بررسی عملکرد فتوکاتالیستی ZIF-۶۷ و Zn/Co-ZIF در حذف آلاینده های آلی از پساب

با توجه به مشکلات محیط زیستی ناشی از آلودگی منابع آبی با آلاینده های آلی، پژوهش در جهت ارائه روش های کارآمد برای حذف این آلاینده ها بسیار حائز اهمیت است. در این پژوهش استفاده از چارچوب های فلزی-آلی برای تصفیه فتوکاتالیستی پساب حاوی آلاینده آلی و عوامل موثر بر فرایند حذف آلاینده بررسی شد. با توجه به تخلخل بالا، گاف انرژی  و مقاومت حرارتی و شیمیایی مناسب، ZIF-۶۷ انتخاب شد تا در حذف فتوکاتالیستی آلاینده های آلی از پساب استفاده شود. فتوکاتالیست ZIF-۶۷ سنتز و شناسایی با آنالیز های XRD، FTIR، BET، ICP و UV-DRS انجام شد. به منظور بررسی عملکرد فتوکاتالیستی ZIF-۶۷، حذف فتوکاتالیستی متیلن بلو به عنوان آلاینده آلی مدل و تاثیر پارامترهای عملیاتی شامل دوز کاتالیست، غلظت آلاینده وpH بررسی شد. به منظور بهبود عملکرد ZIF-۶۷ اثر اضافه کردن فلز روی به ساختار بر فعالیت فتوکاتالیستی نیز بررسی شد. طبق نتایج BET، سطح ویژه کاتالیست حدود m۲/g ۱۷۵۰ و قطر متوسط حفرات nm ۵۹/۱ است که بر اساس دسته بندی IUPAC ساختار سنتز شده در دسته میکروحفرات قرار می گیرد. با دوز کاتالیست به میزان ۵/۰ گرم بر لیتر حدود ۶۸ درصد از متیلن بلو موجود در پساب با غلظت اولیه ppm ۱۵ و زمان تابش ۲ ساعت حذف شد. با اضافه کردن فلز روی و سنتز ساختار Zn/Co-ZIF علاوه بر شکل گیری بهتر کریستال ها، افزایش بازده حذف فتوکاتالیستی تا ۷۹ درصد نیز مشاهده شد. همچنین افزایشpH از ۴ به ۸ و دوز کاتالیست از ۱/۰ گرم بر لیتر به ۱ گرم بر لیتر نیز باعث رسیدن بازده فرآیند به محدوده ۹۰ درصد شد. هر دو ساختار ZIF-۶۷ و Zn/Co-ZIF به عنوان فتوکاتالیست با افزایش pH و در محدوده بازی pH معادل ۸ تا ۱۲ عملکرد مناسب تری داشتند. اگرچه با افزایش دوز کاتالیست بازده افزایش می یابد اما کدورت ایجاد شده در مقدار بالا می تواند تاثیر منفی بر بازده بگذارد. نتایج مربوط به آنالیز گاف انرژی نشان داد که هر دو ساختار ZIF-۶۷ و Zn/Co-ZIF می توانند تحت تابش نور مرئی فعال باشند و ممکن است بتوانند در حذف آلاینده های آب به کار روند.