TỔNG HỢP VẬT LIỆU MOF-801 VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION CHROMIUM (VI) ĐỘC HẠI TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC
Từ khóa
DOI:
https://doi.org/10.54607/hcmue.js.22.11.4855(2025)Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, vật liệu MOF-801 chứa tâm kim loại zirconium được tổng hợp thành công bằng phương pháp nhiệt dung môi sử dụng muối Zr4+ và fumaric acid. Các đặc điểm về cấu trúc của vật liệu được phân tích bằng các phương pháp phân tích hoá lí hiện đại 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. Kết quả khảo sát cho thấy dung lượng hấp phụ cực đại đối với ion Cr(VI) của vật liệu MOF-801 đạt 103,9 mg·g-1 tại pH=2. Đồng thời, quá trình hấp phụ được diễn ra theo cơ chế hoá học, được mô tả bởi mô hình Langmuir và động học biểu kiến bậc 2 với giá trị hệ số tương quan cao. Ngoài ra, vật liệu vẫn duy trì hiệu suất hấp phụ sau bảy chu kì tái sử dụng liên tiếp, đồng thời cấu trúc không bị phá vỡ sau nhiều chu kì hấp phụ - giải hấp. Những kết quả này chứng minh rằng MOF-801 là một vật liệu hấp phụ tiềm năng, có khả năng xử lí ion Cr(VI) thông qua phương pháp hấp phụ trong điều kiện thực tế.Lượt tải
Tài liệu tham khảo
Bai, L., Su, X., Feng, J., & Ma, S. (2021). Preparation of sugarcane bagasse biochar/nano-iron oxide composite and mechanism of its Cr (VI) adsorption in water. Journal of Cleaner Production, 320, 128723. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.128723
Balan, C., Volf, I., Bulai, P., Bilba, D., & Macoveanu, M. (2012). Removal of Cr(VI) from aqueous environment using peat moss: equilibrium study. Environmental Engineering and Management Journal, 11(1), 21–28. https://doi.org/10.30638/eemj.2012.004
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, 399, 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
