TỔNG HỢP KHUNG HỮU CƠ-KIM LOẠI (Ti-Fe) TỪ QUẶNG ILMENITE VIỆT NAM VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC

233 lượt xem

Các tác giả

  • Nguyễn Thị Hoài Phương (Tác giả đại diện) Viện Hóa học Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự

DOI:

https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.75A.2021.17-28

Từ khóa:

MIL-125(Ti); Phân hủy xúc tác quang; Rhodamine B; Quặng ilmenite.

Tóm tắt

Trong bài báo này, khung hữu cơ kim loại hỗn hợp MIL(Ti-Fe) được tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt. Vật liệu lai MIL(Ti-Fe) được chế tạo từ quặng ilmenit và axit 1,3,5-benzentricacboxylic ở 130 oC trong 24 giờ. Vật liệu chuẩn bị được đặc trưng bằng cách sử dụng kính hiển vi điện tử quét (SEM), nhiễu xạ tia X (XRD), quang phổ hồng ngoại (IR) và diện tích bề mặt Brunauer-Emmett-Teller (BET). Các hạt MIL(Ti-Fe) thu được có đường kính từ 0,2-1,0 mm với diện tích bề mặt BET là 85,482 m2 g-1. Để đánh giá hiệu quả phân hủy thuốc nhuộm, ảnh hưởng của các thông số chính khác nhau. pH của dung dịch thuốc nhuộm, nồng độ thuốc nhuộm ban đầu, thời gian hấp phụ và lượng chất xúc tác được khảo sát. Tốc độ phân hủy chất xúc tác quang của Rhodamine B được tìm thấy tối đa là 0,0074 phút-1 ở pH=7. Việc loại bỏ tối đa Rhodamine B thu được ở 1,0 g L-1 trong số lượng chất xúc tác. Dưới chiếu xạ ánh sáng mặt trời mô phỏng, kết quả MOFs hỗn hợp kim loại cho thấy khả năng phân hủy quang cao đối với Rhodamine với hiệu suất phân hủy xấp xỉ 99,97% sau 6 giờ. Hơn nữa, các vật liệu kết quả cũng cho thấy hành vi hấp thụ đáng kể đối với Rhodamine B với khả năng hấp phụ là 70 mg g-1.

Tài liệu tham khảo

[1]. Zaharia Carmen and Suteu Daniela, "Textile Organic Dyes - Characteristics, Polluting Effects and Separation/Elimination Procedures from Industrial Effluents - A critical overview," in Organic pollutants ten years after the Stockholm convention - Environmental & analytical update, T. Puzyn, Ed., Rijeka, Intech, 2012, pp. 55-86.

[2]. A. Yaseen, "Comparison of experimental ponds for the treatment of dye wastewater under controlled and semi-natural conditions," Environmental Science and Pollution Research, vol. 24.

[3]. Siew-Teng Ong, Pei-Sin Keng, Weng-Nam Lee, Sie-Tiong Ha and Yung-Tse Hung, "Dye Waste Treatment," Water, vol. 3, pp. 157-176, 2011.

[4]. H. Li, L. Li, R. B. Lin, W. Zhou, Z. Zhang, S. Xiang, B. Chen, "Porous metal-organic frameworks for gas storage and separation: Status and challenges," EnergyChem, vol. 1, no. 1, p. 100006, 2019.

[5]. L. E. Kreno, K. Leong, O. K. Farha, M. Allendorf, R. P. Van Duyne, J. T. Hupp, "Metal-Organic Framework Materials as Chemical Sensors", Chemical Reviews, vol. 112, pp. 1105-1125, 2012.

[6]. R. Singh, Geetanjali, "Metal-organic frameworks for drug delivery," in Applications of Nanocomposite Materials in Drug Delivery, Woodhead Publishing Series in Biomaterials, 2018, pp. 605-617.

[7]. Y. Zhao, Z. Song, X. Li, Q. Sun, N. Cheng, S. Lawes, X. Sun, "Metal-organic frameworks for energy storage and conversion," Energy Storage Materials, vol. 2, pp. 35-62, 2016.

[8]. Chunping Xu, Ruiqi Fang, Rafael Luque, Liyu Chen, Yingwei Li, "Functional metal-organic frameworks for catalytic applications," Coordination Chemistry Reviews, vol. 388, pp. 268-292, 2019.

[9]. Sujit K. Ghosh, “Metal-Organic Frameworks for Environmental Applications”, Elsevier, 2019.

[10]. Caihong Zhang, Lunhong Ai and Jing Jiang, "Solvothermal synthesis of MIL–53(Fe) hybrid magnetic composites for photoelectrochemical water oxidation and organic pollutant photodegradation under visible light," Journal of Materials Chemistry A, vol. 3, no. 6, pp. 3074-3081, 2015.

[11]. S. Abednatanzi, P. G. Derakhshandeh, H. Depauw, F. X. Coudert, H. Vrielinck, P. V. D. Voort, K. Leus, "Mixed-metal metal–organic frameworks," Chemical Society Reviews, vol. 48, no. 9.

[12]. A. Dhakshinamoorthy, A. R. Malik, H. Garcia, A. M. Asiri, "Mixed-metal or mixed-linker metal-organic frameworks as heterogeneous catalysts," Catalysis Science & Technology, vol. 6, no. 14.

[13]. J. J Du, Y-P Yuan, J-X Sun, F-M Peng, X. Jiang, L-G Qiu, A-J Xie, Y-H Shen, J-F Zhu, "New photocatalysts based on MIL-53 metal-organic frameworks for the decolorization of methylene blue dye," Journal of Hazardous Materials, vol. 190, no. 1-3, pp. 945-951, 2011.

[14]. Lunhong Ai, Caihong Zhang, Lili Li, Jing Jiang, "Iron terephthalate metal-organic framework: Revealing the effective activation of hydrogen peroxide for the degradation of organic dye under visible light irradiation," Applied Catalysis B: Environmental, Vols. 148-149, pp. 191-200, 2014.

[15]. K. Guest, C. A. D. Caiuby, Á. Mayoral, M. Díaz-García, I. Díaz, M. Sanchez-Sanchez, "Sustainable Preparation of MIL-100(Fe) and Its Photocatalytic Behavior in the Degradation of Methyl Orange in Water," Crystal Growth and Design, vol. 17, no. 4, pp. 1806-1813, 2017.

[16]. Niyaz Mohammad Mahmoodi, Jafar Abdi, Mina Oveisi, Mokhtar Alinia Asli, Manouchehr Vossoughi, "Metal-organic framework (MIL-100 (Fe)): Synthesis, detailed photocatalytic dye degradation ability in colored textile wastewater and recycling," Materials Research Bulletin, vol. 100, pp. 357-366, 2018.

[17]. J. Zhu, P-Z Li, W. Quoc, Y. Zhao, R. Zou, "Titanium-based metal-organic frameworks for photocatalytic applications," Coordination Chemistry Reviews, vol. 359, pp. 80-101, 2018.

[18]. A. Wang, Y. Zhou, Z. Wang, M. Chen, L. Sun, X. Liu, "Titanium incorporated with UiO-66(Zr)-type Metal-Organic Framework (MOF) for photocatalytic application," RSC Advances, vol. 6, no. 5.

[19]. Xiyi Li, Yunhong Pi, Qibin Xia, Zhong Li, Jing Xiao, "TiO2 encapsulated in Salicylaldehyde-NH2-MIL-101(Cr) for enhanced visible-light-driven photodegradation of MB," Applied Catalysis B: Environmental, vol. 191, pp. 192-201, 2016.

[20]. Weiyi Ouyang, Alina Balu, Antonio Romero, "A novel mixed-metal organic framework and its possible applications," in ISGC2017, La Rochelle, France, 2017.

[21]. Bui Xuan Nam, Ho Si Giao, "Status of development orientations for mining titanium placers in Vietnam," Горные науки и технологии, vol. 1, pp. 40-50, 2016.

[22]. Mina Oveisi, Mokhtar Alina Asli, Niyaz Mohammad Mahmoodi, "MIL-Ti metal-organic frameworks (MOFs) nanomaterials as superior adsorbents: Synthesis and ultrasound-aided dye adsorption from multicomponent wastewater systems," Journal of Hazardous Materials, vol. 347, pp. 123-140, 2018.

[23]. Esra Yılmaz, Emine Sert, Ferhan SamiAtalay, "Synthesis, characterization of a metal-organic framework: MIL-53 (Fe) and adsorption mechanisms of methyl red onto MIL-53 (Fe)," Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, vol. 65, pp. 323-330, 2016.

[24]. Donald L. Pavia, Gary M. Lampman, George S. Kriz, James A. Vyvyan, “Introduction to Spectroscopy”, Cengage Learning, pp. 52-73, 2008.

[25]. Rowen Liang, Fenfen Jing, Lijuan Shen, Na Qin, Ling Wu, "MIL-53(Fe) as a highly efficient bifunctional photocatalyst for the simultaneous reduction of Cr(VI) and oxidation of dyes," Journal of Hazardous Materials, vol. 287, pp. 364-372, 2015.

[26]. Meenakshi Dan-Hardi, Christian Serre, Théo Frot, Laurence Rozes, Guillaume Maurin, Clément Sanchez, and Gérard Férey, "A New Photoactive Crystalline Highly Porous Titanium(IV) Dicarboxylate," Journal of the American Chemical Society, vol. 131, no. 31, pp. 10857-10859, 2009.

[27]. X. Zhao, D. Liu, H. Huang, W. Zhang, Q. Yang, C. Zhong, "The stability and defluoridation performance of MOFs in fluoride solutions," Microporous and Mesoporous Materials, vol. 185.

[28]. Y. Liu, "Is the Free Energy Change of Adsorption Correctly Calculated?" Journal of Chemical & Engineering Data, vol. 54, pp. 1981-1985, 2009.

[29]. H. Guo, F. Lin, J. Chen, F. Li, W. Weng, "Metal-organic framework MIL‐125(Ti) for efficient adsorptive removal of Rhodamine B from aqueous solution," Applied Organometallic Chemistry, vol. 29, no. 1, pp. 12-19, 2014.

[30]. Xuxing Chen, Rong Li, Xiaoyang Pan, Xintang Huang, Zhiguo Yi, "Fabrication of In2O3-Ag-Ag3PO4 composites with Z-scheme configuration for photocatalytic ethylene degradation under visible light irradiation," Chemical Engineering Journal, vol. 320, pp. 644-652, 2017.

[31]. Dongguan Fan, Xiaomei Zhang, Jing Luo, Huiping Peng, Hui Lin, Minchen Bao, Liang Hong, Jinjin Zhou, "Rapid synthesis of Ag/AgCl@ZIF-8 as a highly efficient photocatalyst for degradation of acetaminophen under visible light," Chemistry Engineering Journal, vol. 351, pp. 782-790, 2018.

[32]. Jianjun Zhou, Haiwen Zhu, Guangqiang Cao, Jiecheng Zhang, Jianlin Peng, Hattan Banjar, Hong-Quan Zhang, "A New Mechanistic Model to Predict Boosting Pressure of Electrical Submersible Pumps ESPs Under High-Viscosity Fluid Flow with Validations by Experimental Data", Conference of SPE Gulf Coast Section Electric Submersible Pumps Symposium, Society of Petroleum Engineers, 2019.

Tải xuống

Đã Xuất bản

11-11-2021

Cách trích dẫn

Phuong. “TỔNG HỢP KHUNG HỮU CƠ-KIM LOẠI (Ti-Fe) TỪ QUẶNG ILMENITE VIỆT NAM VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC”. Tạp Chí Nghiên cứu Khoa học Và Công nghệ quân sự, số p.h 75A, Tháng Mười-Một 2021, tr 17-28, doi:10.54939/1859-1043.j.mst.75A.2021.17-28.

Số

Chuyên mục

Nghiên cứu khoa học

Các bài báo được đọc nhiều nhất của cùng tác giả