20936

۲۰۹۳۶

تهيه و شناسايي چارچوب هاي فلز-آلي مس و روي با اتصال دهنده تري كربوكسيليك اسيد و درون سازي آنها با پورفيرين براي كاربردهاي جذب و حسگري كاتيون هاي فلزي

كارشناسي ارشد

شيمي معدني

۱۳۹۵

۱۳۹۸/۱/۲۸

دكتر رحمت اله رحيمي

دكتر وحيد صفري فرد

شيمي

آلودگي آب توسط يون هاي مختلف فلزات سنگين، به خصوص سرب و جيوه، به عنوان يك مشكل جهاني با تهديد جديد براي سلامت عمومي محسوب مي شود. امروزه روش هاي زيادي براي تصفيه آب و پساب وجود دارد؛ از جمله اين روش ها عبارتند از: ترسيب شيميايي، تبادل يون، فيلتراسيون غشايي و جذب سطحي. انواع جاذب ها براي حذف يونهاي سنگين فلز از آب استفاده شده اند. نانوساختارهاي متخلخل همچون چارچوب هاي فلز-آلي (MOFs) به دليل اندازه بزرگ حفرات، مساحت سطح بالا، جذب انتخاب پذير مولكول هاي كوچك و غيره، در دهه اخير توجه محققان را به خود جلب كرده اند. در اين كار، سه چارچوب فلز-آلي به نام Zn-HKUST-1 و Cu-HKUST-1 و PCN-221 تهيه شدند. MOF هاي Zn-HKUST-1 و Cu-HKUST-1 با اتصال دهنده هاي بنزن 5،3،1- تري كربوكسيليك اسيد و چارچوب PCN-221 با اتصال دهنده پورفيريني تزئين شده اند كه منجر به حذف سريع، كارآمد و انتخابي يون هاي مختلف فلزات سنگين مانند يون هاي Pb2+ و Hg2+ از فاضلاب مي شود. ظرفيت جذب mg g-1333 در زمان 30 دقيقه توسط Cu-BTC و mg g-1 312 توسط Zn-BTC براي يون Pb(II) و mg g-1 277 توسط جاذب PCN-221 براي يون Hg(II)، به طور موثر به دست آمد. علاوه بر اين، هم دما جذب يون هاي Pb2 +وHg2+ در توافق خوب با مدل لانگموير است و همچنين داده هاي جذب آزمايشي به خوبي با مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم سازگار است. اين پروژه، نمونه اي از MOF هاي با اتصال دهنده هاي BTC و پورفيريني به عنوان يك جاذب مؤثر براي يون هاي Pb2+ و Hg2+ است كه كارآيي بالا را براي حذف فلزات سنگين در كمتر از 30 دقيقه نشان مي دهد.

1398/04/22

Preparation and identification of copper-zinc metal-metal frameworks with tri-carboxylic acid attachment and their incorporation into porphyrin for absorption and sensing applications of metal cations

7/13/2019 12:00:00 AM

Water pollution that is caused by various heavy metal ions especially lead and mercury, is considered as a universal challenge for public health. Today, several methods are applied to purify wastewater including chemical precipitation, ion exchange, membrane filtration and adsorption process. Different kinds of adsorbent have been used for heavy metal ions removal from water. Recently, researchers have been attracted to the porous nanostructures such as Metal Organic Frameworks (MOFs) because of their grate pores volume, large surface area, selectivity and so on. In this study, three Metal Organic Frameworks (MOFs), namely Zn-HKUST-1, Cu-HKUST-1 and PCN-221, were prepared. Zn-HKUST-1 and Cu-HKUST-1 were designed with benzene 1,3,5-tricarboxylic acid linker and PCN-221 framework was constructed by porphyrin linker, leading to rapid, efficient and selective removal of various heavy metal ions like Pb2+ and Hg2+ from wastewater. Adsorption capacity were obtained up to 333 and 312 mg/g for Pb2+ by Cu-BTC and Zn-BTC, respectively, and 277 mg/g for Hg2+ by PCN-221 during 30 min. Moreover, adsorption of Pb2+ and Hg2+ were fitted with Langmuir model and experimental kinetic data were followed pseudo-second-order model well. This work exhibits two BTC- and a porphyrin-based MOFs to remove Pb2+ and Hg2+ from pollutant water in less than 30 min effectively.