การย่อยสลายสีย้อมอินทรีย์ในน้ำทิ้ง โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงเป็นโครงข่ายโลหะอินทรีย์ (MOFs) ชนิดใหม่ ที่มีเบนโซฟิโนน 4,4’-ไดคาร์บอกซิเลต (BPnDC) เป็นลิแกนด์สะพาน ร่วมกับลิแกนด์ N,N'-ดอเนอร์

Photocatalytic Degradation of Organic Dyes in Wastewater by using A New Series of Metal Organic Frameworks (MOFs) Containing Benzophenone-4,4'-dicarboxylate (BPnDC) and various N,N'-donor Organic Spacers

Name: อัจฉรียา เจียรศิริสมบูรณ์

Address: สาขาเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์

Organization : มหาวิทยาเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน วิทยาเขตขอนแก่น

keyword: โครงข่ายโลหะอินทรีย์

; 3-ซัลโฟเบนโซเอต

; การดูดซับสีย้อม

; สีย้อมอินทรีย์

; Metal organic frameworks (MOFs)

; 3-sulfobenzoate

; dyes adsorption

; organic dyes

Abstract: โครงข่ายโลหะอินทรีย์จัดเป็นสารกลุ่มใหม่สำหรับสารวัสดุรูพรุนซึ่งได้มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วไปสู่งานวิจัยหลายแขนง ในงานวิจัยนี้มีเป้าหมายในการพัฒนาองค์ความรู้ทางด้านวิศวกรรมเชิงผลึกและความเข้าใจเชิงลึกในแง่สมบัติการดูดซับและตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงเพื่อการย่อยสลายสีย้อมอินทรีย์ ด้วยโครงข่ายโลหะอินทรีย์ชนิดใหม่ ซึ่งจากการออกแบบอย่างเป็นระบบทำให้ผู้วิจัยสามารถสังเคราะห์และพิสูจน์เอกลักษณ์ทางโครงสร้างของโครงข่ายโลหะอินทรีย์ชนิดใหม่ได้ 2 สาร ได้แก่ สาร {[Cu(bpy)(sba)(DMF)(H2O)](H2O)0.5}n (1) และ สาร {[Cu(bpy)(sba)2][Cu(bpy)(H2O)4] (H2O)2}n (2) ซึ่งเกิดจากการเชื่อมต่อกันระหว่างโลหะ Cu(II) ลิแกนด์คาร์บอกซิเลต 3-ซัลโฟเบนโซเอต (3-sba) ร่วมกับลิแกนด์ N,N'-ดอเนอร์ 4,4ˊ-ไบพิริดีน (bpy) ทำให้ได้โครงสร้างเป็นสายโซ่ 1 มิติ นอกจากนี้ภายในโครงสร้างของสาร 1 และ 2 ยังมีอันตรกิริยาแบบไพ···ไพ (𝜋⋯𝜋) , C-H···ไพ (C-H···π) และพันธะไฮโดรเจนเกิดขึ้นระหว่างสายโซ่ทำให้เกิดการเชื่อมต่อเป็นโครงข่าย 3 มิติ ที่แตกต่างกันด้วย ยิ่งไปกว่านั้นสาร 1 ยังมีสมบัติ SC-to-SC transformation โดยเกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างไปเป็นสาร 2 ได้เมื่อถูกกระตุ้นด้วยโมเลกุลของน้ำ (1→2) ดังนั้นสาร 1 จึงมีโอกาสนำไปพัฒนาต่อยอดเพื่อทำเป็นเซนเซอร์การตรวจวัดความชื้นในอากาศได้ต่อไป ส่วนสาร 2 มีสมบัติการดูดซับสีย้อมอินทรีย์กลุ่มประจุลบได้ดี โดยมีค่าการดูดซับสูงถึง 2462 mg/g สำหรับสีย้อมคองโกเรด (CR2-) ซึ่งสูงกว่าค่าการดูดซับสำหรับสีย้อมแอซิดบลู 45 (AB2-) แอซิดเรด 73 (AR2-) และเมทิลออเรนจ์ (MO-) ที่มีค่าการดูดซับ 710, 69 และ 575 mg/g ตามลำดับ นอกจากนี้ สาร 2 ยังสามารถแยก AB2- ออกจากสารละลายผสมของ AB2- และ MO- ได้ และยังเป็นตัวดูดซับที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ด้วย ดังนั้นสาร 2 จึงเป็นตัวดูดซับที่เหมาะสมที่จะนำไปพัฒนาต่อเพื่อใช้กำจัดสีย้อม CR2- และแยกสีย้อมอินทรีย์ที่มีประจุไฟฟ้าต่างกันได้

Abstract: Metal organic frameworks (MOFs) are new type of porous materials which is rapidly developed in many research fields. This research deals with the systematic synthesis, structural characterization and functional properties of new MOFs based on types of carboxylate ligands. The central aim is to generate new compounds of MOFs which is focused on the core features of crystal engineering, dyes adsorption and photocatalytic degradation of organic dyes. Two novel coordination frameworks {[Cu(bpy)(sba)(DMF)(H2O)](H2O)0.5}n (1) and {[Cu(bpy)(sba)2][Cu(bpy)(H2O)4](H2O)2}n (2) were successfully synthesized and structurally characterized. Compounds 1 and 2 show different structural architectures of 1D chains with remarkable solvent-directed feature. Compound 1 shows neutral 1D chain structure which is further linked by π-π stacking interactions and hydrogen bonds to form a 3D supramolecular architecture. While 2 exhibits two-independent infinite 1D chains structure that are further extended by hydrogen bonds and C-H···π to form a 3D supramolecular architecture. Interestingly, 1 irreversibly transformed to 2 through SC-to-SC transformation (1→2). The functional performances of 2 toward anionic dyes adsorption properties were evaluated. This adsorbent exhibits the highest adsorption capacity for congo red (CR2‾) (2462 mg/g), comparing with acid blue45 (AB2-, 710 mg/g) acid red73 (AR2-, 60 mg/g) and methyl orange (MO-, 575 mg/g). Moreover, the results show that 2 can separate AB2- from the mixed solution of AB2- and MO-. Furthermore, 2 is capable as potential reusable adsorbent to remove anionic dyes, especially congo red and also being active to separate organic dyes with different charges.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน. สำนักวิทยบริการและเทคโนโลยีสารสนเทศ

Address: นครราชสีมา

Email: kitiya.ni@rmuti.ac.th

Name: มหาวิทยาเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน วิทยาเขตขอนแก่น

Role: ผู้ให้ทุน

Created: 2563

Modified: 2564-06-24

Issued: 2564-06-07

งานวิจัย/Research report

application/pdf

tha

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคล อีสาน

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	rmutikkc19-2564.pdf	10.67 MB

ใช้เวลา

0.02746 วินาที