سنتز چهارچوب فلزي - آلي بر پايه فلز تيتانيوم و بررسي اثرات فتوكاتاليستي آن

The synthesis of metal-organic framework based on titanium and its photocatalytic effect

اخيرا MOFها به علت مساحت سطح بزرگ، ساختار منظم و متخلخل و لينكرهاي آلي و كلاسترهاي فلزي قابل تنظيم و تغييرشان، توجه زياد و روز افزوني را در زمينه ي فتوكاتاليستها دريافت كردهاند. در اين كار پژوهشي، چهارچوب فلزي آلي بر پايهي تيتانيوم توسط روش هيدروترمال با موفقيت سنتز شد. ويژگيهاي ساختاري MOF سنتز شده توسط پراش اشعه ايكس و ميكروسكوپ الكتروني روبشي بررسي شد. سپس فعاليت فتوكاتاليستي آن تحت تابش نور UV در تخريب فتوكاتاليستي ماده رنگزاي راكتيو آبي 19 به عنوان آلاينده، مورد مطالعه قرار گرفت. بازده تخريب بيش از 90 درصد ماده رنگزا مويد فعال بودن MIL-125 سنتزشده از لحاظ فتوكاتاليستي بود. در ادامه آزمايشاتي جهت بررسي تاثير عوامل مختلف روي بازده فعاليت فتوكاتاليستي MIL-125 از قبيل مقدار فتوكاتاليست، شدت نور، غلظت ماده رنگزا و همچنين مدت زمان انجام شد. بازده حذف ماده رنگزا در حضور tertبوتانول به مقدار قابل توجهي كاهش مييافت كه مويد نقش موثر راديكالهاي هيدروكسيل در فرآيند تخريب بود. همچنين سنتيك واكنشهاي فتوكاتاليستي MIL-125 مطالعه شده و مشخص شد كه اين واكنش ها از سنتيك درجه اول تبعيت ميكنند. در پايان مدل تجربي سنتيكي براي پيش بيني ثابتهاي سرعت واكنش هاي مربوط به حذف فتوكاتاليستي ارايه شده و نشان داده شد كه مقادير حاصل از مدل ارايه شده با تقريب خوبي با داده هاي تجربي هماهنگي دارد.

Recently, MOFs has been considered as photocatalysts due to their large surface area, porous structure and adjustable organice linkers and clusters. In this study, a metal organic framework based on the Ti (MIL-125) was synthesized by the hydrothermal method and characterized using XRD and SEM. The photocatalytic activity of synthesized MIL-125 was evaluated in photocatalytic degradation of Reactive blue 19 as an organic pollutant. The degradation efficiency was more than 90% confirming photocatalytic activity of synthesized MIL-125. Then, the effect of operational parameters including photocatalyst dose, RB19 concentration, light intensity and irradiation time on the degradation effeciency was investigated. The photocatalytic activity of MIL-125 was considerably inhibited in the presence of tert-buthyl alcohol as a hydroxyl radical scavenger indication the main role of produced hydroxyl radicals in degradation of the RB19 by MIL-125. Moreover, the results of experiments showed pseudo first-order kinetics for photocatalytic process by MIL-125. Based on the first-order kinetics, the empirical kinetic model was developed to predict the rate constant and degradation efficiency. The developed model indicated the good agreement between the calculated apparent rate constants and experimental ones