ساخت و مشخصه يابي چارچوب‌هاي آلي-فلزي بر پايه‌ي آهن به منظور حذف رنگزاي متيلن بلو از پسآب‌هاي رنگي

Synthesis and Characterization of Fe-Based Metal-Organic Frameworks: MIL53 (Fe) for Methylene Blue Degradation

امروزه با توجه به حجم بالاي توليد پسآب‌هاي آلاينده، طرح راهحل‌هايي به منظور تصفيه‌ي آن‌ها از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. از جمله روش‌هاي مطرح شده جهت تصفيه‌ي پسآب‌هاي صنعتي، استفاده از چارچوب‌هاي آلي-فلزي به دليل ويژگي‌هاي منحصر به فرد نظير شكاف انرژي پايين و مساحت سطح ويژه‌ي بالا به عنوان فتوكاتاليست جهت تخريب رنگزا‌ در پسآب مي‌باشد. در مطالعه‌ي حاضر سعي شد تا با ساخت چارچوب‌هاي آلي-فلزي بر پايه‌ي آهن، از آن‌ها جهت تخريب رنگزاي متيلن بلو در پسآب‌هاي صنعتي استفاده شود. به اين منظور، چارچوب آلي- فلزي MIL-53(Fe) با استفاده از نمك آهن نيترات(FeNO3.9H2O) و در سه دماي 120، 150 و 180 درجه‌ سانتي‌گراد و با استفاده از روش سولوترمال ( حلالي- دمايي) ساخته شد. سپس با استفاده از آزمون‌هاي XRD ، FTIR ، SEM و UV-vis DRS مشخصه يابي نمونه‌هاي ساخته شده انجام گرديد. در نهايت با استفاده از رنگزاي متيلن بلو و در مجاورت لامپ هالوژن 500 وات ميزان تخريب رنگزا توسط سه فتوكاتاليست، مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج بدست آمده نشان داد، نمونه ساخته شده در دماي 180 درجه‌ي سانتي‌گراد داراي بيشترين ميزان درصد بلورينگي و جذب نور، بيشترين شكاف انرژي و همچنين مناسب‌ترين راندمان تخريب رنگزا (56 %) بود.

In recent years, volume of waste water produced by diverse field of industries is one the most vital challenges. To tackle this issue, numerous solutions have been submitted and among them, utilizing Metal- Organic Frameworks (MOFs) has been considerably paid attention as an appropriate option for water treatment due to their unique properties, such as low band gap and high specific surface area. In this study, MIL53 (Fe) was synthesized using nitrite salt source (FeNO3.9H2O) via solvo-thermal method at 120ºC, 150ºC and 180ºC. Subsequently, obtained powders was characterized using X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM) and UV-vis DRS. Eventually, photocatalytic efficiency of prepared samples was analyzed via Methylene Blue (MB) degradation under halogen lamp (500 W). Obtained results showed that the synthesized powder at 180ºC (sample C) had the most percentage of crystallinity and light absorption. Likewise sample (C) was the most efficient sample and possessed the highest band gap and the most rate of dye degradation.