30357

استفاده از چارچوب هاي فلزي-آلي براي حذف آلاينده هاي آلي آب

كارشناس ارشد

مهندسي عمران - مهندسي محيط زيست

1399

1402/7/9

اقاي دكتر مجيد حسين زاده

خانم دكتر شهرزاد جوانشير

مهندسي عمران

امروزه آلودگي‌هاي فزاينده حاصل از صنعتي شدن، دسترسي به آب پاك براي جوامع و به‌طوركلي محيط‌زيست را دچار چالشي جدي كرده است. همچنين عدم تصفيه فاضلاب صنايع مختلف قبل از رهاسازي پساب آن‌ها در منابع آبي به‌عنوان يكي از نگراني‌هاي جوامع بشري،تهديدي جدي براي محيط‌زيست و منابع آبي محسوب مي‌شود. بر همين اساس اهميت تصفيه اين پساب‌ها به‌طور فزاينده‌اي احساس مي‌شود. چارچوب‌هاي فلزي-آلي مواد متخلخلي هستند كه به دليل ويژگي‌هاي منحصربه‌فردي مانند قابليت اصلاح‌پذيري، مساحت سطح زياد، پايداري شيميايي و مقاومت مكانيكي بالا ازجمله پيشتازترين جاذب‌ها در حوزه جذب و شناسايي آلاينده‌ها مي‌باشند. يكي از مشكلات اساسي اين ساختارها در فرايند جذب، جداسازي آن‌ها در انتهاي فرايند جذب به دليل ساختار پودري شكل آن‌ها مي‌باشد. در اين مطالعه براي حل اين مشكل از آئروژل و كامپوزيت ساختن آن با چارچوب فلزي- آلي سنتز شده استفاده شد. در اين پژوهش براي حذف آلاينده آلي رنگ‌زا از محيط‌هاي آبي از كامپوزيت MOF-5 و آئروژل سلولزي با سلولز استخراج‌شده از گياه پامپاس استفاده شد كه براي سنتز MOF-5 از روش سالووترمال و با مراجعه به مراجع باكمي تغير استفاده شد همچنين مشخصه يابي آن، به‌وسيله آناليزهاي تصوير ميكروسكوپ الكتروني، پراش اشعه ايكس،FT-IR انجام شد و ميزان جذب آلاينده‌ (ماده رنگ‌زاي آنيونيك اسيد بلو) به‌وسيله دستگاه UV-vis بررسي گرديد همچنين اثر pH، دما، زمان و غلظت مواد رنگ‌زا و همچنين استفاده مجدد از ماده جاذب موردمطالعه قرار گرفت.براي بررسي ايزوترم جذب و مدل سينتيكي جذب سطحي ايزوترم لانگموير و مدل سينتيكي شبه درجه دوم توصيف بهتري از شرايط فرايند جذب توسط كامپوزيت را ارائه مي‌دهند. جذب ماده رنگ‌زا در pH برابر با 7.8 به حذف 76.58 % در مدت‌زمان 180 دقيقه رسيده است و در شرايط اسيدي pH برابر با 3 به حذف 95% در مدت‌زمان حدود 60 دقيقه رسيده است. رفتار جذب ماده رنگ‌زاي اسيد بلو به وسيله كامپوزيت cellulose aerogel / MOF-5 از مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم و ايزوترم لانگموير پيروي مي‌كند.

1402/10/26

The use of metal-organic frameworks for the removal of organic pollutants from water

1/1/1900 12:00:00 AM

Industrialization has led to increasing pollution, posing serious challenges to access to clean water for communities and the environment in general. Moreover, the lack of wastewater treatment in various industries before discharging their effluents into water sources is considered a significant threat to the environment and water resources, raising concerns for human societies. Therefore, the importance of wastewater treatment is increasingly being recognized. Metal-organic frameworks are porous materials that, due to their unique characteristics such as tunability, high surface area, chemical stability, and mechanical strength, are among the leading adsorbents in the field of pollutant adsorption and identification. One of the fundamental issues with these structures in the adsorption process is their separation at the end of the adsorption process due to their powdery nature. In this study, aerogel and its composite with metal-organic frameworks were synthesized to address this problem. n this research, a composite of MOF-5 and cellulose aerogel extracted from the pampas plant was used for the removal of organic dye pollutants from aqueous environments. The characterization of the composite was performed through electron microscopy, X-ray diffraction, and FT-IR analysis. The adsorption capacity of the pollutant (acid blue dye) was investigated using a UV-vis spectrophotometer. The effects of pH, temperature, time, dye concentration, and the reusability of the adsorbent material were also studied. The adsorption of the dye reached 76.58% removal within 180 minutes at pH 7.8, and 95% removal within approximately 60 minutes under acidic conditions with a pH of 3. The adsorption behavior of the acid blue dye by the cellulose aerogel/MOF-5 composite followed a pseudo-second-order kinetic model and Langmuir isotherm

چارچوب فلزي آلي

MOF

mohammad shiri

dr. majaid hosseinzadeh