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 Kinetics و adsorptive در مورد حذف رنگ ارگانیک با استفاده از چارچوب‌های آلی - پایدار فلز در مقیاس نانو

کاره‌ای مهم (microporous)با ثبات آب بسیار پایدار (MOFs Zr - based Zr)برای حذف رنگ آماده شدند. نیم زمان جذب برای رنگ مستقیم ۵ دقیقه بود. حداکثر ظرفیت جذب ۴۰ mg / g برای رنگ‌آمیزی آنیونی به دست آمد. جذب رنگ مستقیم به پیروی از سینتیک شبه اول model.Abst ractKinetics و isotherms واکنش جذب برای حذف سه رنگ ارگانیک از جمله ترکیبات اسیدی، مستقیم و اولیه از محلول‌های آبی توسط مدل‌های جذب مورد مطالعه قرار گرفت. ذرات Nanocube شکل Nanocube - ۶۶ با طول یال متوسط ۲۱۵ نانومتر، مساحت سطحی خاص of متر مکعب / g و متوسط قطر منفذ ۱.۸ نانومتر توسط روش‌های solvothermal تهیه شدند. تحلیل تعادل تعادل نشان می‌دهد که حذف رنگ مستقیم به بهترین نحو با ایزوترم دیپ Langmuir مجهز شده‌است. مطالعه سینتیک جذب همچنین مشخص می‌کند که جذب رنگ مستقیم از مدل مرتبه اول (R۲ = ۰.۹۹)پیروی می‌کند. سینتیک رنگ‌های اصلی و اسیدی به ترتیب با نفوذ درون ذره و مدل‌های شبه درجه‌دوم به کار می‌رود. ظرفیت جذب ذرات نانو از ۴۲ به ۱۸.۸ mg / g با افزایش غلظت آن ۱۰ - ۲۰ میلی‌گرم، به خاطر تجمع و پوشش سایت‌های فعال آن‌ها کاهش می‌یابد. تحت شرایط حذف مطلوب با روش سطح پاسخ (PH = ۵، مقدار جاذب ۱۰ میلی‌گرم، و غلظت اولیه رنگ‌آمیزی ۴۰ ppm)، جذب نیمه اول جذب حدود ۵ دقیقه است که بسیار سریع‌تر از مقادیر گزارش‌شده در ادبیات است. در مقایسه با نتایج منتشر شده، شرایط برای حذف سریع و بسیار موثر رنگ ارگانیک از محلول‌های آبی، یک تصویر با کیفیت بالا (۱۶۹ KB)و تصویر با اندازه کامل دانلود می‌شود.

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.