Nghiên cứu tổng hợp và sử dụng vật liệu khung cơ kim tâm zr (mof 808) để loại bỏ ion dichromate và một số chất hữu cơ anion trong nước

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĂN THIÊN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ SỬ DỤNG VẬT LIỆU KHUNG CƠ KIM TÂM Zr (MOF-808) ĐỂ LOẠI BỎ ION DICHROMATE VÀ MỘT SỐ CHẤT HỮU CƠ ANION TRONG NƯỚC Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học Mã số: 8520301 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2021 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS Lê Vũ Hà TS Nguyễn Đăng Khoa Chữ ký: Cán chấm nhận xét 1: PGS TS Mai Huỳnh Cang Chữ ký: Cán chấm nhận xét 2: TS Phan Nguyễn Quỳnh Anh Chữ ký: Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM ngày 04 tháng 02 năm 2021 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Chủ tịch: PGS TS Nguyễn Thị Phương Phong Phản biện 1: PGS TS Mai Huỳnh Cang Phản biện 2: TS Phan Nguyễn Quỳnh Anh Ủy viên: TS Lê Vũ Hà Ủy viên, thư ký: TS Hà Cẩm Anh Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS TS Nguyễn Thị Phương Phong TRƯỞNG KHOA GS.TS Phan Thanh Sơn Nam ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Văn Thiên MSHV: Ngày, tháng, năm sinh: 29/09/1988 Nơi sinh: Hậu Giang Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học Mã số: 8520301 1870154 I TÊN ĐỀ TÀI: Bằng tiếng Việt: Nghiên cứu tổng hợp sử dụng vật liệu khung kim tâm Zr (MOF-808) để loại bỏ ion dichromate số chất hữu anion nước Bằng tiếng Anh: Synthesis and application of Zr-based metal-organic frameworks (MOF-808) as an efficient adsorbent for the removal of dichromate ion and anionic organics from aqueous solutions NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:  Tổng hợp vật liệu MOF-808 phương pháp nhiệt dung môi  Khảo sát ảnh hưởng yếu tố đến trình hình thành tinh thể  Tiến hành đánh giá khả hấp phụ anion dichromate hợp chất hữu anion nước vật liệu MOF-808  Khảo sát yếu tố ảnh hưởng lên trình hấp phụ II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 21/09/2020 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/01/2021 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Lê Vũ Hà, TS Nguyễn Đăng Khoa Nội dung yêu cầu LVTN thông qua môn Ngày 03 tháng 01 năm 2021 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN PGS.TS LÊ THỊ HỒNG NHAN Ngày 03 tháng 01 năm2021 CB HƯỚNG DẪN CHÍNH TS LÊ VŨ HÀ LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân yêu thương, động viên hỗ trợ lúc khó khăn sống Nhờ tơi hồn thành q trình học tập trường Đại học Bách Khoa TP.HCM Tôi xin cảm ơn anh chị đồng nghiệp, quan công tác tạo điều kiện tốt để tơi tham gia khóa học Tơi xin cảm ơn thầy Khoa Kỹ thuật Hóa học, anh chị phụ trách phịng thí nghiệm Kỹ thuật Hóa hữu tạo điều kiện tốt sở vật chất, xếp thời gian để tơi thực thí nghiệm với điều kiện tốt Đặc biệt, muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Lê Vũ Hà, TS Nguyễn Đăng Khoa, GS TS Phan Thanh Sơn Nam, người thầy tận tình dạy, động viên theo sát q trình làm thí nghiệm, quan tâm, giúp đỡ tơi suốt thời gian làm luận văn Thầy truyền đạt cho nhiều kiến thức, kinh nghiệm quý báo phương pháp nghiên cứu, làm việc khoa học Để hoàn thành luận văn này, nổ lực thân, nhận nhiều hỗ trợ người bạn, thành viên nghiên cứu, làm thí nghiệm Phịng LAB 209B2 sẵn sàng hỗ trợ lúc tơi gặp khó khăn trình thực luận văn Bách Khoa, ngày 03 tháng 01 năm 2021 Học viên thực Nguyễn Văn Thiên i TÓM TẮT LUẬN VĂN Trong nghiên cứu này, vật liệu khung kim Zr-MOF (MOF-808) tổng hợp thành công phương pháp nhiệt dung môi, đó, lượng formic acid sử dụng thay đổi từ 200-500 đương lượng Phân tích PXRD xác nhận vật liệu MOF-808 có độ tinh thể cao, phù hợp với công bố trước Hàm lượng HCOOH giai đoạn tổng hợp ảnh hưởng đáng kể đến độ kết tinh, hình thái, độ xốp kích thước Zr-MOF Cụ thể, phân tích SEM cho thấy kích thước tinh thể MOF-808 tăng dần từ 40 nm lên 800 nm tăng lượng HCOOH tương ứng Phân tích hấp phụ nitrogen đẳng nhiệt cho thấy diện tích bề mặt riêng MOF-808 916-3312 m2/g ảnh hưởng HCOOH lên tính chất nhìn chung khơng rõ ràng Các nhóm hydroxy (-OH) liên kết với cation Zr4+ cấu trúc MOF-808 đóng vai trị acid Brønsted, có khả tương tác tốt với anion chứa kim loại nặng, anion dichromate (Cr2O72-), gốc anion hữu chất màu Sunset Yellow Quinoline Yellow Kết thực nghiệm cho thấy điều kiện nhiệt độ phịng, gram vật liệu MOF-808 có khả hấp phụ tối đa 141 mg K2Cr2O7, 730 mg Quinoline Yellow 629 mg Sunset Yellow nước Ngoài ra, vật liệu MOF-808 nghiên cứu cịn thu hồi tái sử dụng để hấp phụ K2Cr2O7 nước nhiều lần mà khả hấp phụ có suy giảm nhẹ từ 104.6 mg/g 100.2 mg/g ii ABSTRACT In this work, the Zr-based metal-organic framework materials, MOF-808, has been successfully synthesized via solvothermal treatment, in which, the amount of HCOOH used was varied from 200-500 equivalents X-ray powder diffraction measurements indicates high crystallinity of all as-synthesized MOF-808 samples in good agreement with the previously reported results The presence of HCOOH in the synthesis phase significantly affected on crystallinity, morphology, porosity and size of MOF-808 In particular, the material was analyzed on scanning electron microscope, showing that the crystal size of the obtained seven MOF-808 gradually increases from 40 nm to 800 nm with the amount of HCOOH, respectively Nitrogen isothermal adsorption measurements proved specific surface areas of MOF-808 in the range of 916-3312 m2/g However, no obvious trends were found to estimate the effect of HCOOH on the porosity of MOF-808 Hyrdoxy groups (-OH) bonded with the Zr4+ ions are refered to as Brønsted acid sites which could strongly interact with metal-containing anions, i.e dichromate, and organic anions such as Sunset Yellow and Quinoline Yellow The experimental results showed that at ambient conditions, one gram of MOF-808 is capable of absorbing maximum 141 mg of K2Cr2O7, 730 mg of Quinoline Yellow, and 629 mg of Sunset Yellow, respectively, in water Importantly, the MOF-808 material could be recovered and reused for absorbing K2Cr2O7 for several times without a significant activity degradation, namely, 104.6 mg/g to 100.2 mg/g iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi, số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa công bố luận văn cấp khác Nếu không đúng nêu trên, tơi xin hồn tồn chịu trách nghiệm đề tài Nguyễn Văn Thiên iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN ii ABSTRACT iii LỜI CAM ĐOAN iv DANH MỤC HÌNH vii DANH MỤC BẢNG x DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xi MỞ ĐẦU Chương 1.1 TỔNG QUAN Vật liệu khung kim (Metal-organic frameworks, MOFs) 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Cấu trúc MOFs 1.1.3 Tính chất vật lý MOFs 1.1.4 Tổng hợp vật liệu MOFs 1.1.5 Các phương pháp phân tích cấu trúc vật liệu MOFs 11 1.1.6 Ứng dụng phổ biến vật liệu MOFs 12 1.2 Zr-MOFs hấp phụ kim loại nặng chất màu 16 1.3 Mục tiêu luận văn 22 Chương THỰC NGHIỆM 23 2.1 Cơ sở thực hiện 23 2.2 Nội dung nghiên cứu 23 2.3 Phương pháp nghiên cứu 23 2.4 Thực nghiệm 24 2.4.1 Hóa chất thiết bị 24 2.4.2 Tổng hợp vật liệu MOF-808 27 2.4.3 Thí nghiệm hấp phụ ion dichromate sử dụng vật liệu MOF-808 29 2.4.4 Thí nghiệm hấp phụ Quinoline Yellow sử dụng MOF-808 30 2.4.5 Thí nghiệm hấp phụ Sunset Yellow sử dụng MOF-808 32 v 2.4.6 Thí nghiệm thu hồi tái sử dụng vật liệu MOF-808 cho trình hấp phụ K2Cr2O7 34 Chương KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 35 3.1 Tổng hợp phân tích cấu trúc vật liệu MOF-808 35 3.2 Đánh giá khả hấp phụ MOF-808 với anion dichromate chất màu 43 3.2.1 Khả hấp phụ MOF-808 với anion dichromate 44 3.2.2 Khả hấp phụ MOF-808 với chất màu dạng anionic 50 3.2.3 So sánh khả hấp phụ MOF-808 than hoạt tính 57 3.2.4 Khảo sát thu hồi MOF-808 hấp phụ K2Cr2O7 59 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC 1: HÌNH KẾT QUẢ FT-IR CỦA CÁC VẬT LIỆU MOF-808 ĐƯỢC TỔNG HỢP TRONG LUẬN VĂN 72 PHỤ LỤC 2: HÌNH KẾT QUẢ TGA CỦA CÁC VẬT LIỆU MOF-808 ĐƯỢC TỔNG HỢP TRONG LUẬN VĂN 73 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Các đặc tính quan trọng vật liệu MOFs (metal node: tâm kim loại, organic ligand: phối tử hữu cơ, pore space: lỗ xốp, functional group: nhóm chức khác) [12] Hình 1.2 Một số đơn vị SBUs phối tử hữu phổ biến MOFs [12] Hình 1.3 Quá trình tổng hợp UiO-66-NH2 mao quản trung bình Hình 1.4 Một cụm kim loại có vị trí khuyết BDC thay nước, dẫn đến điện tích đối trọng hydroxide anion [19] Hình 1.5 Một bình chứa đầy MOF-177 lưu trữ lượng CO2 lưu trữ chín bình khơng chứa MOFs [36] 13 Hình 1.6 Các vị trí có hoạt tính xúc tác MOFs (Active groups: nhóm hoạt tính có sẵn phối tử hữu cơ, CUSs - coordinatively unsaturated sites: Tâm kim loại chưa bão hòa số phối trí, Modification: nhóm chức bổ sung phối tử hữu tâm kim loại, Encapsulation: vật liệu xúc tác khác nằm lỗ xốp MOFs) [12] 15 Hình 1.7 Hình ảnh SEM UiO-66-NH2@SiO2 hai độ phóng đại khác [43] 18 Hình 1.8 Hình ảnh TEM vật liệu Zr-MFC (a); phối tử hữu bình thường (b) phối tử hữu có nhóm amine [44] 19 Hình 1.9 Phổ UV-VIS Cr2O72- nước thời điểm khác trình hấp phụ (trái); Tác động ion nhiễu trình loại bỏ Cr2O72bằng JLU-MOF60 (phải) [42] 20 Hình 1.10 Phổ UV-VIS Cr2O72- nước thời điểm khác q trình khử (trái); (b) hoạt tính quang xúc tác vật liệu cho phản ứng khử Cr(VI) điều kiện có ảnh sáng khả kiến (phải) [42] 20 Hình 1.11 Hình ảnh SEM UiO-66-NH2@FFP độ phóng đại khác cho thấy mức độ che phủ hoàn toàn tinh thể MOF lên xơ sợi [45] 21 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình tổng hợp MOF-808 27 vii Thông thường, độ bền hóa học vật liệu khung kim phụ thuộc đáng kể vào chất cation cấu tạo nên mạng tinh thể Những ion có bán kính nhỏ tích điện dương lớn tạo thành khung cấu trúc bền Và, Zr-MOF, hình thành từ cation Zr4+, vật liệu bền họ vật liệu khung kim Trong nghiên cứu này, MOF-808_300 sau sử dụng hấp phụ anion dichromate 30 °C pH ~4.7 môi trường nước thu hồi phương pháp ly tâm đơn giản, sau vật liệu rửa dung mơi DMF có chứa khoảng 25 % acetic acid 80 °C 30 phút tiếp tục trao đổi dung môi với aceton lần, trước hoạt hóa 120°C Vật liệu sau thu hồi tiếp tục tái sử dụng lần để hấp phụ anion dichromate 30°C pH ~4.7, giá trị hấp phụ trì khoảng 100 mg/g (Hình 3.23) Hình 3.23 Đánh giá khả thu hồi tái sử dụng vật liệu MOF-808_300 cho q trình hấp phụ anion dichromate Ngồi ra, độ bền cấu trúc tinh thể vật liệu MOF-808 đánh giá lại phương pháp nhiễu xạ tia X dạng bột (PXRD) Kết PXRD vật liệu MOF808 thu hồi cho thấy tương đồng vị trí xuất peak tỷ lệ cường 60 độ tín hiệu so với kết cấu trúc MOF-808 ban đầu (Hình 3.24) Kết cho thấy sau trải qua trình sử dụng thu hồi vật liệu MOF-808 giữ cấu trúc ban đầu với độ tinh thể cao [44] Bảng 3.6 Các thông số đặc trưng kết cấu vật liệu, so sánh MOF-808_300 điều chế sau lần sử dụng Mẫu MOF-808 SBET (m2 g-1) Dpore (Å) Vtotal pore (cm3 g-1) Vmicro pore (cm3 g-1) MOF-808_300 3312 18.71 0.82 0.79 MOF-808_300 recyle 1481 42.19 1.37 0.39 MOF-808_300 thu hồi MOF-808_300 12 17 22 27 Theta (°) Hình 3.24 So sánh kết PXRD vật liệu MOF-808_300 thu hồi 61 Hình 3.25 a) Đường đẳng nhiệt hấp phụ/giải hấp N2 vật liệu MOF-808_300 thu hồi 77K; b) Kết phân bố kích thước mao quản vật liệu MOF-808_300 thu hồi Tiếp theo, diện tích bề mặt riêng độ xốp vật liệu MOF-808_300 thu hồi kiểm tra Vật liệu MOF thu hồi khảo sát lại khả hấp phụ nitrogen điều kiện đẳng nhiệt 77 K Từ so sánh với MOF-808 ban đầu khả hấp phụ, diện tích bề mặt, độ xốp phân bố kích thước vi mao quản Kết cho thấy đường hấp phụ đẳng nhiệt MOF-808_300 thu hồi có khác biệt so với lúc ban đầu Tuy có dạng I, đặc trưng cho vật liệu có cấu trúc vi mao quản có đường kính nhỏ nm Tuy nhiên lúc này, thể tích khí N2 hấp phụ giảm lượng khoảng 200 cm3/g so với lúc ban đầu, điều chứng tỏ có thay đổi tương đối diện tích bề mặt riêng, đường kính tổng thể tích mao quản vật liệu MOF-808_300 thu hồi (Bảng 3.6) Cụ thể, lượng khí N2 hấp phụ trì gần khơng đổi từ giá trị p/p0 ~0.1 đến 0.8, sau đó, giá trị có tăng nhanh đến khoảng 1300 cm3/g Và đường giải hấp phụ nitrogen có khoảng trễ so với đường hấp phụ (Hình 3.25) Điều chứng tỏ vật liệu MOF-808_300 thu hồi bắt đầu có xuất thêm đáng kể mao quản có đường kính lớn nm Có thể xác định diện mao 62 quản kết phân bố kích thước mao quản Các mao quản có kích thước phân bổ chủ yếu khoảng 18-50 nm (180-500 Å) Điều cho thấy rằng, sau trình hấp thu giải hấp số vi mao quản cấu trúc MOF-808 ban đầu bị phá vỡ mở rộng đến vùng kích thước lớn Và điều làm giảm đáng kể diện tích bề mặt riêng vật liệu sau thu hồi, giảm từ 3312 1481 m2/g, nhiên khả hấp phụ ion dichromate trì ổn định 63 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Vật liệu khung kim Zr-MOF (MOF-808), tổng hợp thành công phương pháp nhiệt dung môi với điều kiện khác cách thay đổi lượng HCOOH sử dụng từ 200-500 đương lượng Các đặc trưng hóa lí vật liệu MOF-808 tổng hợp kiểm tra đánh giá phương pháp phân tích đại bao gồm nhiễu xạ tia X dạng bột (PXRD), phân tích phổ hồng ngoại (FTIR), phân tích nhiệt trọng lượng (TGA), chụp ảnh tinh thể kính hiển vi điện tử quét (SEM), hấp phụ nitrogen 77 K áp suất thấp Sự kết hợp cation Zr4+ phân tử 1,3,5-benzenetricarboxylate hình thành nên cụm kim loại zirconium với tâm kim loại mở đóng vai trị acid Lewis Brønsted HCOOH sử dụng chất kiểm soát trình hình thành cấu trúc, tinh thể MOF-808 có q trình cạnh tranh HCOOH với H3BTC hình thành liên kết với Zr4+, kết thu MOF-808 có kích thước tinh thể tăng dần, đồng thời kích thước mao quản giảm dần tăng đương lượng HCOOH sử dụng tương ứng, diện tích bề mặt riêng MOF808 thu cao, 916-3312 m2/g, nhiên khơng có quy luật rõ ràng thay đổi lượng HCOOH sử dụng Nhờ tâm acid MOF-808 tạo điều kiện cho vật liệu có khả tương tác tốt với anion kim loại nặng, chất màu anion nước, cụ thể anion dichromate Cr2O72- , Sunset Yellow Quinoline Yellow thực luận văn Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ anion dichromate vật liệu MOF-808 pH dung dịch tối ưu khoảng ~4.7, nhiệt độ hấp phụ tỉ lệ thuận với lượng anion mà MOF-808 thu giữ Với nhiệt độ 30 oC, pH 4.7 lượng anion dichromate hấp phụ MOF-808 đạt 78-141 mg/g, giá trị cao so với Zr-MOF công bố trước Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ chất màu anion Sunst Yellow Quinoline Yellow vật liệu MOF-808, kết pH dung dịch tối ưu khoảng ~7.4, nhiệt độ tối ưu khoảng 30-40 oC Với nhiệt độ 30 oC, pH 64 7.4 lượng Sunset Yellow Quinoline Yellow hấp phụ MOF-808 đạt khoảng 366-629 mg/g 600-730 mg/g tương ứng, giá trị cao so với vật liệu khác cơng bố trước Ngồi ra, vật liệu MOF-808_300 đánh giá độ bền khả tái sử dụng Cụ thể, vật liệu MOF-808_300 sử dụng khoảng lần mà khả hấp phụ suy giảm không đáng kể Thêm vào đó, cấu trúc, độ tinh thể diện tích bề mặt vật liệu đánh giá lại phương pháp nhiễu xạ tia X dạng bột hấp phụ nitrogen nhiệt độ 77 K Kết cho thấy, vật liệu giữ cấu trúc độ tinh thể cao sau lần sử dụng, nhiên diện tích bề mặt vật liệu giảm từ 3312 m2/g 1481 m2/g so với vật liệu ban đầu Rõ ràng, vật liệu MOF-808 cho thấy khả tương tác tốt anion dichromate, chất màu anion có độ bền cao sử dụng trực tiếp mơi trường nước Qua cho thấy tiềm lớn ứng dụng vào trình hấp phụ anion vô hữu khác Do đó, đề tài cần mở rộng nghiên cứu theo hướng điều chế vật liệu MOF-808 có kích thước lỗ xốp đa dạng từ micro, meso, đến macro để đánh giá khả hấp phụ chất màu hữu có khối lương phân tử từ nhỏ đến lớn Ngoài ra, khả hấp phụ anion độc hại chứa arsen, selen, manganesium, cyanide cần nghiên cứu 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] O M Yaghi, G Li and H Li, "Selective binding and removal of guests in a microporous metal-organic framework," Nature, vol 378, no 6558, pp 703706, 1995 [2] O M Yaghi and H Li , "Hydrothermal Synthesis of a Metal-Organic Framework Containing Large Rectangular Channels," Journal of the American Chemical Society, vol 117, no 41, p 10401–10402, 1995 [3] A S Razavi and A Morsali, "Linker functionalized metal-organic frameworks," Coordination Chemistry Reviews, vol 399, p 213023, 2019 [4] A Mohmeyer, Synthesis, Characterization and Postsynthetic Modification of a Novel Two-Dimensional Zr-based Metal-Organic Framework., 2019 [5] H H Mautschke and et al., "Catalytic properties of pristine and defectengineered Zr-MOF-808 metal organic frameworks," Catalysis Science & Technology, vol 8, no 14, pp 3610-3616, 2018 [6] C Ardila-Suarez and et al., "Enhanced acidity of defective MOF-808: effects of the activation process and missing linker defects," Catalysis Science & Technology, vol 8, no 3, pp 847-857, 2018 [7] K O Farha and et al., "Metal–Organic Framework Materials with Ultrahigh Surface Areas: Is the Sky the Limit?," Journal of the American Chemical Society, vol 134, no 36, pp 15016-15021, 2012 [8] F Tian and et al., "Effects of CCK-8 and Cystathionine γ-Lyase/Hydrogen Sulfide System on Acute Lung Injury in Rats," Inflammation, vol 40, no 1, pp 174-183, 2017 [9] D J Evans and et al., "Metal–organic frameworks in Germany: From synthesis to function," Coordination Chemistry Reviews, vol 380, pp 378418, 2019 [10] J D Tranchemontagne and et al., "Secondary building units, nets and bonding in the chemistry of metal–organic frameworks," Chemical Society Reviews, vol 38, no 5, pp 1257-1283, 2009 [11] W Lu and et al., "Tuning the structure and function of metal–organic frameworks via linker design," Chemical Society Reviews, vol 43, no 16, pp 5561-5593, 2014 [12] L Jiao and et al., "Metal–organic frameworks: Structures and functional applications," Materials Today, vol 27, pp 43-68, 2019 [13] H Furukawa and et al., "The Chemistry and Applications of Metal-Organic 66 Frameworks," Science, vol 341, no 6149, p 1230444, 2013 [14] H Deng and et al., "Large-Pore Apertures in a Series of Metal-Organic Frameworks," Science, vol 336, no 6084, p 1018, 2012 [15] K Shen and et al., "Ordered macro-microporous metal-organic framework single crystals," Science, vol 359, no 6372, p 206, 2018 [16] K Li and et al., "Aqueous-Phase Synthesis of Mesoporous Zr-Based MOFs Templated by Amphoteric Surfactants," Angewandte Chemie, vol 130, no 13, pp 3497-3501, 2018 [17] C N Burtch, K S Walton and H Jasuja, "Water Stability and Adsorption in Metal–Organic Frameworks," Chemical Reviews, vol 114, no 20, pp 10575-10612, 2014 [18] J Duan, W Jin and S Kitagawa, "Water-resistant porous coordination polymers for gas separation," Coordination Chemistry Reviews, vol 332, pp 48-74, 2017 [19] A C Trickett and et al., "Definitive Molecular Level Characterization of Defects in UiO-66 Crystals," Angewandte Chemie International Edition, vol 54, no 38, pp 11162-11167, 2015 [20] G Férey and et al., "A Chromium Terephthalate-Based Solid with Unusually Large Pore Volumes and Surface Area," Science, vol 309, no 5743, p 2040, 2005 [21] S K Park and et al., "Exceptional chemical and thermal stability of zeolitic imidazolate frameworks," Proceedings of the National Academy of Sciences, vol 103, no 27, p 10186, 2006 [22] C X Huang and et al., "Ligand-Directed Strategy for Zeolite-Type Metal– Organic Frameworks: Zinc(II) Imidazolates with Unusual Zeolitic Topologies," Angewandte Chemie International Edition, vol 45, no 10, pp 1557-1559, 2006 [23] V Bon and et al., "Zr- and Hf-Based Metal–Organic Frameworks: Tracking Down the Polymorphism," Crystal Growth & Design, vol 13, no 3, pp 1231-1237, 2013 [24] H Y Shih and et al., "A Simple Approach to Enhance the Water Stability of a Metal-Organic Framework," Chemistry – A European Journal, vol 23, no 1, pp 42-46, 2017 [25] Y Sun and et al., "A molecular-level superhydrophobic external surface to improve the stability of metal–organic frameworks," Journal of Materials Chemistry A, vol 5, no 35, pp 18770-18776, 2017 67 [26] Y Bai and et al., "Zr-based metal–organic frameworks: design, synthesis, structure, and applications," Chemical Society Reviews, vol 45, no 8, pp 2327-2367, 2016 [27] W K Chapman, G J Halder and P J Chupas, "Pressure-Induced Amorphization and Porosity Modification in a Metal−Organic Framework," Journal of the American Chemical Society, vol 131, no 48, pp 1754617547, 2009 [28] M S Moosavi and et al., "Improving the Mechanical Stability of Metal– Organic Frameworks Using Chemical Caryatids," ACS Central Science, vol 4, no 7, pp 832-839, 2018 [29] J A Howarth and et al., "Best Practices for the Synthesis, Activation, and Characterization of Metal–Organic Frameworks," Chemistry of Materials, vol 29, no 1, pp 26-39, 2017 [30] A Schaate and et al., "Modulated Synthesis of Zr-Based Metal–Organic Frameworks: From Nano to Single Crystals," Chemistry – A European Journal, vol 17, no 24, pp 6643-6651, 2011 [31] D Feng and et al., "Construction of Ultrastable Porphyrin Zr Metal–Organic Frameworks through Linker Elimination," Journal of the American Chemical Society, vol 135, no 45, pp 17105-17110, 2013 [32] E J Mondloch and et al., "Activation of metal–organic framework materials," CrystEngComm, vol 15, no 45, pp 9258-9264, 2013 [33] L N Rosi and et al., "Hydrogen Storage in Microporous Metal-Organic Frameworks," Science, vol 300, no 5622, pp 1127-1129, 2003 [34] P M Suh and et al., "Hydrogen Storage in Metal–Organic Frameworks," Chemical Reviews, vol 112, no 2, pp 782-835, 2012 [35] H Furukawa and et al., "Ultrahigh Porosity in Metal-Organic Frameworks," Science, vol 329, no 5990, pp 424-428, 2010 [36] "Metal-Organic Frameworks for Hydrogen Storage and CO2 Capture Green car congress.," BioAge Group, LLC, 02 12 2012 [Online] Available: https://www.greencarcongress.com/2005/12/metalorganic_fr.html [Accessed 30 09 2020] [37] K Sumida and et al., "Carbon Dioxide Capture in Metal–Organic Frameworks," Chemical Reviews, vol 112, no 2, pp 724-781, 2012 [38] R J Li and et al., "Carbon dioxide capture-related gas adsorption and separation in metal-organic frameworks," Coordination Chemistry Reviews, vol 225, no 15, pp 1791-1823, 2011 68 [39] M Fujita and et al., "Preparation, Clathration Ability, and Catalysis of a Two-Dimensional Square Network Material Composed of Cadmium(II) and 4,4'-Bipyridine," Journal of the American Chemical Society, vol 116, no 3, pp 1151-1152, 1994 [40] T H Zhang and et al., "An amine-functionalized metal–organic framework as a sensing platform for DNA detection," Chemical Communications, vol 50, no 81, pp 12069-12072, 2014 [41] M F Zhang and et al., "Effect of Imidazole Arrangements on ProtonConductivity in Metal–Organic Frameworks," Journal of the American Chemical Society, vol 139, no 17, pp 6183-6189, 2017 [42] A A Adeyemo, I O Adeoy and O S Bello, "Metal organic frameworks as adsorbents for dye adsorption: overview, prospects and future challenges," Toxicological & Environmental Chemistry, vol 94, no 10, pp 1846-1863, 2012 [43] A C Suárez and et al., "Synthesis of Ordered Microporous/Macroporous MOF-808 through Modulator-Induced Defect-Formation, and Surfactant Self-Assembly Strategies," Physical Chemistry Chemical Physics, 2020 [44] J Z Lin and et al., "Effective and selective adsorption of organoarsenic acids from water over a Zr-based metal-organic framework," Chemical Engineering Journal, vol 378, p 122196, 2019 [45] N T Phan,, K K Le and D T Phan, "MOF-5 as an efficient heterogeneous catalyst for Friedel–Crafts alkylation reactions," Applied Catalysis A: General, vol 382, no 2, pp 246-253, 2010 [46] J Jiang and et al., "Superacidity in Sulfated Metal–Organic Framework808," Journal of the American Chemical Society, vol 136, no 37, pp 1284412847, 2014 [47] V Russo and e al., "Applications of MOFs in Wastewater Treatment: A Review on Adsorption and Photodegradation," Frontiers in Chemical Engineering, 2020 [48] G Zahn and et al., "A water-born Zr-based porous coordination polymer: Modulated synthesis of Zr-fumarate MOF," Microporous and Mesoporous Materials, vol 203, pp 186-194, 2015 [49] J Jiang and O M Yaghi, "Brønsted acidity in metal–organic frameworks," Chemical reviews, vol 115, no 14, pp 6966-6997, 2015 [50] J Xu and et al., "Synthesis, structure and properties of Pd@MOF-808," Journal of Materials Science, vol 54, no 19, pp 12911-12924, 2019 [51] C Ardila-Suárez and et al., "An analysis of the Effect of the Zirconium 69 Precursor of MOF-808 on its Thermal, Structural, and Surface Properties," CrystEngComm, vol 21, pp 1407-1415, 2019 [52] B H Luo and et al., "High proton conductivity achieved by encapsulation of imidazole molecules into proton-conducting MOF-808," ACS applied materials & interfaces, vol 11, no 9, pp 9164-9171, 2019 [53] C Jiang and et al., "A cationic Zr-based metal organic framework with enhanced acidic resistance for selective and efficient removal of CrO 2−," New Journal of Chemistry, vol 44, no 29, pp 12646-12653, 2020 [54] S Kaskel and et al., "Postsynthetic Inner-Surface Functionalization of the Highly Stable Zirconium-Based Metal–Organic Framework DUT-67," Inorganic Chemistry, vol 55, no 15, pp 7206-7213, 2016 [55] S Kaskel and e al., "Anion Exchange and Catalytic Functionalization of the Zirconium-Based Metal–Organic Framework DUT-67," Crystal Growth & Design, vol 18, no 9, p 5492–5500, 2018 [56] A C Trickett and et al., "Identification of the strong Brønsted acid site in a metal–organic framework solid acid catalyst," Nature chemistry, vol 11, no 2, pp 170-176, 2019 [57] G Fu, B Bueken and D De Vos, "Zr‐Metal‐Organic Framework Catalysts for Oxidative Desulfurization and Their Improvement by Postsynthetic Ligand Exchange," Small Methods, vol 2, no 12, p 1800203, 2018 [58] N Shokouhfar, L Aboutorabi and A Morsali, "Improving the capability of UiO-66 for Cr (VI) adsorption from aqueous solutions by introducing isonicotinate N-oxide as the functional group," Dalton Transactions, vol 47, no 41, pp 14549-14555, 2018 [59] A Jamali, F Shemirani and A Morsali, "A comparative study of adsorption and removal of organophosphorus insecticides from aqueous solution by Zrbased MOFs," Journal of Industrial and Engineering Chemistry, vol 80, pp 83-92, 2019 [60] F Zarekarizi and A Morsali, "Dimension Control in Mixed Linker Metal– Organic Frameworks via Adjusting the Linker Shapes," Inorganic Chemistry, vol 59, no 5, pp 2988-2996, 2020 [61] H Shayegan, G A Ali and V Safarifard, "Recent Progress in the Removal of Heavy Metal Ions from Water Using Metal‐Organic Frameworks," ChemistrySelect, vol 5, no 1, pp 124-146, 2020 [62] M Zheng and et al., "Highly Efficient Removal of Cr (VI) on a Stable Metal– Organic Framework Based on Enhanced H-Bond Interaction," Industrial & Engineering Chemistry Research, vol 58, no 51, pp 23330-23337, 2019 70 [63] X N Wang and et al., "Regulating the Topologies of Zirconium–Organic Frameworks for a Crystal Sponge Applicable to Inorganic Matter," Inorganic Chemistry, 2020 [64] S Paula G and et al., "Chromium speciation in Zr-based Metal-Organic Frameworks for environmental remediation," Chemistry - A European Journal, 2020 [65] T Hashem and et al., "Grafting zirconium-based metal–organic framework UiO-66-NH2 nanoparticles on cellulose fibers for the removal of Cr (VI) ions and methyl orange from water," ACS Applied Nano Materials, vol 2, no 9, pp 5804-5808, 2019 [66] X Sun and et al., "An ultrastable Zr-MOF for fast capture and highly luminescent detection of Cr2O72- simultaneously in aqueous phase," Journal of Materials Chemistry A, 2018 [67] J Liu and et al., "A multifunctional Zr (iv)-based metal–organic framework for highly efficient elimination of Cr (vi) from the aqueous phase," Journal of Materials Chemistry A, vol 7, no 28, pp 16833-16841, 2019 [68] J Guo and et al., "Adsorptive removal of Cr(VI) from simulated wastewater in MOF BUC-17 ultrafine powder," Journal of Environmental Chemical Engineering, 2019 [69] L Li and et al., "Adsorption of azo dyes from aqueous solution by the hybrid MOFs/GO," Water Science and Technology, vol 73, no 7, p 1728–1737, 2016 [70] H Gao, L Zhang and Y Liao, "Removal of sunset yellow FCF from aqueous solution using polyethyleneimine-modified MWCNTs," Water Science and Technology, vol 73, no 7, pp 1728-1737, 2016 [71] S Bhattacharjee and et al., "Chromium terephthalate metal organic framework MIL-101: Synthesis, functionalization, and applications for adsorption and catalysis," RSC Advances, 2014 71 PHỤ LỤC 1: HÌNH KẾT QUẢ FT-IR CỦA CÁC VẬT LIỆU MOF-808 ĐƯỢC TỔNG HỢP TRONG LUẬN VĂN 72 PHỤ LỤC 2: HÌNH KẾT QUẢ TGA CỦA CÁC VẬT LIỆU MOF-808 ĐƯỢC TỔNG HỢP TRONG LUẬN VĂN 73 HẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: NGUYỄN VĂN THIÊN Ngày tháng năm sinh: 29/09/1988 Nơi sinh: Hậu Giang Địa liên lạc: Căn hộ 102 Block IC, Khu nhà cơng vụ Khí Điện Đạm, Đường Ngô Quyền, Phường 1, TP Cà Mau, Tỉnh Cà Mau QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: - Từ năm 2017 đến năm 2011: Học đại học Trường Đại học Cần Thơ, chun ngành Cơng nghệ Hóa học - Từ năm 2018 đến năm 2020: Học cao học ĐH Bách Khoa, chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học QUÁ TRÌNH CƠNG TÁC - Từ năm 2011-2014: Làm nhân viên kỹ thuật Cơng ty Hóa Chất Mơi Trường Vũ Hoàng, 980 Kha Vạn Cận, Phường Linh Chiểu, Quận Thủ Đức, TP HCM - Từ năm 2014-nay: Làm kỹ sư công nghệ Công ty Cổ phần Phân bón Dầu khí Cà Mau, địa chỉ: Lơ D, Khu CN Phường 1, Đường Ngô Quyền, Phường 1, Tp Cà Mau 74 ... thuật Hóa học Mã số: 8520301 1870154 I TÊN ĐỀ TÀI: Bằng tiếng Việt: Nghiên cứu tổng hợp sử dụng vật liệu khung kim tâm Zr (MOF- 808) để loại bỏ ion dichromate số chất hữu anion nước Bằng tiếng... loại độc chất hữu anion nước Nhằm hướng tới mục tiêu tìm thêm giải pháp phù hợp hiệu để xử lý chất độc hại nước thải, khả hấp phụ số anion kim loại nặng gốc màu hữu anion MOF-808 môi trường nước. .. tiền chất sử dụng Vật liệu biến tính với gốc amino để tăng hiệu hấp phụ ion kim loại nặng nhóm NH2 tự tương tác với ion kim loại hiệu ứng chelate Kết cho thấy vật liệu có hiệu hấp phụ ion kim loại