СИНТЕЗ И ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛЛОРГАНИЧЕСКИХ КАРКАСОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ КРАСИТЕЛЯ КОНГО КРАСНОГО (Congo Red)

В данной статье подробно рассматриваются синтез и структурные характеристики металлорганических каркасов (MOК), в частности ZIF-8 и ZIF-67, и их перспективы применения в области очистки воды от токсичных органических загрязнителей. Эти материалы относятся к классу пористых координационных полимеров, которые привлекают внимание благодаря своей уникальной кристаллической структуре, высокой удельной поверхности и возможностям для модификации пористости и функциональных групп. Особое внимание уделено исследованию адсорбционных свойств ZIF-8 и ZIF-67 на примере удаления токсичного анионного красителя конго красного из водных растворов, что позволяет оценить их эффективность в качестве адсорбентов. Проведенные исследования показали, что оба материала обладают высокой емкостью адсорбции, которая составила 74,15 мг/г для ZIF-8 и 81,27 мг/г для ZIF-67, что объясняется возможностью молекул красителя проникать в пористую структуру каркасов. Адсорбция конго красного соответствует модели изотермы Ленгмюра, указывая на преимущественно монослойное взаимодействие с поверхностью адсорбента. Кинетический анализ показал, что ZIF-67 достигает 53,8% эффективности удаления красителя за 24 часа, а ZIF-8-46,6%, что подтверждает значительный потенциал данных материалов в химической и экологической инженерии для эффективной очистки сточных вод.

1. Effect of metal atom in zeolitic imidazolate frameworks (ZIF-8 & 67) for removal of Pb2+ & Hg2+ from water / К. Ahmad et al // Food and Chemical Toxicology. – 2021. – № 149. – Р. 112008. https://doi.org/10.1016/j.fct.2021.112008.

2. Yusuf V.F. Review on Metal-Organic Framework Classification, Synthetic Approaches, and Influencing Factors: Applications in Energy, Drug Delivery, and Wastewater Treatment / V.F. Yusuf, N.I. Malek, S.K. Kailasa // ACS Omega. – 2022. – № 7. – Р. 44507–31. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c05310.

3. Metal-organic frameworks: structure, properties, methods of synthesis and characterization / V.V. Butova et al // Russian Chemical Reviews. – 2016. – № 85. – Р. 280-307. https://doi.org/10.1070/rcr4554.

4. Khosravi A. Synthesis, characterization, and application of ZIF-8 for removal of Cd, Ni, and Pb ions from aqueous solutions: Optimization of the process by Response Surface Methodology (RSM) based on Central Composite Design (CCD) technique / A. Khosravi, M. Randjbar, R. Habibpour // Journal of Metals, Materials and Minerals. – 2023. – № 33. – Р. 88-102. https://doi.org/10.55713/jmmm.v33i2.1668.

5. Raptopoulou C.P. Metal-Organic Frameworks / C.P. Raptopoulou // Synthetic Methods and Potential Applications. – 2021.

6. Khoramian R. Chemical enhanced oil recovery using carbonized ZIF-67 MOFs and sulfonated copolymers at high reservoir temperatures / R. Khoramian, M. Nurmyrza, W. Lee // Chem. Eng. J. Elsevier B.V. – 2024. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.156653.

7. Advances in metal-organic frameworks for water remediation applications / S. Lal et al // RSC Adv. – 2024. – № 14. – Р. 3413–46. https://doi.org/10.1039/d3ra07982a.

8. Enhanced reductive removal of aqueous Hg(II) by a novel Pd-Cu-BTC catalyst / N. Nurlan et al // Chem. Eng. J. Elsevier B.V. – 2024. – P. 151276. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.151276.

9. A critical review on the treatment of dye-containing wastewater: Ecotoxicological and health concerns of textile dyes and possible remediation approaches for environmental safety / R. Al- Tohamy et al / Ecotoxicol Environ Saf. – 2022. – № 231. – Р. 113160. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.113160.

10. Investigation of Congo Red Toxicity towards Different Living Organisms: A Review / S.I .Siddiqui et al / Processes. – 2023. – № 11. – Р. 1-12. https://doi.org/10.3390/pr11030807.

11. Anjum A. Adsorption Technology for Removal of Toxic Pollutants / A. Anjum. – 2017. https://doi.org/10.1007/978-3-319-61146-4_2.

12. Adsorptive removal of Congo red from aqueous solution using zeolitic imidazolate framework67 / Tu NT Thanh et al // J Environ Chem Eng. – 2018. – № 6. – Р. 2269-80. https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.03.031.

13. Harja M. Recent advances in removal of Congo Red dye by adsorption using an industrial waste / M. Harja, G. Buema, D. Bucur // Sci Rep. – 2022. – № 12. – Р. 1-18. https://doi.org/10.1038/s41598022-10093-3.

14. Sustainable Synthesis of Zeolitic Imidazolate Frameworks at Room Temperature in Water with Exact Zn/Linker Stoichiometry / MA Molina et al // Nanomaterials. – 2024. – № 14. – Р. 1-17. https://doi.org/10.3390/nano14040348.

15. Qian J. Hydrothermal synthesis of zeolitic imidazolate framework-67 (ZIF-67) nanocrystals / J. Qian, F. Sun, L. Qin // Mater Lett. – 2012. – № 82. – Р. 220–3. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2012.05.077.