Vật liệu ZIF-67: Tổng hợp trong dung môi ethanol và nghiên cứu khả năng hấp phụ methyl da cam

Đặng Huỳnh Giao * , Phạm Quốc Yên , Phạm Thị Mè , Lê Thị Anh Thư và Đoàn Văn Hồng Thiện

* Tác giả liên hệ (dhgiao@ctu.edu.vn)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Ngày nhận bài: 14-08-2018
Ngày nhận bài sửa: 03-10-2018
Ngày duyệt đăng: 25-04-2019
Ngày xuất bản: 25-04-2019
Title: ZIF-67: Synthesis in ethanol and study adsorption capacity on methyl orange
DOI: 10.22144/ctu.jvn.2019.031
Lượt xem
355
Downloads
216
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC
Trích dẫn
Giao, Đ. H., Yên, P. Q., Mè, P. T., Thư, L. T. A., & Thiện, Đ. V. H. (2019). Vật liệu ZIF-67: Tổng hợp trong dung môi ethanol và nghiên cứu khả năng hấp phụ methyl da cam. Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, 55(2), 1-8. https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2019.031
Số báo
Tập. 55 Số. 2 (2019)
Chuyên mục
Công nghệ

Abstract

Cobalt zeolitic imidazolate framework (ZIF-67) has been successfully prepared with the yield that is significantly obtained in ethanol which is non-toxic and environmentally friendly. The texture structure, morphologies and physicochemical properties of ZIF-67 were analyzed by X-ray powder diffraction (PXRD), scanning electron microscope (SEM), fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) and thermal gravimetric analysis (TGA). ZIF-67 was tested adsorption capability on methyl orange in water. The effects of time, pH, temperature, MO concentration and mass of adsorbents on the adsorption behavior were surveyed. The results showed that the ZIF-67 adsorption capacity on MO was higher than 160 mg.g-1 when pH is at 5.5, temperature is 35oC, adsorbent dose is 5 mg, initial MO concentration is 50 ppm and absorption time is 90 minutes. The material is able to reuse three times without lossing adsorption capacity.
Keywords: Adsorption, ethanol, methyl orange, synthesis, ZIF-67

Tóm tắt

Vật liệu khung hữu cơ tâm cobalt (ZIF-67) đã được tổng hợp thành công với hiệu suất cao trong dung môi ethanol là loại dung môi không độc và thân thiện với môi trường. Cấu trúc, hình thái và đặc tính hóa lý của vật liệu được phân tích nhiễu xạ tia X dạng bột (PXRD), kính hiển vi điện tử quét (SEM), phổ hồng ngoại (FT-IR) và nhiệt trọng lượng (TGA). ZIF-67 được sử dụng hấp phụ methyl da cam (MO) trong môi trường nước. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ như thời gian, pH, nhiệt độ, nồng độ MO, và khối lượng chất hấp phụ đã được khảo sát. Kết quả phân tích dữ liệu cho thấy khả năng hấp phụ MO của vật liệu hơn 160 mg.g-1 trong điều kiện thí nghiệm pH 5.5, nhiệt độ 35oC, khối lượng ZIF-67 sử dụng là 5 mg, nồng độ MO bằng 50 ppm, thời gian hấp phụ là 90 phút. Vật liệu này còn có khả năng tái sử dụng 3 lần mà không mất đi hoạt tính hấp phụ.
Từ khóa: Ethanol, hấp phụ, methyl da cam, tổng hợp, ZIF-67

Article Details

Tài liệu tham khảo

Beldon, P.J., Fábián, L., Stein, R.S., Thirumurugan, A., Cheetham, A.K. and Friščić, T., 2010. Rapid room‐temperature synthesis of zeolitic imidazolate frameworks by using mechanochemistry. AngewandteChemieInternational Edition. 49(50): 9640-9643.

Bhattacharjee, S., Chen, C., and Ahn, W.S., 2014. Chromium terephthalate metal–organic framework MIL-101: synthesis, functionalization, and applications for adsorption and catalysis. Royal Society of Chemistry Advances. 4(94): 52500-52525.

Ferey, G., 2008. Hybrid porous solids: past, present, future. Chemical Society Reviews. 37: 191–214.

Guo, X., Xing, T., Lou, Y., and Chen, J., 2016. Controlling ZIF-67 crystals formation through various cobalt sources in aqueous solution. Journal of Solid StateChemistry. 235(1): 107-112.

Huang, X.C., Lin, Y.Y., Zhang, J.P., and Chen, X.M., 2006. Ligand-directed strategy for zeolite-type metal-organic frameworks: zinc (II) imidazolates with unusual zeolitic topologies. AngewandteChemieInternational Edition. 45(10): 1557-1559.

Jung, B.K., Jun, J.W., Hasan, Z., and Jhung, S.H., 2015. Adsorptive removal of p-arsanilicacid from water using mesoporous zeolitic imidazolate framework-8. Chemical Engineering Journal. 276: 9-15

Lê Thành Dũng, Đặng Huỳnh Giao, Trương Vũ Thanh và Phan Thanh Sơn Nam. 2015. Vật liệu khung hữu cơ-kim loại: Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam. Tạp chí Xúc tác và Hấp phụ. T4(4B): 1-17.

Lin, K.Y.A., and Chang, H.A., 2015. Ultra-high adsorption capacity of zeolitic imidazole framework-67 (ZIF-67) for removal of malachite green from water. Chemosphere. 139: 624-631.

Li, Y., Zhou, K., He, M., and Yao, J., 2016. Synthesis of ZIF-8 and ZIF-67 using mixed-base and their dye adsorption. Microporous and Mesoporous Materials. 234: 287-292.

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.

Martins, G.A., Byrne, P.J., Allan, P., et al., 2010. The use of ionic liquids in the synthesis of zinc imidazolate frameworks. Dalton Transactions. 39(7): 1758-1762.

Ordoñez, M.J.C., Balkus Jr, K.J., , J.P., and n, I.H., 2010. Molecular sieving realized with ZIF-8/Matrimid® mixed-matrix membranes. Journal of Membrane Science. 361(1): 28-37.

Peralta, D., Chaplais, G., Angelique, S.M., Bathelet, K., and Pirngruber, G.D., 2012. Synthesis and adsorption properties of ZIF-76 isomorphs. Microporous and Mesoporous Materials. 153: 1-7.

Pan, Y., Li, Z., Zhang, Z., et al., 2016. Adsorptive removal of phenol from aqueous solution with zeolitic imidazolate framework-67. Journal of Environmental Management. 169: 167-173.

Pan, Y., Liu, Y., Zeng, G., Zhao, L., and Lai, Z., 2011. Rapid synthesis of zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8) nanocrystals in an aqueous system. Chemical Communication. 47: 2071–2073

Yang, L., and Lu, H., 2012. Microwave‐assisted ionothermalsynthesis and characterization of zeolitic imidazolate framework‐8. Chinese Journal of Chemistry. 30(5): 1040-1044.

Yao, J., and Wang, H., 2014. Zeolitic imidazolate framework composite membranes and thin films: synthesis and applications. Chemical Society Review. 43(13): 4470-4493.

Yao, J., He, M., Wang, H., 2015. Strategies for controlling crystal structure and reducing usage of organic ligand and solvents in the synthesis of zeolitic imidazolate frameworks. Crystengcomm. 17(27):4970-4976.

Yaghi, O.M., Park, K.S., Ni, Z., et al., 2006. Exceptional chemical and thermal stability of zeolitic imidazolate frameworks. Proceedings of the National Academy of Sciences of The United State America. 103(27) 10186-10191.

Zhou, Y., Wu, J., Qiao, J., Zhang, A., et al., 2013. The removal of bisphenol A from aqueous solutions by MIL-53(Al) and mesostructured MIL-53(Al). Journal of Colloid and Interface Science. 405: 157-163.