Quang xúc tác phân hủy Methyl Orange dưới tác dụng của các hạt tinh thể nano MOF-235

Trong nghiên cứu "Quang xúc tác phân hủy Methyl Orange dưới tác dụng của các hạt tinh thể nano MOF-235", các tinh thể bát diện màu cam MOF-235 sẽ được tổng hợp bằng cách tiến hành phản ứng giữa axit terephthalic và FeCl3.6H2O theo tỷ lệ 1:1 giữa kim loại và phối tử thông qua phương pháp thủy nhiệt sử dụng hai dung môi khác nhau là DMF và ethanol. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Quang xúc tác phân hủy Methyl Orange dưới tác dụng của các hạt tinh thể nano MOF-235 18 Trần Nguyên Tiến, Trần Ngọ,... / Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Duy Tân 02(57) (2023) 18-25 02(57) (2023) 18-25 Quang xúc tác phân hủy Methyl Orange dưới tác dụng của các hạt tinh thể nano MOF-235 Photocatalytic decolorization of Methyl Orange in the presence of Metal-organic framework-235 (MOF-235) nanocrystals Trần Nguyên Tiếna,c*, Trần Ngọb,c, Trần Bá Quốca,c, Lê Văn Thuậna,c Nguyen Tien Tran, Ngo Tran, Ba Quoc Tran, Van Thuan Le a Trung tâm Hóa học Tiên tiến, Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Cao, Đại học Duy Tân, Đà Nẵng, Việt Nam a Center for Advanced Chemistry, Institute of Research and Development, Duy Tan University, 550000, Da Nang, Vietnam b Trung tâm Khoa học Vật liệu,Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Cao, Đại học Duy Tân, Đà Nẵng, Việt Nam b Center for Materials Science, Institute of Research and Development, Duy Tan University, 550000, Vietnam c Khoa Môi trường và Khoa học Tự nhiên, Đại học Duy Tân, Đà Nẵng, Việt Nam b Faculty of Environment and Natural Science, Duy Tan University, Danang 550000, Vietnam (Ngày nhận bài: 02/12/2022, ngày phản biện xong: 26/12/2022, ngày chấp nhận đăng: 15/02/2023) Tóm tắt Vật liệu khung cơ kim xây dựng bởi các Fe 3O clusters và phối tử cầu nối terephthalic axit, được gọi là MOF-235, là một vật liệu đầy hứa hẹn thân thiện với môi trường và phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau. Trong nghiên cứu này, các tinh thể bát diện màu cam MOF-235 sẽ được tổng hợp bằng cách tiến hành phản ứng giữa axit terephthalic và FeCl3.6H2O theo tỷ lệ 1:1 giữa kim loại và phối tử thông qua phương pháp thủy nhiệt sử dụng hai dung môi khác nhau là DMF và ethanol. Các tinh thể với kích thước nano sau khi tổng hợp được khảo sát kỹ càng bởi các kỹ thuật khác nhau như SEM, XRD, BET, UV-Vis, đồng thời khả năng quang hóa của MOF-235 được đánh giá bởi hiệu suất phân hủy Methyl da cam (MO) dưới tác dụng của các tia bức xạ UV. Kết quả thí nghiệm cho thấy 88% MO đã bị phân hủy trong 60 phút với sự có mặt của MOF-235 làm chất quang xúc tác, cao gấp nhiều lần so với TiO 2 khi tiến hành thí nghiệm trong cùng điều kiện. Có thể thấy, MOF-235 có nhiều tiềm năng để ứng dụng vào công nghệ phân hủy phẩm nhuộm làm sạch môi trường. Từ khóa: MOF-235; vật liệu khung cơ kim; methyl orange; quang xúc tác. Abstract Metal-organic frameworks constructed by Fe3O clusters and terephthalic acid ligand, the so-called MOF-235 is a well known environment-friendly promising material for numerous applications. In this study, the orange octahedral crystals MOF-235 have been synthesized by reacting terephthalic acid and FeCl 3.6H2O in 1:1 metal-ligand stoichiometric ratio via hydrothermal approach using two different solvents such as DMF and ethanol. All the samples were characterized by SEM, XRD, BET, UV-Vis and the ability of MOF-235 on the photocatalytic degradation of Methyl orange (MO) was evaluated under UV light irradiation. The experimental results showed that 88% degradation of MO in 60 min had taken place by using MOF-235 as the catalyst under UV light irradiation. This result is many times higher than that of * Tác giả liên hệ: Trần Nguyên Tiến; Trung tâm Hóa học Tiên tiến, Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Cao, Đại học Duy Tân, Đà Nẵng, Việt Nam; Khoa Môi trường và Khoa học Tự nhiên, Đại học Duy Tân, Đà Nẵng, Việt Nam. Email: trannguyentien@duytan.edu.vn Trần Nguyên Tiến, Trần Ngọ,... / Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Duy Tân 02(57) (2023) 18-25 19 TiO2 when conducting experiments under the same conditions. Therefore, this kind of MOFs has a potential application on dye decolorization technologies for environmental purification. Keywords: MOF-235; metal organic frameworks; methyl orange; photocatalyst. 1. Giới thiệu Một trong những loại vật liệu được xây dựng và tổng hợp gần đây được lấy tên là vật liệu Sự hiện diện rộng rãi của các loại thuốc khung cơ kim (Metal organic frameworks, nhuộm hữu cơ trong nước thải công nghiệp từ MOFs), đã thu hút được rất nhiều sự quan tâm ngành dệt, nhuộm, giấy… đã gây ra nguy cơ từ các nhà khoa học với rất nhiều ưu điểm như đối với môi trường nước mặt. Nước thải ô diện tích bề mặt riêng lớn, bền cơ hóa nhiệt, độ nhiễm này chứa các chất màu rất nguy hiểm, xốp cao và tính linh hoạt của cấu trúc v.v... gây ung thư, không phân hủy sinh học và gây [10,11]. MOFs là loại vật liệu lai giữa vô cơ- hại cho con người [1,2]. Ngay cả ở nồng độ rất hữu cơ với khung lỗ xốp được xây dựng bằng thấp (dưới 1 ppm), thuốc nhuộm vẫn có thể cách tự lắp ráp giữa cluster kim loại hoặc đơn nhìn thấy rõ trong nước và làm tổn hại đến chất vị xây dựng thứ cấp đa hạt nhân (secondary lượng môi trường nước [3-5]. Do đó, việc loại building units, SBUs) và phối tử hữu cơ [12]. bỏ ...