view in publisher's site

Kinetics and adsorptive study of organic dye removal using water-stable nanoscale metal organic frameworks

Highlights•Highly water stable microporous Zr-based MOFs for dye removal were prepared.•The adsorption half-time was 5 min for direct dye.•The maximum adsorption capacity of 40 mg/g was obtained for anionic dyes.•The adsorption of direct dye followed the pseudo-first-order kinetics model.AbstractKinetics and isotherms of adsorption behavior of nanoscale Zr-based metal-organic framework for the removal of three organic dyes including acidic, direct and basic ones from aqueous solutions were studied by sorption models. Nanocube-shaped UiO-66 particles with an average edge length of 215 nm, specific surface area of 1215 m2/g, total pore volume of 0.58 cm3/g, and average pore diameter of 1.8 nm were prepared by solvothermal methods. Analyzing of the equilibrium isotherms indicates that direct dye removal is best fitted with the Langmuir isotherm. Study of the adsorption kinetics also determines that direct dye adsorption follows pseudo-first-order model (R2=0.99). The kinetics of basic and acidic dyes are proceeded by intra-particle diffusion and pseudo-second-order models, respectively. The sorption capacity of the nanoscale particles is reduced from 42 to 18.8 mg/g by increasing its concentration form 10–20 mg, owing to aggregation and overlying of their active sites. Under optimum removal condition determined by the response surface methodology (pH = 5, contact time of 40 min, adsorbent amount of 10 mg, and initial dye concentration of 40 ppm), the sorption half-time of adsorption is about 5 min which is much quicker than values reported in literature. Through comparison with the published results, the condition for achieving rapid and highly effective organic dye removal from aqueous solutions is demonstrated.Graphical abstractDownload high-res image (169KB)Download full-size image

بررسی جذب و جذب رنگزای آلی با استفاده از چارچوب‌های آلی نانو در مقیاس نانو در مقیاس نانو

کاره‌ای مهم برای حذف رنگ برای حذف رنگ آماده شد. نیم ساعت جذب برای رنگ مستقیم ۵ دقیقه بود. حداکثر ظرفیت جذب ۴۰ میلی‌گرم بر گرم برای رنگ‌های آنیونی بدست آمد. جذب رنگ مستقیم به دنبال سینتیک شبه مرتبه اول model.Abst ractKinetics و ایزوترم‌های جذب برای حذف سه رنگ آلی از قبیل اسیدی، مستقیم و ابتدایی از محلول‌های آبی توسط مدل‌های جذب مورد مطالعه قرار گرفت. Nanocube - ۶۶ با طول متوسط ۲۱۵ نانومتر، مساحت سطحی ویژه of m۲ / g، حجم تخلخل کل ۰.۵۸ cm۳ / g و میانگین قطر منفذ ۱.۸ nm به روش solvothermal تهیه شد. تحلیل ایزوترم‌های تعادلی نشان می‌دهد که حذف رنگ مستقیم با ایزوترم Langmuir مطابقت دارد. مطالعه سینتیک جذب نیز مشخص می‌کند که جذب رنگزای مستقیم از مدل مرتبه اول پیروی می‌کند (R۲ = ۰.۹۹). سینتیک رنگ‌های پایه و اسیدی به ترتیب با مدل‌های نفوذ درون ذره و الگوهای شبه درجه‌دوم ادامه می‌یابد. ظرفیت جذب ذرات نانو در مقیاس نانو از ۴۲ به ۱۸.۸ میکروگرم بر گرم با افزایش غلظت آن ۱۰ تا ۲۰ میلی‌گرم به خاطر تجمع و تراکم جایگاه‌های فعال آن‌ها کاهش می‌یابد. تحت شرایط حذف بهینه با روش سطح پاسخ (pH = ۵، زمان تماس ۴۰ دقیقه، مقدار جاذب ۱۰ میلی‌گرم و غلظت اولیه رنگ ۴۰ ppm)، زمان جذب در حدود ۵ دقیقه است که بسیار سریع‌تر از مقادیری است که در نوشته‌ها گزارش شده‌است. در مقایسه با نتایج منتشر شده، شرایط برای دستیابی به حذف رنگ آلی بسیار موثر و بسیار موثر از محلول‌های آبی، demonstrated.Grap hical abstractDownload res res (۱۶۹ کیلوبایت)تصویر با اندازه کامل را دانلود می‌کند.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.