamine B in Aqueous by UV/S2O82− Treatment System. Hindawi International Journal of Photoenergy, Article ID 754691. https://doi.org/10.1155/2012/754691.
Devic, T., Horcajada, P., Serre, C., Salles, F., Maurin, G., Moulin, B., Heurtaux, D., Clet, G., Vimont, A., Grenèche, J-M., Ouay, B. L., Moreau, F., Magnier, E., Filinchuk, Y., Marrot, J., Lavalley, J-C., Daturi, M., & Férey, G. (2010). Functionalization in Flexible Porous Solids: Effects on the Pore Opening and the HostGuest Interactions. J. Am. Chem. Soc., 132, 1127-1136. https://doi.org/10.1021/ja9092715.
Du, J. J., Yuan, Y. P., Sun, J. X., Peng, F. M., Jiang, X., Qiu, L. G., Xie, A. J., Shen, Y. H., & Zhu, J. F. (2011). New photocatalysts based on MIL-53 metal-organic frameworks for the decolorization of methylene blue dye. Journal of Hazardous Materials, 190, 945-951. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.04.029.
Du, P. D., & Hoai, P. N. (2021). Synthesis of MIL-53(Fe) Metal-Organic Framework Material and Its Application as a Catalyst for Fenton-Type Oxidation of Organic Pollutants. Hindawi Advances in Materials Science and Engineering, Article ID 5540344. https://doi.org/10.1155/2021/5540344.
Férey, G., Latroche, M., Serre, C., Millange, F., Loiseaua, T., & Percheron-Guégan, A. (2003). Hydrogen adsorption in the nanoporous metal-benzenedicarboxylate M(OH)(O2C–C6H4–CO2) (M = Al3+, Cr3+), MIL-53. Chem. Commun., 37, 2976-2977. https://doi.org/10.1039/B308903G.
Gordon, J., Kazemian, H., & Rohani, S. (2012). Rapid and efficient crystallization of MIL-53(Fe) by ultrasound and microwave irradiation. Micropor. Mesopor. Mat., 162, 36-43. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2012.06.009.
Huang, D., Liu, Y., Liu, Y., Di, D., Wang, H., & Yang, W. (2019). Preparation of metal-organic frameworks with bimetallic linkers and corresponding properties. New J. Chem., 43, 7243-7250. https://doi.org/10.1039/C9NJ00433E.
Isaeva, V. I., Vedenyapina, M. D., Kulaishin, S. A., Lobova, A. A., Chernyshev, V. V., Kapustin, G. I., Tkachenko, O. P., Vergun, V. V., Arkhipov, D. A., Nissenbaum, V. D., & Kustuv, L. M. (2019). Adsorption of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid in an aqueous medium on nanoscale MIL-53(Al) type materials. Dalton Trans., 48, 15091-15104. https://doi.org/10.1039/C9DT03037A.
Liu, J. F., Mu, J. C., Qin, R. X., & Ji, S. F. (2019). Pd nanoparticles immobilized on MIL-53(Al) as highly effective bifunctional catalysts for oxidation of liquid methanol to methyl formate. Petroleum Science, 16, 901-911. https://doi.org/10.1007/s12182-019-0334-6.
Loiseau, T., Serre, C., Huguenard, C., Fink, G., Taulelle, F., Henry, M., Bataille, T., & Férey, G. (2004). A Rationale for the Large Breathing of the Porous Aluminum Terephthalate (MIL-53) Upon Hydration. Chem. Eur. J., 10, 1373-1382. https://doi.org/10.1002/chem.200305413.
Malsche, W. D., Perrer, S. V. D., Silverans, S., Maes, M., Vos, D. E. D., Lynen, F., & Denayer, J. F. M. (2012). Unusual pressure-temperature dependency in the capillary liquid chromatographic separation of C8 alkylaromatics on the MIL-53(Al) metal-organic framework. Micropor. Mesopor. Mat., 162, 1-5. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2012.06.002.
Naeimi, S., & Faghihian, H. (2017). Application of novel metal organic framework, MIL-53(Fe) and its magnetic hybrid; for removal of pharmaceutical pollutant, doxycycline from aqueous solutions. Environmental Toxicology and Pharmacology, 53, 121-132. https://doi.org/10.1016/j.etap.2017.05.007.
Patil, D. V., Rallapalli, P. B. S., Dangi, G. P., Tayade, R. J., Somani, R. S., & Bajaj, H. C. (2011). MIL-53(Al): An Efficient Adsorbent for the Removal of Nitrobenzene from Aqueous Solutions. Ind. Eng. Chem. Res., 50, 10516-10524. https://doi.org/10.1021/ie200429f.
Rahmani, E., & Rahmani, M. (2018). Al-based MIL-53 Metal Organic Framework (MOF) as the New Catalyst for Friedel-Crafts Alkylation of Benzene. Ind. Eng. Chem. Res., 57, 1, 169-178. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.7b04206.