Tên nhiệm vụ: Tổng hợp và ứng dụng xúc tác phân hủy chất màu hữu cơ của vật liệu khung cơ kim sắt (III) benzenedicarboxylate [MIL-53(FE)]
Đề tài khoa học và công nghệ
3. Tổ chức chủ trì nhiệm vụ/Tổ chức được giao quyền sở hữu, quyền sử dụng kết quả: Trường Đại học Thủ Dầu Một
4. Họ và tên chủ nhiệm nhiệm vụ: Phạm Đình Dũ
5. Ngày được nghiệm thu, đánh giá chính thức: 19/6/2019
6. Bộ/Ngành/UBND tỉnh chủ quản của tổ chức chủ trì nhiệm vụ: UBND tỉnh Bình Dương
7. Mô tả nội dung ứng dụng kết quả nhiệm vụ khoa học và công nghệ:
Vật liệu lai hữu - vô cơ sắt terephthalate đã được tổng hợp thành công bằng phản ứng giữa sắt (III) clorua với terephthalate acid trong dung môi N’Ndimethylformaide. Các mẫu vật liệu lai hữu cơ – vô cơ này có khả năng cao để làm xúc tác Fenton dị thể cho phản ứng oxi hóa methyl orange trong môi trường nước bởi hydroperoxide. Phản ứng phân hủy methyl orange trong dung dịch bằng hydroperoxide trên xúc tác lai hữu - vô cơ sắt terephthalate xảy ra qua 2 giai đoạn, giai đoạn đầu (khoảng từ 0 đến 25 phút) xảy ra chậm, ở giai đoạn hai (>25 phút) thì phản ứng xảy ra rất nhanh và methyl orange nhanh chóng bị khoáng hóa hoàn toàn. Chất xúc tác có khả năng hoạt động trong khoảng pH rộng (2-12) và tốc độ phân hủy MO gần như không thay đổi trong khoảng pH từ 2 đến 8.
Vật liệu khung cơ kim MIL-53(Fe) đã được tổng hợp thành công với độ trật tự và tinh thể hóa cao. MIL-53(Fe) đã tổng hợp có hình thái cấu trúc bao gồm các thanh đa diện với bề mặt tương đối đồng nhất, nhẵn và các cạnh sắc nét, nhưng bên trong chứa các mao quản trung bình với cấu trúc giống lỗ giun có đường kính chừng 4,2 nm, diện tích bề mặt riêng của mẫu vật liệu tổng hợp được là 88,2 m2/g.
MIL-53(Fe) có hoạt tính xúc tác và có khả năng tái sử dụng cao đối với phản ứng phân hủy methyl orange bằng hydroperoxide, đặc biệt là trong điều kiện có chiếu bức xạ UV. Phản ứng phân hủy methyl orange bằng hydroperoxide, kết hợp với bức xạ UV, xảy ra rất nhanh khi có mặt của chất xúc tác MIL-53(Fe), sự phân hủy xảy ra hoàn toàn chỉ sau 60 phút phản ứng với nồng độ ban đầu của methyl orange trong khoảng từ 40 đến 120 mg/L và hàm lượng chất xúc tác là 0.5 g/L, nhiệt độ phản ứng 300C. Chất xúc tác MIL-53(Fe) có khả năng hoạt động trong khoảng pH rộng (2-12) và hiệu suất phân hủy MO gần như không thay đổi trong khoảng pH từ 4 đến 8.
Vật liệu khung hữu cơ kim loại MIL-53(Fe) cũng có hoạt tính xúc tác cao đối với phản ứng phân hủy methyl blue bằng hydroperoxide trong dung dịch nước dưới bức xạ tia UV.
8. Nêu hiệu quả kinh tế (nếu có), tác động kinh tế-xã hội, môi trường, ý nghĩa khoa học, v.v.. mà những ứng dụng kết quả nhiệm vụ mang lại (nếu có):
Là đề tài tham khảo hữu ích về MIL-53(Fe) và các nghiên cứu về việc ứng dụng quá trình oxi hóa nâng cao để xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước. Nâng cao khả năng ứng dụng vật liệu MIL-53(Fe) và vật liệu lai hữu cơ - vô cơ sắt-terephthalate trong lĩnh vực xúc tác phân hủy các chất màu hữu cơ trong xử lý môi trường.