سنتز، شناسایی و کاربرد چارچوب فلز-آلی ‏‎ MIL-100 (Fe)‎به عنوان ‏جاذب حشره‌کش ایمیداکلوپرید

محورهای موضوعی : شیمی معدنی

ترانه حاجی اشرفی ^{1 *} , سارا کامل‌شیخرجه ² , عطیه حسین جانی ³ , معصومه محمدنژاد ⁴

1 - استادیار گروه شیمی معدنی، دانشکده شیمی، دانشگاه الزهرا، تهران، ‏ایران.‏
2 - دانشجوی کارشناسی ارشد شیمی معدنی، دانشکده شیمی، دانشگاه الزهرا، ‏تهران، ایران.‏
3 - دانشجوی دکتری شیمی معدنی، دانشکده شیمی، دانشگاه الزهرا، تهران، ‏ایران.‏
4 - استادیار گروه شیمی تجزیه، دانشکده شیمی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران.‏

تاریخ دریافت : 1403/09/23 تاریخ پذیرش : 1403/11/28 تاریخ انتشار : 1403/12/15

کلید واژه: آفت‌کش, ‎ ‎ایمیداکلوپرید, چارچوبهای فلز-آلی, ‏MIL-1‎‏00‏‎(Fe)‎, برجذب.‏,

چکیده مقاله :

 

       ایمیداکلوپرید به­عنوان حشره‌کش یکی از این آفت‌کش‌ها با سمیت بالا، حلالیت به­نسبت بالا و پایداری طولانی در آب است و موجب نگرانی زیست‌محیطی زیادی شده است. در این پژوهش، حذف آفت‌کش ایمیداکلوپرید به­وسیله جاذب MIL-100 (Fe) با طیف­سنجی فرابنقش-مرئی بررسی شد. اثر عامل‌های متفاوت مانند زمان، pH و مقدار جاذب بر فرایند برجذب بررسی شد. بهینه­سازی عامل‌های ذکرشده نشان داد که در pH برابر 3، مدت 60 دقیقه و مقدار جاذب 5 میلی‌گرم، 66 درصد از آلاینده مذکور از محیط آبی حذف می­شود. هم­دما‌های جذب و سینتیک این آلاینده بر MIL-100(Fe) نیز مطالعه شد و نشان داد مدل هم­دما جذبی لانگمویر همخوانی بیشتری نسبت به مدل هم­دما جذبی فرندلیچ دارد و سینتیک این واکنش از معادله درجه دوم پیروی می‌کند.

 

       

چکیده انگلیسی:

Imidacloprid as an insecticide is one of these pesticides, which has high toxicity, relatively high solubility and long-term stability in water, and has created a significant environmental concern. In this research, the removal of imidacloprid pesticide was investigated by using MIL-100(Fe) adsorbent and UV-Vis device. The effects of different parameters such as time, pH, and adsorbent on the adsorption process were investigated. Optimization of effective parameters was shown that at pH=3, 60 minutes, and 5 mg adsorbent, 66% of the pollutants were removed from the aqueous solution. Also, the adsorption isotherms and kinetics of this pollutant were studied on the MIL-100 (Fe) adsorbent, which indicated that Langmuir adsorption isotherm model was more consistent with the Freundlich adsorption isotherm model, and the kinetics of this reaction follow the quadratic equation.

 

منابع و مأخذ:

‎[1] Zhao X, Wang Y, Li DS, Bu X, Feng P. Metal–organic frameworks for separation. Advanced Materials. ‎‏2018;30(37):1705189. ‏doi: 10.1002/adma.201705189‎
‎[2] Han J, Xu D, Huang Y, Hua Y, Ding X, Lin Z, et al. Developing fine-tuned MOF membranes for highly ‎efficient separation and adsorption of chemical pollutant in water. Chemical Engineering Journal. ‎‏2024:154508. ‏doi: org/10.1016/j.cej.2024.154508‎
‎[3] Horcajada P, Surblé S, Serre C, Hong D-Y, Seo Y-K, Chang J-S, et al. Synthesis and catalytic properties ‎of MIL-1‎‏00 (Fe), an iron (III) carboxylate with large pores. Chemical ‏Communications. 2007;27:2820-2.‎‏ ‏doi: org/10.1039/B704325B
‎[4] Chang M, Tang C, Wang C-C, Zhao C. From ore to MOF: a case of MIL-‎‏100 (fe) prod‏uction from iron ore ‎concentrates. Progress in Natural Science: Materials International. 2024;34(1):66-7‎‏3. ‏doi: ‎org/10.1016/j.pnsc.2024.01.013‎
‎ [5] Flores CV, Obeso JL, Viltres H, Peralta RA, Ibarra IA, Leyva C. Efficient and effective removal of ‎toluene from aqueous solution using MIL-1‎‏00 (Fe). Environmental Science: Water Research & ‏Technology. 2024;10(9):2142-7.‎‏ ‏doi: 10.1039/D4EW00503A
‎[6] Dhakshinamoorthy A, Alvaro M, Garcia H. Aerobic oxidation of benzylic alcohols catalyzed by metal− organic ‎frameworks assisted by TEMPO. Acs Catalysis. 2011;1(1):48-5‎‏3. ‏doi: org/10.1007/s10934-0‎‏17-0489-8‏
‎[7] Fang Y, Yang Z, Li H, Liu X. MIL-‎‏100 (Fe) and its derivatives: from synthesis to application for wastewater ‎decontamination. Environmental Science and Pollution Research. 2020;27:4703-2‎‏4. ‏doi: ‎org/10.1016/j.cej.2014.07.119‎
‎[8] Agostoni V, Chalati T, Horcajada P, Willaime H, Anand R, Semiramoth N, et al. Towards an improved ‎anti‐HIV activity of NRTI via metal–organic frameworks nanoparticles. Advanced Healthcare ‎Materials. 2013;2(12):1630-7. doi: 10.1002/adhm.‎‏201200454‏
‎[9] Mohammadnejad M, Hajiashrafi T, Rashnavadi R. An erbium–organic framework as an adsorbent for the ‎fast and selective adsorption of methylene blue from aqueous solutions. Journal of Porous Materials. ‎‏2018;25:761-9. ‏doi: org/10.1007/s10934-0‎‏17-0489-8‏
‎[10] Mohammadnejad M, Hajiashrafi T, Rashnavadi R. Highly efficient determination of malachite green in ‎aquatic product using Tb-organic framework as sorbent. Journal of Porous Materials. 2018;25:1771-8‎‏1. ‏doi: org/10.1007/s10934-018-‎‏0590-7‏
‎[11] Zhang F, Shi J, Jin Y, Fu Y, Zhong Y, Zhu W. Facile synthesis of MIL-‎‏100 (Fe) unde‏r HF-free ‎conditions and its application in the acetalization of aldehydes with diols. Chemical Engineering ‎Journal. 2015;259:183-90. doi: org/10.1016/j.cej.2014.‎‏07.119‏
‎[12] Leclerc H, Vimont A, Lavalley J-C, Daturi M, Wiersum AD, Llwellyn PL, et al. Infrared study of the influence of ‎reducible iron (III) metal sites on the adsorption of CO, CO2, propane, propene and propyne in the mesoporous ‎metal–organic framework MIL-1‎‏00. Physical Chemistry Chemical Physics. ‏‏2011;13(24):11748-56. ‏doi: org/10.1039/C1CP20502A
‎[13] Tan F, Liu M, Li K, Wang Y, Wang J, Guo X, et al. Facile synthesis of size-controlled MIL-‎‏100 (Fe) ‏with excellent adsorption capacity for methylene blue. Chemical Engineering Journal. 2015;281:360-‎‏7. ‏doi: org/10.1039/C1CP20502A
‎[14] Docherty R, Clydesdale G, Roberts K, Bennema P. Application of Bravais-Friedel-Donnay-Harker, ‎attachment energy and Ising models to predicting and understanding the morphology of molecular ‎crystals. Journal of Physics D: Applied Physics. 1991;24(2):89. doi: 10.1088/0022-3‎‏727/24/2/001‏
‎[15] Shi J, Hei S, Liu H, Fu Y, Zhang F, Zhong Y, et al. Synthesis of MIL‐‎‏100 (Fe) at low ‏temperature and atmospheric pressure. Journal of Chemistry. 2013;2013(1):792827. doi: ‎org/10.1155/2013/792827‎
‎[16] Mirbagheri NS, Heizmann PA, Trouillet V, Büttner J, Fischer A, Vierrath S. Adsorptive and photo-‎Fenton properties of bimetallic MIL-‎‏100 (Fe, Sn) and MIL-‎‏100 (Fe, Ir) MOFs toward ‎removal of tetracycline from aqueous solutions. Materials Advances. 2024;5(14):5724-3‎‏7.‏‎ doi: ‎org/10.1016/j.chemosphere.2021.129648‎
‎[17] Férey G, Serre C, Mellot‐Draznieks C, Millange F, Surblé S, Dutour J, et al. A hybrid solid with giant ‎pores prepared by a combination of targeted chemistry, simulation, and powder diffraction. Angewandte ‎Chemie. 2004;116(46):6456-61. doi.org/10.10‎‏02/ange.200460592‏