ساخت کامپوزیت MOF-5 / آئروژل سلولزی و بررسی عملکرد آن در حذف ماده رنگزای متیلن آبی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده عمران، گروه مهندسی محیط زیست، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران

2 گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده عمران، دانشگاه علم وصنعت، تهران، ایران

3 گروه شیمی، دانشکده شیمی، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران

4 مواد رنگزای آلی، پژوهشگاه رنگ

10.30509/jscw.2024.167288.1188

چکیده

چارچوب‌های فلزی-آلی مواد متخلخلی هستند که به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردی مانند قابلیت اصلاح‌پذیری، مساحت سطح زیاد، پایداری شیمیایی و مقاومت مکانیکی بالا ازجمله پیشتازترین جاذب‌ها در حوزه جذب و شناسایی آلاینده‌ها می‌باشند. یکی از مشکلات اساسی این ساختارها در فرایند جذب، جداسازی آن‌ها در انتهای فرایند جذب به دلیل ساختار پودری شکل آن‌ها می‌باشد. در این مطالعه برای حل این مشکل از آئروژل و کامپوزیت ساختن آن با چارچوب فلزی- آلی سنتز شده استفاده شد.

در این پژوهش کامپوزیت MOF-5/ آئروژل سلولزی با استفاده از سلولز استخراج شده از گیاه پامپاس ساخته شد و اثر آن برای حذف ماده رنگ‌زای آلی (متیلن آبی) از محیط‌های آبی بررسی شد. مشخصه یابی به‌وسیله آنالیزهای تصویر میکروسکوپ الکترونی، پراش اشعه ایکس و IR انجام شد و میزان جذب آلاینده‌ (ماده رنگ‌زای کاتیونیک متیلن آبی) به‌وسیله دستگاه-vis UV نشان داد که میزان حذف ماده رنگ زای کاتیونیک در pH قلیایی مقدار 95 درصد در مدت زمان 60 دقیقه می باشد. همچنین اثر pH ، زمان، غلظت مواد رنگ‌زا بررسی گردید. استفاده مجدد از ماده جاذب مشخص نمود که بعد از 3 بار استفاده تنها 5 درصد از قدرت جاذب کاسته شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

synthesis of MOF-5 / cellulose airgel composite and investigation of its performance in removing methylene blue dye

نویسندگان [English]

  • majid hossienzadeh 1
  • mohammad shiri 2
  • shahrzad javanshir 3
  • soudeh shiri 4
1 Faculty of Civil Engineering, Department of Environmental Engineering, University of Science and Technology, Tehran, Iran
2 Department of Environmental Engineering, Faculty of Civil Engineering, University of Science and Technology, Tehran, Iran
3 Department of Chemistry, Faculty of Chemistry, University of Science and Technology, Tehran, Iran
4 institute for color science research and technology
چکیده [English]

In this research, a composite of MOF-5/cellulose aerogel was fabricated using cellulose extracted from the cotton plant, and its effectiveness in removing an organic dye (methylene blue) from aqueous environments was investigated. Characterization was performed using electron microscopy, X-ray diffraction, and IR analysis, while the adsorption of the pollutant (methylene blue cationic dye) was measured using a UV-vis spectrophotometer, showing a removal efficiency of 95% at alkaline pH within a 60-minute time frame. The effects of pH, time, and dye concentration were also examined. The reusability of the adsorbent material was demonstrated, with only a 5% reduction in adsorption capacity after three cycles of use.

کلیدواژه‌ها [English]

  • MOF-5/ cellulose aerogel composite
  • pampas
  • wastewater treatments
  • adsorption capacity
  • methylene blue dye