Синтез металлоорганического каркаса UiO-66 в СВЧ-полях на основе отходов полиэтилентерефталата для адсорбционного удаления пищевого красителя тартразина из водных растворов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Образец металл-органического каркаса UiO-66 (Zr6O4(OH)4bdc, bdc = бензол-1,4-дикарбоксилат/терефталат) – перспективного адсорбента стойких органических загрязнителей из водной среды – получен по оригинальной методике в среде нетрадиционного “зеленого” растворителя – триэтиленгликоля (ТЭГ) в условиях СВЧ-активации реакционной массы при атмосферном давлении согласно одностадийному подходу. Материал PET-UiO-66 синтезирован c использованием полимерных отходов – вторичного полиэтилентерефталата (ПЭТ) – в качестве источника органического линкера (терефталевой или бензол-1,4-дикарбоновой кислоты, H2bdc) для формирования каркаса. Его адсорбционная активность была впервые изучена в процессе адсорбционного удаления пищевого красителя тартразина (Е-102) из водных растворов. Установлено, что кинетика процесса адсорбции подчиняется модели псевдо-второго порядка, а его термодинамика соответствует модели Ленгмюра.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Вергун

Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: polubrat@mail.ru
Россия, Москва

М. Д. Веденяпина

Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН

Email: polubrat@mail.ru
Россия, Москва

С. А. Кулайшин

Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН

Email: polubrat@mail.ru
Россия, Москва

В. В. Чернышев

Институт физической химии и электрохимии им. A. Н. Фрумкина РАН; Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: polubrat@mail.ru
Россия, Москва; Москва

О. П. Ткаченко

Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН

Email: polubrat@mail.ru
Россия, Москва

В. Д. Ниссенбаум

Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН

Email: polubrat@mail.ru
Россия, Москва

В. И. Исаева

Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН

Email: polubrat@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Chaturvedi P., Shukla P., Giri B.S. et al. // Environmental Res. 2021. T. 194. P. 110664.
  2. Ezzatahmadi N., Marshall D.L., Hou K. et al. // J. Environ. Chem. Eng. 2019. V. 7. P. 102955.
  3. Tang J., Wang T., Xia H. et al. // Sustainability. 2024. V. 16. P. 2042.
  4. Ariza-Tarazona M.C., Siligardi C., Carrėon-Loˇpez H.A. et al. // Marin. Pollut. Bull. 2023. V. 193. P. 115206.
  5. Yang R.X., Bieh Y.T., Chen C.H. et al. // ACS Sustainable Chem. Eng. 2021. V. 9. P. 6541.
  6. Kartik S., Balsora H.K., Sharma M. et. al. // Therm. Sci. Eng. Progr. 2022. V. 32. P. 101316.
  7. Ferreira M.M., Silva E.A., Cotting F. et. al. // Corros. Eng. Sci. Technol. 2021. V. 56. P. 199.
  8. Kaur G., Uisan K., Ong K.L. et. al. // Cur. Opin. in Green and Sust. Chem. 2018. V. 9 P. 30.
  9. Yang R.X., Bieh Y.T., Chen C.H. et. al. // ACS Sustainable Chem. Eng. 2021. V. 9. P. 6541.
  10. Rowsell J.L., Yaghi O.M. // Microporous and Mesoporous Mat. 2004. V. 73. P. 3.
  11. Ghazvini M.F., Vahedi M., Nobar S.N., et al. // J. Environ. Chem. Eng. 2021. V. 9. P. 104790.
  12. Ihsanullah. I. // Curr. Opin. Environ. Sci. Health. 2022. V. 26. P. 100335.
  13. Obeso J.L., Flores J.G., Flores C.V. et al. // Chem. Commun. 2023. V. 59. P. 10226.
  14. Baumann A.E., Burns D.A., Liu B. et al. // Commun Chem. 2019. V. 2. P. 86.
  15. Mendes R.F., Figueira F., Leite J.P. et al. // Chem. Soc. Rev. 2020. V. 49. P. 9121.
  16. Isaeva V.I., Vedenyapina M.D., Kurmysheva A.Y. et. al. // Molecules. 2021. V. 26. P. 6628.
  17. Cavka J., Jakobsen S., Olsbye U. et al. // JASC Com. 2008. V. 140. P. 42.
  18. Kazemi A., Moghadaskhou F., Pordsari M.A. et al. // Sci Rep. 2023. V. 13. № 19891.
  19. Ahmadijokani F., Molavi H., Rezakazemi M. et al. // Prog. Mater. Sci. 2022. V. 125. P. 100904.
  20. Rego R.M., Kurkuri M.D., Kigga M. // Chemosphere. 2022. V. 302. P. 134845.
  21. Ramanayaka S., Vithanage M., Sarmah A. et al. // RSC Adv. 2019. V. 9. P. 34359.
  22. Cao Z., Fu X., Li H. et al. // ACS Sustain. Chem. Eng. 2023. V. 11. P. 15506.
  23. Shanmugam M., Chuaicham C., Augustin A. et al. // New J. Chem. 2022. V. 46. P. 15776.
  24. Lo S.H., Raja D.S., Chen C.-W. et. al. // Dalton Trans. 2016. V. 45. P. 9565.
  25. Dyosiba X., Ren J., Musyoka N.M. et al. // Ind. Eng. Chem. Res. 2019. V. 58. P. 17010.
  26. Semyonov O., Kogolev D., Mamontov G. et al. // Chem. Eng. J. 2022. V. 431. P. 133450.
  27. Selahle S.K., Nqombolo A., Nomngongo P.N. // Sci Rep. 2023. V. 13. P. 6808.
  28. Waribam P., Katugampalage T.R., Opaprakasit P. et. al. // Chem. Eng. J. 2023. V. 473. P. 145349.
  29. Oymak T., Tokalıoglu S., Cam S. et al. // Food Additiv. Contamin. 2020. V. 37. P. 731.
  30. Singh H., Goyal A., Bhardwaj S. et al. // Mater. Sci. Eng. 2023. V. 288. P. 116165.
  31. Качала В.В., Хемчян Л.Л., Кашин А.С. и др. // Успехи химии. 2013. Т. 82. С. 648.
  32. Кашин А.С., Анаников В.П. // Изв. АН Сер. Хим. 2011. Т. 12. С. 2551.
  33. Tsyganenko A.A., Filimonv V.N. // J. Mol. Struct. 1972. V. 5. P. 477.
  34. Ivanov A.V., Kustov L.M. // Russ. Chem. Bull. 2000. V. 49. P. 39.
  35. Köck E.M., Kogler M., Götsch T. et. al. // Dalton Trans. 2017. V. 46. P. 4554.
  36. Jung K.D., Bell A. // J. Catal. 2000. V. 193. P. 207.
  37. Ouyang F., Kondo J.N. // JCS Faraday Trans. 1996. V. 92. P. 4491.
  38. Cheng X., Zhang A., Hou K. et. al. // Dalton Trans. 2013. V. 42. P. 13698.
  39. Huang J., Yan Z. // Langmuir. 2018. V. 34. P. 1890.
  40. Lagergren S. // Sakademiens Handl. 1898. V. 24. P. 1.
  41. Ho Y.S., Mckay G. // Proc. Biochem. 1999. V. 34. P. 451.
  42. Zeldowitsch J. // Acta Physicochim. 1934. V. 1. P. 364.
  43. Langmuir I. // Part I. Solids. 1916. V. 184. P. 102.
  44. Dippong T., Andrea E., Cadar O. et. al. // J. of Alloys and Comp. 2020. V. 849. P. 156695.
  45. Srivastava V., Sharma Y.C., Sillanpää M. // Applied Surf. Sci. 2015. V. 338. P. 42.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Структурная формула тартразина.

Скачать (35KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Дифрактограмма материала PET-UiO-66. Вертикальные отрезки показывают рассчитанные положения рефлексов для классической структуры UiO-66 с параметром кубической ячейки a = 20.75 A и пространственной группой симметрии Fm-3m.

Скачать (60KB)
Метаданные
4. Рис. 3. СЭМ- (а) и STEM- (б) изображения материала PET-UiO-66.

Скачать (192KB)
Метаданные
5. Рис. 4. SEM-EDX-картирование материала PET-UiO-66.

Скачать (593KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Обзорные спектры образцов classic-UiO-66 и PET-UiO-66 после термовакуумной обработки (150°C).

Скачать (80KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Кривые TG (а) и DTA (б) для материалов PET-UiO-66 и classic-UiO-66.

Скачать (102KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Кинетика адсорбции тартразина на оразце PET-UiO-66. Точки – экспериментальные данные, линии – рассчет по моделям.

Скачать (177KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Изотермы адсорбции тартразина на материале PET-UiO-66.

Скачать (70KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025