تخریب فوتوکاتالیستی رنگ اریوکروم بلک T با استفاده از چارچوب فلز آلی TMU-16

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه ایلام

چکیده

توسعه­ روش­های تصفیه فاضلاب­ها از موضوعات مهم زیست محیطی محسوب می­شود. از میان روش­های به کار برده شده فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOP) به دلیل تبدیل مواد آلاینده به موادی با سمیت کم‌تر و یا زیست تخریب­پذیر، توجه بسیار زیادی را برای حذف گستره­ی وسیعی از آلاینده های آلی، به خود جلب کرده­اند. در این کار تخریب فوتوکاتالیستی رنگ اریوکروم بلک T تحت تابش نور UV در محلول­های آبی با استفاده از چارچوب فلز-آلی TMU-16 به عنوان کاتالیستی ناهمگن مطالعه شد. چارچوب فلز-آلی TMU-16 تحت شرایط حلال­حرارتی در دمای 115 درجه­ی سانتی­گراد سنتز و به کمک تکنیک­های XRD و جذب و واجذب گاز (BET) شناسایی شد.  اثر پارامترهای موثر بر میزان تخریب رنگ مانند pH، مقدار کاتالیست و غلظت اولیه رنگ مورد بررسی قرار گرفت. تخریب رنگ از مدل سینتیکی شبه درجه اول تبعبت می­کند و سازوکار تخریب رنگ از مسیر رادیکال­های هیدروکسیل و سوپراکسید پیش می­رود. شکاف انرژی پایین (9/2 الکترون ولت) نشان می­دهد که TMU-16 می­تواند در حضور نور به عنوان کاتالیستی قدرتمند برای حذف رنگ­ها و سایر آلاینده­ها از محیط آبی استفاده شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Photodegradation of Eriochrome Black T Using TMU-16 Metal-Organic Framework

نویسندگان [English]

  • zahra saedi
  • mahmoud roushani
  • ahmad Afzalinia
  • Tahereh Musa Beygi
چکیده [English]

Development of wastewater treatment methods has become a hot research topic. The advanced oxidation processes (AOPs) have attracted much attention as a method for degrading a wide range of non-biodegradable and harmful organic pollutants into less toxic compounds. In this work, TMU-16 a two-fold interpenetrated mesoporous MOF as a heterogeneous catalyst was employed to photodegradation of Eriochrome Black T under UV irradiation from aqueous solution. Some parameters such as pH, catalyst amount and dye concentration which affect the efficiency of the degradation were studied. From kinetic studies, the degradation producer is the pseudo-first-order. The detection of hydroxyl radicals with probe molecule and perform degradation in the absence of O2 molecules revealed that degradation occurred by mediated these radicals. The results shown, that TMU-16 should be effective photocatalyst for dyes degradation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Metal-organic framework
  • Photodegradation
  • Eriochrome Black T
  • TMU-16
[1] G. Crini, Bioresour. Technol. 97 (2006) 1061.

[2] A. Mittal, A. Malviya, D. Kaur, J. Mittal and L. Kurup, J. Hazard. Mater. 148 (2007) 229.

[3] S. Chen, J. Zhang, C. Zhang, Q. Yue, Y. Li and C. Li, Desalination, 252 (2010) 149.

[4] Q. Qin, J. Ma and K. Liu, J. Hazard. Mater. 162 (2009) 133.

[5] U. I. Gaya and A. H. Abdullah, J. Photochem. Photobiol. C, 9 (2008) 1.

[6] D. Wang, T. Silbaugh, R. Pfeffer and Y. Lin, Powder Technol. 203 (2010) 298.

[7] D. Lin, Q. Zhao, L. Hu and B. Xing, Chemosphere, 103 (2014) 188.

[8] M. N. Chong, B. Jin, C. W. Chow and C. Saint, Water Res. 44 (2010) 2997.

[9] D. H. Bremner, R. Molina, F. Martínez, J. A. Melero and Y. Segura, Appl. Catal. B, 90 (2009) 380.

[10] M. I. Litter, Appl. Catal. B, 23 (1999) 89.

[11] K. Nakata and A. Fujishima, J. Photochem. Photobiol. C, 13 (2012) 169.

[12] A. Janczyk, E. Krakowska, G. Stochel and W. Macyk, J. Am. Chem. Soc. 128 (2006) 15574.

[13] A. Hajesmaili and Z. Bahrami, JAC, 11 (2017) 91.

[14] U. Akpan and B. Hameed, J. Hazard. Mater. 170(2009) 520.

[15] K. Ayoub, E. D. van Hullebusch, M. Cassir and A. Bermond, J. Hazard. Mater. 178 (2010) 10.

[16] A. Mills and S. Le Hunte, J. Photochem. Photobiol. A, 108 (1997) 1.

[17] J. Lü, J.-X. Lin, X.-L. Zhao and R. Cao, Chem. Commun. 48 (2012) 669.

[18] H. Yang and H. Cheng, Sep. Purif. Technol. 56 (2007) 392.

[19] O. M. Yaghi, M. O'Keeffe, N. W. Ockwig, H. K. Chae, M. Eddaoudi and J. Kim, Nature, 423 (2003) 705.

[20] M. Alvaro, E. Carbonell, B. Ferrer, F. X. Llabrés i Xamena and H. Garcia, Chem.-Eur. J. 13 (2007) 5106.

[21] M. C. Das, H. Xu, Z. Wang, G. Srinivas, W. Zhou, Y.-F. Yue, V. N. Nesterov, G. Qian and B. Chen, Chem. Commun. 47 (2011) 11715.

[22] K. G. M. Laurier, F. Vermoortele, R. P. Ameloot, D. De Vos, J. Hofkens and M. B. J. Roeffaers, J. Am. Chem. Soc. 135 (2013) 14488.

[23] J.-J. Dua, Y.-P. Yuan, J.-X. Sun, F.-M. Peng, X. Jiang, L.-G. Qiu, A.-J. Xie, Y.-H. Shen and J.-F. Zhu, J. Hazard. Mater. 190 (2011) 945.

[24] C.-C. Wang, J.-R. Li, X.-L. Lv, Y.-Q. Zhang and G. Guo, Energy Environ. Sci. 7 (2014) 2831.

[25] E. M. Dias and C. Petit, J. Mater. Chem. A, 3 (2015) 22484.

[26] R. Kaur, K. Vellingiri, K.-H. Kim, A. K. Paul and A. Deep, Chemosphere 154 (2016) 620.

[27] V. Safarifard and A. Morsali, CrystEngComm. 16 (2014) 8660.

[28] D. M. Ciurtin, Y.-B. Dong, M. D. Smith, T. Barclay and H.-C. Loye, Inorg. Chem. 40 (2001) 2825.

[29] M. Roushani, M. Mavaei and H. R. Rajabi, J. Mol. Catal. A: Chem. 409 (2015) 102.

[30] H. Kisch and S. Sakthive, Angew. Chem. Int. Ed. 42 (2003) 4908.

[31] N. Z. Logar and V. Kaučič, Acta Chim. Slov. 53 (2006) 117.

[32] W. Jiang, J. A. Joens, D. D. Dionysiou and K. E. O'Shea, J. Photochem. Photobiol. A, 262 (2013) 7.

[33] H. Al-Ekabi and N. Serpone, J. Phys. Chem. 92 (1988) 5726.

[34] S. Kalpagam and T. Kannadasan, JCBPSC, 4 (2014) 1936.

[35] A. Gautam, A. Kshirsagar, R. Biswas, S. Banerjee and P. K. Khann, RSC Adv. 6 (2016) 2746.

[36] S. K. Kansal, S. Sood, A. Umar and S.K. Mehta, Alloys Compd. 581 (2013) 392.

[37] I. Kazeminezhad and A. Sadollahkhani, Mater. Lett. 120 (2014) 267.

[38] P. Singla, M. Sharma, O. P. Pandey and K. Singh, Appl. phys. A, 116 (2014) 371.