31054

حذف ميكروپلاستيك‌ها از منابع آبي با استفاده از كاتاليزورهاي مبتني بر چارچوب‌هاي فلز-آلي

كارشناسي ارشد

شيمي- شيمي تجزيه

1400

1403/3/8

منصور انبياء

ندارم

شيمي

ميكروپلاستيك‌ها به عنوان آلاينده‌هاي خطرناك و نوظهور توجه محققين و جوامع بشري را به خود جلب نموده‌اند كه در آب، خاك، هوا و حتي ارگانيسم‌ها يافت مي‌شوند. اين آلاينده با جذب مواد شيميايي مضر، آنتي‌بيوتيك‌ها و فلزات سنگين و سمي بر روي سطح خود با ساير آلاينده‌ها برهمكنش ايجاد مي‌نمايد، از اين رو مي‌توانند تاثير قابل توجهي بر ميكروارگانيسم‌ها داشته باشد. انسان از طريق استنشاق، بلع و تماس پوستي در معرض ميكروپلاستيك‌ها قرار مي‌گيرد. ويژگي‌هاي مناسب ZIF-L و كامپوزيت‌هاي ZIF-L/TiO2 و ZIF-L/ZnO نظير مساحت سطح بالا، فعاليت كاتاليزوري مناسب و غيره، اين مواد را براي حذف انواع آلاينده آلي از آب مناسب ساخته است. از اين رو در اين پژوهش ZIF-L سنتز شد و فتوكاتاليزور‌هاي ZIF-L/TiO2 و ZIF-L/ZnO تهيه گرديد و خواص ساختاري ZIF-L و فتوكاتاليزور‌ها با استفاده از طيف‌سنجي پراش پرتو ايكس (XRD)، طيف‌سنجي فروسرخ تبديل فوريه (FT-IR) و تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FE-SEM) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصله نشان داد ZIF-L و فتوكاتاليزور‌هاي مورد نظر با موفقيت تهيه شده‌اند. در ادامه ميكروپلاستيك پلي‌وينيل‌كلرايد با استفاده از ZIF-L و فتوكاتاليزور‌هاي تهيه‌شده در شرايط گوناگون حذف گرديد. با توجه به نتايج آزمايش‌هاي حذف انجام‌شده، مي‌توان پلي‌وينيل‌كلرايد را به ميزان 37ر75% با استفاده از ZIF-L، 66ر98% با استفاده از فتوكاتاليزور ZIF-L/TiO2 و 19ر93% با استفاده از فتوكاتاليزور ZIF-L/ZnO از آب حذف نمود. نتايج حذف آلاينده پلي‌وينيل‌كلرايد از آب با استفاده از ZIF-L گوياي آن است كه بهترين نتايج حذف در آزمايش‌هاي جداگانه در مدت زمان 36 دقيقه، 8=pH و مقدار ZIF-L برابر با 20ر0 ميلي‌گرم به دست آمد. همچنين اين نتايج براي فتوكاتاليزور ZIF-L/TiO2 در مدت زمان 36 دقيقه، 8=pH و مقدار فتوكاتاليزور 15ر0 ميلي‌گرم و براي فتوكاتاليزور ZIF-L/ZnO در مدت زمان 36 دقيقه، 7=pH و مقدار فتوكاتاليزور 20ر0 ميلي‌گرم حاصل شد.

1403/04/28

Removal of microplastics from water sources using catalysts based on metal-organic frameworks

5/28/2025 12:00:00 AM

Microplastics as hazardous and emerging pollutants have attracted the attention of researchers and human societies, that are found in water, soil, air and even organisms. This pollutant interacts with other pollutants by absorbing harmful chemicals, antibiotics and heavy and toxic metals on its surface, hence it can have a significant effect on microorganisms. Humans are exposed to microplastics through inhalation, ingestion and skin contact. The suitable properties of ZIF-L, ZIF-L/TiO2 and ZIF-L/ZnO composites, such as high surface area, suitable catalytic activity, etc., have made these materials appropriate for removing various organic pollutants from water. Therefore, in this research, ZIF-L was synthesized and ZIF-L/TiO2 and ZIF-L/ZnO photocatalysts were prepared, and the structural properties of ZIF-L and photocatalysts were determined using X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and field emission scanning electron microscope (FE-SEM) were investigated. The results showed that ZIF-L and the desired photocatalysts were successfully prepared. Next, polyvinyl chloride microplastic was removed using ZIF-L and prepared photocatalysts in different conditions. According to the results of the removal tests, polyvinyl chloride can be removed from water as much as 75.37% by using ZIF-L, 98.66% by using ZIF-L/TiO2 photocatalyst, and 93.19% by using ZIF-L/ZnO photocatalyst. The results of the removal of polyvinyl chloride pollutant from water using ZIF-L show that the best removal results were obtained in separate tests in 36 minutes, pH=8 and the amount of ZIF-L equal to 0.20 mg. Also, these results were obtained for ZIF-L/TiO2 photocatalyst in a period of 36 minutes, pH=8 and the amount of photocatalyst was 0.15 mg, and for ZIF-L/ZnO photocatalyst in a period of 36 minutes, pH=7 and the amount of photocatalyst was 0.20 mg.

ميكروپلاستيك‌ها , منابع آبي , حذف فتوكاتاليزوري , چارچوب‌ فلز-آلي , ايميدازولات زئوليتي

Microplastics , water sources , photocatalytic removal , Metal-organic framework , Zeolite imidazolate

Fateme Abdolrahimi

Dr. Mansoor Anbia