سنتز نانوكامپوزيت مغناطيسي بر پايه چارچوب ايميدازول زئوليتي-8 آلاييده شده با نانوذرات نقره به منظور حذف مؤثر آلاينده آلي از پساب

Synthesis of Zeolitic imidazolate framework-8 based magnetic nanocomposite incorporated with silver nanoparticles for efficient removal of organic pollutants from wastewater

چارچوب‌هاي آلي-فلزي كلاس جديدي از پليمرهاي كئوردينه شده و مواد متخلخل هستند كه به دليل بهره‌مندي از ساختار دوگانه، در زمينه‌هاي مختلف علمي كاربرد گسترده‌اي دارند. در اين پژوهش سنتز نانوكامپوزيت مغناطيسي γ-Fe2O3@SiO2@ZIF-8 جهت حذف آلاينده آلي از پساب مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه براي بهبود عملكرد فوتوكاتاليستي اين تركيب، نانوذرات نقره با روش رسوب‌دهي نوري به ساختمان چارچوب آلي فلزي ZIF-8 افزوده شده است. نانوساختار‌هاي سنتز شده به كمك آناليز‌هاي ساختاري مختلف از جمله XRD، SEM/EDX، FTIR،ICP-OES و VSM شناسايي شده‌ و عملكرد آن‌ها جهت حذف رنگزاي ردامين ب (RhB) با مطالعه اثر پارامترهاي مختلف از جمله مقدار دوز فوتوكاتاليست، pH محلول و غلظت اوليه رنگزا مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان مي‌دهد كه فوتوكاتاليست γ-Fe2O3@SiO2@ZIF-8-Ag با بازدهي 96% بهترين عملكرد را در حذف رنگزاي آلي داشت. همچنين آزمايشات پايداري نشان داد كه فوتوكاتاليست سنتز شده پس از پنج چرخه عملكرد مناسب خود را حفظ مي-كند. بنابراين، نانوكامپوزيت پيشنهاد شده مي‌تواند به عنوان فوتوكاتاليست مناسب و مقرون به صرفه با قابليت استفاده مجدد در زمينه تصفيه آب مورد توجه قرار گيرد.

Metal–organic frameworks (MOFs) are a new class of coordination polymers and porous materials which have a wide application in various scientific fields based on their dual structures. In this work, synthesis of γ- Fe2O3@SiO2@ZIF-8 magnetic nanocomposite for removal of organic pollutant from wastewater was studied. Then, for improving photocatalytic performance of this compound, silver nanoparticles were added into the ZIF-8 framework using photo-deposition method. Synthesized nanostructures were characterized using different structural analysis such as XRD, SEM/EDX, FTIR, ICP-OES and VSM. Next, the photodegradation performance of the prepared materials for removal of Rhodamine B were investigated by studying the effects of several parameters including photo-catalyst dosage, initial dye concentration and solution pH. The results showed that γ-Fe2O3@SiO2@ZIF-8-Ag photo-catalyst with the efficiency of 96% had the best performance in degradation of organic dye. Also, the stability tests showed that the synthesized photo-catalyst can maintain its appropriate activity after five cycles. Therefore, the proposed nanocomposite in this work seems to be a reusable and economical photocatalyst for water purification.