Nghiên cứu tổng hợp và khả năng hấp phụ xanh methylene của MIL-100(Fe)

Bài viết trình bày việc tổng hợp vật liệu mao quản trung bình sắt (III) carboxylate MIL-100(Fe) từ FeSO4, trimesic acid (H3BTC) bằng phương pháp thủy nhiệt. Sản phẩm tổng hợp được đặc trưng bằng XRD, TEM, BET, FT-IR và TGA.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tổng hợp và khả năng hấp phụ xanh methylene của MIL-100(Fe)TẠP CHÍ KHOA HỌC SỐ 17 * 2018 1 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ XANH METHYLENE CỦA MIL100(Fe) Trần Vĩnh Thiện* Nguyễn Thị Mai Trinh**Tóm tắt Bài báo trình bày việc tổng hợp vật liệu mao quản trung bình sắt (III) carboxylateMIL100(Fe) từ FeSO4, trimesic acid (H3BTC) bằng phương pháp thủy nhiệt. Sản phẩm tổnghợp được đặc trưng bằng XRD, TEM, BET, FTIR và TGA. Kết quả nghiên cứu sử dụng vậtliệu MIL100(Fe) tổng hợp được làm chất hấp phụ loại bỏ thuốc nhuộm trong nước cho thấyquá trình hấp phụ xanh methylene (MB) vào vật liệu tổng hợp được tuân theo quy luật động họcbiểu kiến bậc hai và phù hợp với mô hình Langmuir với dung lượng hấp phụ MB cao đến344,828 mg.g-1. Dung lượng hấp phụ cao của vật liệu là do bề mặt riêng cao đến 1657,37 m2.g-1và cấu trúc lỗ xốp thích hợp. Điều này cho thấy tiềm năng to lớn trong việc ứng dụng vật liệuMIL-100(Fe) để loại bỏ các loại thuốc nhuộm trong nước thải. Từ khóa: MIL100(Fe), hấp phụ, xanh methylene.Abstract A study on the synthesis of MIL100(Fe) and its adsorption capacity for methylene blue In this work, mesoporous iron (III) carboxylate [MIL100(Fe)] was synthesized viathe reaction of ferrous sulfate, trimesic acid (H3BTC), and HFfree during hydrothermalreaction. The synthesized samples were characterized by XRD, TEM, BET, FTIR and,TGA. MIL100(Fe) is synthesized and applied as an adsorbent to remove dye fromaqueous solution in view of assessing the adsorption isotherms, kinetics. The adsorptionisotherms were adequately fitted with the Langmuir model and the kinetic data werefollowed by the pseudo-second-order model. The maximum adsorption capacity ofMIL100(Fe) for methylene blue (MB) reached 344,828 mg.g-1. The high adsorptioncapacity could be attributed to high surface area and suitable pore structure. Thesestructures indicated that MIL-100(Fe) exhibited great potential to remove types of dyes inwastewater.Keywords: MIL100(Fe), adsorption, methylene blue1. Đặt vấn đề khoảng 100 tấn thuốc nhuộm được thải ra Với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ dưới dạng nước thải của các ngành đó [1],của các hoạt động sản xuất của ngành in và có thể gây ra một mối đe dọa nghiêm trọngnhuộm, gần 10.000 loại thuốc nhuộm đã tiềm ẩn đối với cơ thể con người và môiđược sản xuất, và hơn 700.000 tấn thuốc trường sinh thái, đặc biệt là ở các quốc gianhuộm đang có mặt trên thị trường thế giới, đang phát triển như Việt Nam. Nước thải___________________________ ngành dệt chứa nhiều loại chất ô nhiễm khác* TS, Trường Đại học Phú Yên nhau, song các nhà nghiên cứu đã chỉ ra** HVCH, Trường Đại học Quy Nhơn rằng, chất nhuộm là nguồn chính gây ô nhiễm nguồn nước.2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHÚ YÊN Đa phần các chất nhuộm đều là các hợp 2.2. Đặc trưng vật liệuchất hữu cơ độc hại, khó phân hủy. Sau khi - Nhiễu xạ tia X (XRD) của vật liệu đượcđi vào môi trường, chúng sẽ tồn tại rất lâu ghi trên máy D8 Advance,hoặc chỉ phân hủy một phần thành các tác BruckerGermany với tia phát xạ CuKα,nhân gây đột biến đối với sinh vật thủy sinh, bước sóng  = 1,5406 Å, công suất 40 kV,gây hại đối với người và động vật, vì vậy cường độ 40 mA.việc loại bỏ chất màu khỏi nước thải dệt - Đẳng nhiệt hấp phụ  khử hấp phụ N2nhuộm đã và đang là vấn đề rất đáng quan (BET) được thực hiện ở 77,350K trên máytâm. Micromeritics TriStar 3000. Mẫu được hoạt Là một MOFs điển hình, vật liệu hóa ở 150°C trong chân không trong 5 giờMIL100(Fe) (MIL: Material Institute trước khi đo.Lavoisier) hiện đang thu hút được sự quan - Ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM)tâm đặc biệt của các nhà khoa học trong được thực hiên trên trên máy JEOLnước và trên thế giới với những ưu điểm về JEM1400.cấu trúc, đặc biệt diện tích bề mặt riêng cao, - Phân tích nhiệt TGA được thực hiện trênđộ bền hóa học đặc biệt, nhiều tâm kim loại máy Universal V4.5A TA.hoạt động...[1]. Với những đặc tính hấp dẫn - Phổ hồng ngoại FTIR được ghi trên máynày, MIL100(Fe) có khả năng hấp phụ các Thermo Nicolet NEXUS 670.hợp chất hữu cơ khó phân hủy từ nước thải 2.3. Đánh giá khả năng hấp phụcông nghiệp, ứng dụng hấp phụ các kim loại Các thí nghiệm nghiên cứu hấp phụnặng...[2] ...