Luận án tiến sĩ với mục tiêu tổng hợp và biến tính được vật liệu khung hữu cơ – kim loại ZIF-67 có hoạt tính xúc tác, hấp phụ và cảm biến điện hóa.
ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THỊ THANH TÚ TỔNG HỢP, BIẾN TÍNH VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU KHUNG HỮU CƠ - KIM LOẠI ZIF-67 Chuyên ngành: Hóa lý thuyết Hóa lý Mã số: 9440119 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC HUẾ - NĂM 2019 Cơng trình hồn thành Khoa Hóa học, trường Đại học Khoa học, Đại học Huế Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đinh Quang Khiếu TS Trần Vĩnh Thiện Phản biện 1: ………………………………………………… Phản biện 2: ………………………………………………… Phản biện 3: ………………………………………………… Luận án bảo vệ trước hội đồng cấp:…………………… vào lúc h ngày năm ……… Có thể tìm hiểu luận án thư viện: ………………………… MỞ ĐẦU ZIFs (Zeolite imidazole frameworks) nhóm vật liệu vật liệu khung hữu mao quản, thuộc họ vật liệu khung hữu kim loại MOFs ZIFs cấu tạo từ kim loại hóa trị II (Zn2+, Co2+…) phối tử hữu imidazole Trong năm gần đây, nhóm vật liệu thu hút nhiều quan tâm nhiều nhà khoa học đa dạng uyển chuyển khung Ngồi ra, ZIFs cịn có nhiều đặc tính trội độ bền nhiệt ổn định hóa học, độ xốp mao quản diện tích bề mặt lớn Trong số vật liệu ZIFs ZIF67 nghiên cứu nhiều thời gian gần có khung hữu kim loại xốp đặc biệt với hệ thống vi mao quản với đường kính 11,4 Å, nối thơng với cửa sổ nhỏ có đường kính 3,4 Å Ngồi ra, ZIF-67 có chức điều chỉnh bề mặt, diện tích bề mặt cao linh hoạt bề mặt cấu trúc Với tính chất đề cập, ZIF67 xem chất hấp phụ tiềm để loại bỏ thuốc nhuộm hay kim loại nặng dung dịch hấp phụ loại bỏ rhodamine B (RhB), anionic methyl orange (MO), cationic methylene blue (MB), anionic dye acid blue, malachite green Cr (IV) Ngồi ra, cịn có số ứng dụng hứa hẹn hấp phụ tách chọn lọc lưu trữ khí khí CO2, H2, sử dụng ZIF-67 chất xúc tác dị thể để chuyển CO2 thành carbonate tổng hợp quinazoline Tuy nhiên, nhiều tiềm ứng dụng khác ZIF-67 chưa nghiên cứu nhiều biến tính điện cực để ứng dụng phân tích dược phẩm, biến tính vật liệu ZIF-67 làm vật liệu xúc tác quang hóa phân hủy thuốc nhuộm Việc phát triển phương pháp tổng hợp để cải thiện đặc tính cấu trúc vật liệu ZIF-67 đóng vai trị quan trọng ứng dụng chưa đề cập đến nhiều Dựa vào lý chọn đề tài nghiên cứu “Tổng hợp, biến tính ứng dụng vật liệu khung hữu – kim loại ZIF-67” Mục tiêu nghiên cứu: Tổng hợp biến tính vật liệu khung hữu – kim loại ZIF-67 có hoạt tính xúc tác, hấp phụ cảm biến điện hóa Những đóng góp luận án: ZIF-67 tổng hợp vi sóng cho hiệu suất cao có tính chất bề mặt tốt Có khả hấp phụ cao nhiều loại phẩm nhuộm congo đỏ (CGR), methylene blue (MB) rhodamine B (RB) so với nhiều vật liệu xốp công bố trước Kết công bố tạp chí Journal of Environmental Chemical Engineering, 6(2), 2018, 2269–2280 (ESCI/Q1) ZIF-67 sử dụng chất biến tính điện cực để xác định dopamine paracetamol phương pháp DP-ASV Điện cực biến tính cho thấy triển vọng cho việc xác định dopamine paracetamol với nhiều đặc tính mong đợi độ nhạy cao, giới hạn phát thấp độ hiệu suất thu hồi cao Kết cơng bố tạp chí Journal of Materials Science, 54(17), 2019, 11654– 11670 (SCI/Q1) Vật liệu khung (Zn/Co)ZIFs bền nước khoảng pH từ đến 12 cho thấy khả phân hủy xúc tác quang hóa tốt vùng ánh sáng khả kiến phẩm nhuộm Congo đỏ Kết đăng tạp chí Journal of Inclusion phenomena and Macrocyclic chemistry Doi.org/10.1007/s10847-019-00925-7 (SCI/Q2) Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu chung vật liệu khung hữu kim loại (MOFs) 1.2 Vật liệu khung hữu kim loại ZIF-67 1.3 Phương pháp tổng hợp ZIF-67 1.4 Các hướng biến tính vật liệu ZIF-67 ứng dụng 1.4.1 Ứng dụng vật liệu ZIF-67 làm chất xúc tác điện hóa 1.4.2 Ứng dụng quang xúc tác phân hủy chất nhiễm hữu khó phân hủy 1.4.3 Ứng dụng vật liệu ZIF-67 làm chất hấp phụ loại bỏ màu phẩm nhuộm dung dịch nước 1.5 Một số vấn đề phân tích thơng số động học đẳng nhiệt hấp phụ Chƣơng NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU – Nghiên cứu tổng hợp ZIF-67 phương pháp vi sóng phương pháp dung mơi nhiệt; – Nghiên cứu khả hấp phụ phẩm nhuộm congo red nước ZIF-67; – Nghiên cứu biến tính điện cực GCE ZIF-67 để xác định dopamine paracetamol phương pháp volt-ampere hòa tan; – Nghiên cứu tổng hợp (Zn/Co)ZIFs có hoạt tính xúc tác quang hóa; – Nghiên cứu khả quang xúc tác (Zn/Co)ZIFs phân hủy màu thuốc nhuộm điều kiện ánh sáng khả kiến 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Luận án sử dụng phương pháp xác định đặc trưng cấu trúc bao gồm: phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), quang điện tử tia X (XPS), hấp phụ-khử hấp phụ N2 (BET), hiển vi điện tử quét (SEM), pháp phân tích nhiệt (TG-DTA) Phân tích định tính, định lượng: UV-Vis, DP-ASV, HPLC, AAS sử dụng phương pháp thống kê để xử lý số liệu thực nghiệm 2.3 THỰC NGHIỆM – Tổng hợp vật liệu: Tổng hợp vật liệu ZIF-67 (Zn/Co)ZIFs – Xác định điểm đẳng điện vật liệu ZIF-67 (Zn/Co)ZIFs – Kiểm tra độ bền vật liệu ZIF-67 (Zn/Co)ZIFs – Hấp phụ phẩm nhuộm vật liệu ZIF-67: Nghiên cứu động học hấp phụ, nghiên cứu cân hấp phụ nghiên cứu nhiệt động học hấp phụ – Nghiên cứu ảnh hưởng pH lên trình hấp phụ – Tái sử dụng chất hấp phụ – Biến tính điện cực than thủy tinh (GCE) vật liệu ZIF-67 để xác định dopamine paracetamol – Nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy CGR vật liệu (Zn/Co)ZIFs CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 TỔNG HỢP ZIF-67 BẰNG PHƢƠNG PHÁP VI SĨNG VÀ PHƢƠNG PHÁP DUNG MƠI NHIỆT 3.1.1 Đặc trƣng vật liệu ZIF-67 Hình 3.1 trình bày giản đồ XRD mẫu ZIF-67 tổng hợp phương pháp vi sóng (MW-ZIF-67) (011) 10 15 20 (134) (044) (244) (235) (114) (233) (022) (013) (222) (002) (112) 50000 cps Cường độ (abr) ZIF-67 mô chuẩn 20 phút 30 phuùt 40 phuùt 60 phuùt a 25 30 35 40 45 2(độ) Hình 3.1 Giản đồ XRD ZIF-67 tổng hợp theo phương pháp vi sóng thời gian khác Các peak nhiễu xạ quan sát rõ có đồng cao với mẫu mô chuẩn ZIF-67 theo CCDC 671073 Cường độ nhiễu xạ mạnh mặt (011), (002), (112), (013), (222), (114), (233), (134), (044), (244) (235) Điều cho thấy tất mẫu thu ZIF-67 với pha tinh khiết độ kết tinh cao Hình 3.2 trình bày ảnh SEM mẫu ZIF-67, xử lý với thời gian vi sóng khác a b 1µm c 1µm d 1µm 1µm Hình 3.2 Ảnh SEM ZIF-67 tổng hợp phương pháp vi sóng (a: 20 phút; b: 30 phút; c: 40 phút; d: 60 phút) ZIF-67 tổng hợp nhiệt độ phòng cho hiệu suất thấp cần thời gian dài, hiệu suất cải thiện tổng hợp thực điều kiện dung nhiệt 100 °C Tuy nhiên, tổng hợp vi sóng 40 phút cho hiệu suất 95%, tương đương phương pháp dung nhiệt 100 °C Đặc tính xốp ZIF-67 nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ giải hấp khí nitrogen ZIF-67 tổng hợp phương pháp vi sóng có diện tích bề mặt riêng thể tích vi xốp lớn (1935 m2/g 0,98 cm3/g ) Kết phân tích nhiệt cho thấy ZIF-67 bền đến nhiệt độ 500 °C Kết phổ XPS khảo sát tổng quát cho thấy mẫu ZIF-67 có nguyên tố C, O, N Co Phổ XPS phân giải cao Co2p tương ứng hai peak 779,72 eV 794,72 eV tạo thành từ Co2p3/2 Co2p1/2 Co2+ ZIF-67 tương ứng 20000 cps 3.1.2 Độ bền vật liệu ZIF-67 Cường độ (abr.) Mẫu ZIF-67 ban đầu pH = 12 pH = pH = pH = pH = pH = pH = 10 20 30 40 2(độ) 50 60 Hình 3.3 Giản đồ XRD mẫu ZIF–67 ngâm nước pH khác Hình 3.3 cho thấy ZIF-67 khơng bền mơi trường pH = Trong đó, mẫu XRD pH = 2÷12 khơng thay đổi so với mẫu ban đầu không ngâm 3.2 NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ CONGO RED TRONG NƢỚC BẰNG ZIF-67 3.2.1 Nghiên cứu động học hấp phụ Động học hấp phụ CGR vật liệu ZIF-67 với nồng độ ban đầu khác trình bày Hình 3.4 Kết cho thấy dung lượng hấp phụ cân tăng từ 300 mg/g đến 632 mg/g Thời gian để đạt đến trạng thái cân hấp phụ ZIF-67 CGR khoảng 60 phút 650 600 qe (mg g-1) 550 500 450 30 mg L-1 50 mg L-1 400 350 70 mg L-1 80 mg L-1 300 10 20 30 40 50 60 70 80 Thời gian (phút) Hình 3.4 Động học hấp phụ ZIF-67 nồng độ ban đầu khác Bảng 3.1 Những thông số động học mơ hình biểu kiến bậc mơ hình biểu kiến bậc Mơ hình biểu kiến bậc Nồng độ (mg·L–1) k1 qe,cal qe,exp (min–1) (mg·g–1) (mg·g–1) Mơ hình biểu kiến bậc R2 k2 (mg–1·g ·min–1) qe,cal qe,exp (mg·g–1) (mg·g–1) R2 30 4,445 299,7 300,0 0,77 0,213 300,7 300,0 0,97 50 2,321 436,4 446,0 0,57 0,017 444,9 446,0 0,93 70 2,598 604,3 613,0 0,45 0,016 610,6 613,0 0,90 80 2,330 621,3 632,0 0,44 0,013 628,4 632,0 0,94 Các kết thực nghiệm phù hợp với mơ hình hấp phụ biểu kiến bậc thu hệ số xác định cao (R2 = 0,90÷0,97) Phân tích số liệu mơ hình Weber Boyd cho thấy hai kiểu khuếch tán bên hạt khuếch tán màng tham gia việc kiểm soát khuếch tán phân tử CGR vật liệu hấp phụ ZIF-67 3.2.2 Nghiên cứu cân hấp phụ Bảng 3.2 Các thơng số mơ hình đẳng nhiệt Langmuir Freundlich Nhiệt độ Mơ hình đẳng nhiệt Langmuir Mơ hình đẳng nhiệt Freundlich KF n R2 p qmom KL R2 P 301 714,3 0,272 0,95 0,003 272,6 3,7 0,99 (2Zn/8Co)ZIFs (1637 m2.g–1) > (5Zn/5Co)ZIFs (1453 m2 g–1) > (8Zn/2Co)ZIFs (1403 m2.g–1) > ZIF-8 (1279 m2.g–1) –1 300 a ZIF-67 (2Zn/8Co)ZIF (5Zn/Co)ZIF (8Zn/2Co)ZIF ZIF-8 Độ hấp thụ 1.0 0.8 ZIF-67 (2Zn/8Co)ZIF (5Zn/5Co)ZIF (8Zn/2Co)ZIF 200 0.6 150 0.4 100 0.2 50 0.0 b 250 (h) 1.2 ZIF-8 -0.2 200 400 600 Bước sóng (nm) 800 1000 h Hình 3.17 (a) Phổ UV-Vis DR (b) đồ thị Tauc ZIF-67, (Zn/Co)ZIFs ZIF-8 16 Năng lượng vùng cấm ZIF-67, ZIF-8 and (Zn/Co) ZIFs nghiên cứu cách đo phản xạ khuếch tán UV-Vis nhiệt độ phòng (Hình 3.17) Bảng 3.4 Năng lượng vùng cấm ZIF-67, (Zn/Co)ZIFs ZIF-8 Vật liệu E1 (eV) E2 (eV) Eg (eV) ZIF–67 1,6 2,3 3,8 (2Zn/8Co)ZIFs – 1,9 3,6 (5Zn/5Co)ZIF – 1,6 2,5 (8Zn/2Co)ZIF 2,5 2,9 2,9 – – 5,2 ZIF–8 3.5 NGHIÊN CỨU PHÂN HỦY CGR CỦA XÚC TÁC QUANG (Zn/Co)ZIFs 3.5.1 Khử màu CGR xúc tác khác 100 Phân hủy quang xúc tác Hấp phụ F (%) 80 60 40 20 ZIF -67 (2Z (5Z (8Z n/8 n/5 n/2 Co Co Co )ZI )ZI )ZI F F F ZIF -8 Hình 3.18 Khử màu CGR chất xúc tác khác điều kiện ánh sáng khả kiến ZIF-67 vật liệu hấp phụ cao đạt khoảng 85,6% , 72,7 % (2Zn/8Co)ZIFs, 62,3% (5Zn/5Co)ZIFs, 58,2% (8Zn/2Co)ZIFs 51,8% ZIF-8 Trong điều kiện ánh sáng khả 17 kiến, ZIF-67 ZIF-8 hoạt tính xúc tác Hoạt tính xúc tác ZIF-67 ZIF-8 tăng đáng kể thêm kẽm vào vật liệu (phần màu đỏ Hình 3.18) đạt cao mẫu (8Co/2Zn) ZIFs 3.5.2 Ảnh hƣởng pH chất bắt gốc tự Kết cho thấy hiệu suất khử màu giảm đáng kể pH tăng sau pHPZC Tổng hiệu suất khử màu gồm hấp phụ phân hủy xúc tác quang hóa có khuynh hướng giảm pH tăng Điều giải thích ion hydroxyl (OH–) cạnh tranh với phân tử CGR hấp phụ, bề mặt hấp phụ xúc tác quang hóa pH tăng 120 a 100 b (2Zn/8Co)ZIF KI Isopropanol Benzoquinone Delta pH 110 80 0 10 12 Phân hủy quang xúc tác pH -1 F ( %) F (%) pHZPC = 10 100 90 80 60 Hấp thụ bóng tối 40 70 Hấp phụ bóng tối Phân hủy quang xúc tác 60 20 50 10 11 pH 50 100 150 200 250 300 Thời gian (phút) Hình 3.19 a) Ảnh hưởng pH lên việc khử màu CGR chất xúc tác (2Zn/8Co)ZIFs; b) Ảnh hưởng chất bắt gốc tự Kết cho thấy lỗ trống quang sinh (h+) gốc hydroxyls (·OH) đóng vai trò quan trọng phân hủy CGR, O2·– khơng phải tác nhân hoạt động q trình phân hủy xúc tác quang hóa 18 3.5.3 Phân hủy quang hóa CGR vật liệu (2Zn/8Co)ZIFs dƣới điều kiện ánh sáng khả kiến 45 a Abs 1.5 1.0 b 40 Nồng độ CGR ban đầu Hấp phụ bóng tối 120 phút 60 phút chiếu đèn 120 phút chiếu đèn 180 phút chiếu đèn 240 phút chiếu đèn 300 phút chiếu đèn COD (mg.L-1) 2.0 35 30 Phân hủy quang xúc tác 25 Hấp thụ toái 20 0.5 15 10 0.0 200 300 400 500 600 700 800 900 60 120 Độ dài sóng (nm) 180 240 300 Thời gian (phút) 360 420 Hình 3.20 a) Sự phụ thuộc độ hấp thụ vào thời gian b) COD dung dịch CGR sử dụng (8Co/2Zn)ZIFs làm xúc tác quang Kết cho thấy nhóm mang màu bị khống hóa hồn tồn q trình chiếu sáng Khảo sát tính dị thể xúc tác trình bày Hình 3.21 Khi chất xúc tác lọc sau 150 phút phản ứng màu dung dịch dừng lại đèn chiếu liên tục đến 260 phút 80 Không có xúc tác Sau 120 hấp phụ bóng tối xúc tác lọc sau 150 phút Hấp phụ bóng tối phân hủy quang xúc tác C (mg.L-1) 60 40 Lọc xúc tác sau 150 phút 20 Phân hủy quang xúc tác Hấp phụ bóng tối 0 50 100 150 200 Thời gian (phút) 250 300 Hình 3.21 Thí nghiệm xúc tác dị thể (điều kiện thí nghiệm: Vdd = 500 mL; khối lượng chất xúc tác = 0,05 g; hấp phụ bóng tối 120 phút; quang hóa 260 phút) 19 Phản ứng xúc tác quang hóa xảy sau: (2Zn/8Co)ZIFs (h+/ e–) → (2Zn/8Co)ZIFs + hν (2Zn/8Co)ZIFs(h+) + H2O → ˙OH + H+ + (2Zn/8Co)ZIFs(h+) ˙OH + CGR → sản phẩm phân hủy CGR + (2Zn/8Co)ZIFs(h+) → SP phân hủy + (2Zn/8Co)ZIFs Khả chuyển hóa chất màu nghiên cứu thơng qua mơ hình Hinshelwood-Langmuir cho xúc tác dị thể nồng độ khác ( ) (3.3) kr số tốc độ phân hủy (phút–1), C0, Ct nồng độ CGR ban đầu thời điểm t a 150 mg.L-1 100 mg.L-1 90 mg.L-1 80 mg.L-1 70 mg.L-1 60 mg.L-1 50 mg.L-1 30 mg.L-1 C (mgL-1) 150 100 Haáp phụ tron tối Phân hủy quang xúc tác 50 0 50 100 150 200 250 300 Thời gian (phút) Hình 3.22 a) Động học hấp phụ xúc tác phân hủy (2Zn/8Co)ZIFs Kết Bảng 3.5 cho thấy hệ số tốc độ phân hủy (kr) phẩm nhuộm CGR vật liệu (2Zn/8Co)ZIF giảm dần từ 0,048 đến 0,0054 phút-1 nồng độ CGR tăng từ 70 đến 150 mg/L Điều giải thích nồng độ màu CGR lớn làm cản trở 20 ánh sáng tương tác tới vật liệu xúc tác, dẫn đến hiệu quang xúc tác giảm làm giảm tốc độ phân hủy màu Kết nghiên cứu chúng tơi cho thấy có tương đồng so với kết nghiên cứu trước Để so sánh khả hoạt tính quang xúc tác vật liệu nghiên cứu (2Zn/8Co)ZIF so với vật liệu khác dùng phân hủy màu CGR điều kiện chiếu sáng ánh sáng khả kiến, dựa số tốc độ phân hủy Kết cho thấy hệ số tốc độ (kr) phân hủy CGR vật liệu (2Zn/8Co)ZIF lớn nhiều so với vật liệu khác công bố trước Điều cho thấy vật liệu (2Zn/Co)ZIF có hoạt tính xúc tác quang hóa cao cho phân hủy thuốc nhuộm CGR Bảng 3.5 Hằng số tốc độ phân hủy CGR nồng độ khác Nồng độ (mg/L) 70 80 90 100 150 Hằng số tốc độ LangmuirHinshewood, kr (phút–1) 0,048 0,0197 0,012 0,0081 0,0054 R2 p 0,905 0,979 0,995 0,988 0,919 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 3.5.4 Khả tái sử dụng (2Zn/8Co)ZIFs a 95 b 91 5000 cps 100 87 Mẫu (2Zn/8Co)ZIFs ban đầu Cường độ (abr.) F (%) 80 60 40 Tái sinh lần Tái sinh lần 20 Tái sinh lần Lần Laàn Laàn 10 20 30 40 50 2(độ) Hình 3.23 Hiệu suất phân hủy xúc tác quang hóa 21 60 Hiệu suất cho vật liệu tái sử dụng lần thứ 95% lần thứ ba 87% so với ban đầu (Hình 3.23a) Giản đồ XRD chất xúc tác (2Zn/8Co)ZIFs sử dụng lại sau ba lần dường không bị thay đổi thấy Hình 3.23b Ngồi ra, (2Zn/8Co)ZIFs sử dụng để làm xúc tác quang hóa phân hủy methylene blue methyl orange Các kết cho thấy (Hình 3.24) khả hấp phụ phân hủy quang xúc tác (2Zn/8Co)ZIFs CGR lớn MO MB MB MO CGR 50 Ct (mgL-1) 40 Phân hủy quang xúc tác 30 20 Hấp phụ tối 10 0 50 100 150 200 Thời gian (phút) 250 300 Hình 3.24 Động học hấp phụ phân hủy quang xúc tác MB, MO CGR vật liệu (Zn/Co)ZIFs KẾT LUẬN ZIF-67 tổng hợp thành cơng phương pháp vi sóng phương pháp dung môi nhiệt; nghiên cứu điều kiện tối ưu kết cho thấy phương pháp vi sóng có nhiều ưu điểm vượt trội nhiều so với phương pháp cổ điển: rút ngắn thời gian tổng hợp, hiệu suất tổng hợp cao, hình thái đồng nhất, độ kết tinh cao, diện tích bề mặt riêng thể tích vi xốp lớn(1935 m2/g 0,98 cm3/g ) 22 Các nghiên cứu động học, đẳng nhiệt nhiệt động học cho hấp phụ thuốc nhuộm CGR dung dịch nước vật liệu khung imidazolate zeolite-67 nghiên cứu Phương pháp hồi quy tuyến tính đa đoạn, kết hợp với chuẩn số thông tin Akaike công cụ thống kê hữu ích cho việc phân tích mơ hình đẳng nhiệt động học Kết phân tích cho thấy số liệu thực nghiệm hấp phụ CGR vật liệu ZIF-67 phù hợp với mơ hình hấp phụ biểu kiến bậc hai khuếch tán nội hạt khuếch tán màng tham gia việc kiểm soát khuếch tán phân tử CGR vật liệu hấp phụ ZIF-67 Các số liệu hấp phụ đẳng nhiệt thực nghiệm thuốc nhuộm CGR vật liệu ZIF-67 có tương thích với hai mơ hình đẳng nhiệt Langmuir Freundlich khoảng nhiệt độ 301– 331 K Dung lượng hấp phụ congo đỏ ZIF-67 714,3 mg/g Ngồi ra, ZIF-67 có dung lượng hấp phụ cao với methylene blue rhodamine B ZIF-67 bền dung dịch nước cho thấy khả siêu hấp phụ thuận lợi nhiệt động học Do đó, ZIF-67 xem chất hấp phụ MOFs hứa hẹn để loại bỏ thuốc nhuộm từ dung dịch nước ZIF-67 sử dụng biến tính điện cực để xác định dopamine paracetamol phương pháp xung vi phân hịa tan anốt Những tín hiệu điện hóa DPM PRA điện cực ZIF-67/GCE nâng cao đáng kể, góp phần để cao khả hấp phụ, hiệu chuyển điện tử cao Điện cực biến tính cho thấy có triển vọng cho việc xác định DPM PRA với nhiều đặc tính độ nhạy cao, giới hạn phát thấp hiệu suất thu hồi cao Sử dụng 23 phương pháp thêm chuẩn kết hợp với kỹ thuật xung vi phân hòa tan anốt để xác định DPM PRA mẫu thuốc sử dụng Kết thu có ý nghĩa thống kê Vật liệu khung zeolite imidazole dựa (Zn/Co) với tỉ lệ mol Zn/Co từ 0/10 đến 10/0 tổng hợp phương pháp dung nhiệt với hỗ trợ vi sóng Mẫu (Zn/Co)ZIFs với tỉ lệ mol ban đầu 2/8 bền nước khoảng pH từ đến 12 cho thấy khả phân hủy xúc tác quang hóa tốt vùng ánh sáng khả kiến CGR Sự phân hủy CGR vật liệu xúc tác xảy hoàn toàn tạo thành CO2 Chất xúc tác (2Zn/8Co)ZIFs cho thấy bền tái sử dụng ba ba lần tái sinh hoạt tính Ngồi ra, chất xúc tác cịn có khả loại bỏ số hợp chất màu khác MB MO 24 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN I Bài báo nƣớc Nguyễn Thị Thanh Tú, Lương Văn Tri, Văn Thị Mỹ Liên (2018), Nghiên cứu tổng hợp vật liệu khung hữu kim loại ZIF-67 phương pháp vi sóng, Tạp chí Hóa học ứng dụng, Số 1(41)/2018 Nguyễn Thị Thanh Tú, Nguyễn Hải Phong, Dương Thị Kim Chung, Trần Vĩnh Thiện, Nguyễn Đức Anh Vũ (2018), Nghiên cứu tổng hợp vật liệu khung hữu kim loại ZIF-67 ứng dụng biến tính điện cực than thủy tinh xác định Dopamine Paracetamol, Tạp chí khoa học tự nhiên, Đại học Huế 127(1B) Nguyễn Hải Phong, Nguyễn Thị Thanh Tú, Trần Văn Thanh, Đặng Thị Ngọc Hoa (2019), Phân hủy quang xúc tác số phẩm màu thuốc nhuộm dung dịch nước sử dụng chất xúc tác (Zn/Co)-Zeolite imidazole frameworks, Tạp chí Khoa học Công nghệ, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế (Đã có giấy nhận đăng) II Bài báo quốc tế (Thuộc danh mục ISI) Nguyen Thi Thanh Tu, Tran Vinh Thien, Pham Dinh Du, Vo Thi Thanh Chau, Tran Xuan Mau and Dinh Quang Khieu, Adsorptive removal of Congo red from aqueous solution using Zeolitic Immidazolate framework-67, Journal of Environmental Chemical Engineering, 6,(2), 2018, 2269-2280 (ESCI/Q1) Nguyen Thi Thanh Tu, Phung Chi Sy, Tran Vinh Thien, Tran Thanh Tam Toan, Nguyen Hai Phong, Hoang Thai Long, and Dinh Quang Khieu, Microwave-assisted synthesis and simultaneous 25 electrochemical determination of dopamine and paracetamol using ZIF-67-modified electrode, Journal of Materials Science, 54, (17), 2019, 11654-11670 (IF = 2,99; SCI/Q1) Nguyen Thi Thanh Tu, Phung Chi Sy, Tran Thanh Minh, Huynh Thi Minh Thanh, Tran Vinh Thien, Hoang Thai Long and Dinh Quang Khieu, Synthesis of (Zn/Co) - based zeolite imidazole frameworks and their applications in visible-driven photocatalytic degradation of Congo red, Journal of Inclusion phenomena and Macrocyclic chemistry Doi.org/10.1007/s10847-019-00925-7 (IF = 1,3; SCI/Q2) 26 HUE UNIVERSITY UNIVERSITY OF SCIENCES NGUYEN THI THANH TU SYNTHESIS, MODIFICATION, AND APPLICATION OF METAL-ORGANIC FRAMEWORK - ZIF-67 Major: Theoretical Chemistry and Physical Chemistry Code: 9440119 DISERTATION ABSTRACT OF CHEMISTRY HUE - 2019 The work was completed at the Department of Chemistry, University of Sciences, Hue University Scientific instructors: Assoc Prof Dr Dinh Quang Khieu Dr Tran Vinh Thien Reviewer 1: ………………………………………………… Reviewer 2: ………………………………………………… Reviewer 3: ………………………………………………… The disertation will be presented before the council: …………………… at h on year ……… The dissertation can be found at the library: ………………………… INTRODUCTION ZIFs (Zeolite imidazole frameworks) is a new group of porous organic-framework materials, belonging to the family of metalorganic frameworks (MOFs) materials ZIFs are made up of metal of valence II (Zn2+, Co2+, etc.) and organic imidazole ligands In recent years, this group of materials has attracted the attention of many scientists because of the diversity and flexibility of their framework In addition, ZIFs also have many outstanding features such as thermal stability, chemical stability, high porosity, and large surface area Among the ZIFs materials, ZIF-67 has been studied a lot recently because of a special porous metal-organic framework with a micro-capillary system with a diameter of 11.4 Å, connected with small windows of a diameter of 3.4 Å In addition, ZIF-67 has an adjustable surface, large surface area, and flexible surface structure With the mentioned properties, ZIF-67 is considered as a potential adsorbent to remove dyes such as rhodamine B (RhB), anionic methyl orange (MO) adsorption, cationic methylene blue (MB), anionic dye acid blue, and malachite green, or heavy metals such as Cr (IV) in solutions There are also a number of promising applications such as selective adsorption, storing gases such as CO2 and H2 ZIF-67 can be used as a heterogeneous catalyst to convert CO2 into carbonate and synthesize quinazoline However, many other potential applications of ZIF-67 have not been studied as much as electrodes modification for pharmaceutical analysis, modification of ZIF-67 as photocatalysts for the photochemical decomposition of dyes The development of synthetic methods to improve the structural properties of ZIF-67 materials that play an important role in the applications has not been mentioned much On the basis of the above reasons, we chose the research topic "Synthesis, modification, and application of metal-organic framework ZIF-67" Study objectives: To synthesize and modify the metal-organic framework material ZIF-67 with catalytic activity, adsorption, and electrochemical sensing properties New contributions of the thesis: ZIF-67 synthesized, with the aid of microwave, provides high yields and good surface properties It has a very high adsorption capacity for many dyes, such as congo red (CGR), methylene blue (MB), and rhodamine B (RB) compared with many previously reported porous materials This result was published in the Journal of Environmental Chemical Engineering, 6(2), 2018, 2269–2280 (ESCI/Q1) ZIF-67 is used as an electrode modifier to identify dopamine and paracetamol with the DP-ASV method The modified electrodes are promising for dopamine and paracetamol determination with many desirable properties, such as high sensitivity, low detection limits, and high recovery efficiency This result was published in Journal of Materials Science, 54(17), 2019, 11654–11670 (SCI/Q1) Framework materials (Zn/Co)ZIFs are stable in water with pH to 12 and show good photochemical catalytic decomposition capacity under the visible light range for Congo red dye This result was published in Journal of Inclusion phenomena and Macrocyclic chemistry Doi.org/10.1007/s10847-019-00925-7 (SCI/Q2) Chapter LITERATURE REVIEW 1.1 General introduction of metal-organic framework materials (MOFs) 1.2 Metal-organic framework materials ZIF-67 1.3 Synthesis method for ZIF-67 1.4 Directions for modification and applications of ZIF-67 material 1.4.1 Application of ZIF-67 material as an electrochemical catalyst 1.4.2 Application of ZIF-67 in photocatalytic catalysis to decompose persistent organic pollutants 1.4.3 Application of ZIF-67 material as an adsorbent for dyes in aqueous solutions 1.5 Some issues of the analysis of kinetic and adsorption isotherm parameters Chapter RESEARCH CONTENT AND METHODS 2.1 Research content – Synthesis of ZIF-67 with the microwave method and the solvothermal method; – Study on the ability to adsorbing congo red dye in water by ZIF67; – Study on the modification of GCE electrode with ZIF-67 to determine dopamine and paracetamol using the differential pulse anodic stripping voltammetry method; – Synthesis of (Zn/Co)ZIFs with photochemical catalyst activity; – Study on the photocatalytic capacity of (Zn/Co)ZIFs in decomposing dyes under visible-light 2.2 Research methods The methods used for determining structural characteristics in the dissertation include X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), N2 adsorption-desorption isotherms (BET), scanning electron microscopy element (SEM), and thermal analysis (TG-DTA) The methods for qualitative and quantitative analysis are UV-Vis, DP-ASV, HPLC, AAS, and the statistical methods for experimental data assessment 2.3 Experimental - Synthesis of ZIF-67 and (Zn/Co)ZIFs - Determining isoelectric points of ZIF-67 and (Zn/Co)ZIFs - Testing the stability of ZIF-67 and (Zn/Co)ZIFs - Absorbing dyes with ZIF-67: Studying adsorption kinetics, adsorption equilibrium, and adsorption thermodynamics - Studying the effect of pH on the adsorption process - Reuse adsorbents - Modifying glassy-carbon electrodes (GCE) with ZIF-67 to determine dopamine and paracetamol - Studying CGR photocatalytic activity on (Zn/Co)ZIFs materials CHAPTER RESULTS AND DISCUSSION 3.1 SYNTHESIS OF ZIF-67 WITH MICROWAVE-ASSISTED METHOD AND SOLVO-THERMAL METHOD 3.1.1 ZIF-67 material characterization Figure 3.1 shows the XRD diagram of the ZIF-67 samples 10 15 20 (134) (044) (244) (235) (114) (233) (022) (013) (222) (002) Cường độ (abr) ZIF-67 mô chuẩn 20 phút 30 phút 40 phuùt 60 phuùt a (112) 50000 cps (011) synthesized with the microwave-assisted method (MW-ZIF-67) 25 30 35 40 45 2(độ) Figure 3.1 XRD diagram of ZIF-67 synthesized with microwave method at different times The diffraction peaks are clearly observed and consistent with the standard simulation model of ZIF-67, according to CCDC 671073 Strong diffraction intensity appears at (011), (002), (002), (013), (222), (114), (233), (134), (044), (244), and (235) surfaces This shows that all samples obtained are ZIF-67 with pure phase and high crystallinity Figure 3.2 shows the SEM images of the ZIF-67 samples synthesized at different times of microwave treatment a b 1µm c 1µm d 1µm 1µm Figure 3.2 SEM images of ZIF-67 synthesized with microwave method (a: 20 minutes; b: 30 minutes; c: 40 minutes; d: 60 minutes) ZIF-67 synthesized at room temperature has a very low yield and requires a long time, while the yield can be improved when the synthesis is performed at 100 °C However, the microwave-assisted synthesis for 40 minutes yields 95%, equivalent to that of the thermal method at 100 °C for hours The porous properties of ZIF-67 were studied using adsorption and desorption isotherms with nitrogen ZIF-67 synthesized with the microwave-assisted method has a large specific surface area and porous volume (1935 m2/g and 0.98 cm3/g, respectively) Thermal analysis results show that ZIF-67 is stable to 500 °C The result of XPS shows that ZIF-67 is composed of C, O, N, and Co The high-resolution XPS spectrum for Co2p has two peaks at 779.72 eV and 794.72 eV, made up of Co2p3/2 and Co2p1/2, respectively, of Co2+ in ZIF-67 20000 cps 3.1.2 Stability of ZIF-67 Cường độ (abr.) Mẫu ZIF-67 ban đầu pH = 12 pH = pH = pH = pH = pH = pH = 10 20 30 40 2(độ) 50 60 Figure 3.3 XRD diagram of ZIF-67 samples soaked in water at different pH Figure 3.3 shows that ZIF-67 is unstable in the environment of pH = Meanwhile, XRD samples at pH = 2÷12 remain unchanged compared with the original sample without immersion 3.2 ADSORPTION OF CONGO RED IN WATER WITH ZIF-67 3.2.1 Adsorption kinetics The adsorption kinetics of CGR on ZIF-67 with different initial concentrations is shown in Figure 3.4 The results show that the equilibrium adsorption capacity increases from 300 mg/g to 632 mg/g The time to reach adsorption equilibrium between ZIF-67 and CGR is about 60 minutes 650 600 qe (mg g-1) 550 500 450 30 mg L-1 50 mg L-1 400 350 70 mg L-1 80 mg L-1 300 10 20 30 40 50 60 70 80 Thời gian (phút) Figure 3.4 Adsorption kinetics of ZIF-67 at different initial concentrations Table 3.1 Kinetic parameters of the first-order model and second-order model Apparent first-order model Concentration (mg·L–1) k1 qe,cal qe,exp (min–1) (mg·g–1) (mg·g–1) R2 Apparent second-order model k2 qe,cal qe,exp (mg–1·g (mg·g–1) (mg·g–1) –1 ·min ) R2 30 4,445 299,7 300,0 0,77 0,213 300,7 300,0 0,97 50 2,321 436,4 446,0 0,57 0,017 444,9 446,0 0,93 70 2,598 604,3 613,0 0,45 0,016 610,6 613,0 0,90 80 2,330 621,3 632,0 0,44 0,013 628,4 632,0 0,94 The experimental results are consistent with the apparent second-order adsorption model because of a high determination coefficient (R2 = 0.90÷0.97) The analysis of data on the Weber and Boyd models shows that both intra-particle diffusion and membrane diffusion are involved in controlling the diffusion of CGR molecules on adsorbent ZIF-67 3.2.2 Adsorption equilibrium The experimental isotherm adsorption data for CGR dyes on ZIF-67 are consistent with both Langmuir and Freundlich isotherm models Table 3.2 Parameters of Langmuir and Freundlich isotherm models T (K) Langmuir isotherm model Freundlich isotherm model P KF n R2 p 0,95 0,003 272,6 3,7 0,99 (2Zn/8Co)ZIFs (1637 m2.g–1) > (5Zn/5Co)ZIFs (1453 m2.g.–1) > (8Zn/2Co)ZIFs (1403 m2.g–1) > ZIF-8 (1279 m2.g–1) 300 a ZIF-67 (2Zn/8Co)ZIF (5Zn/Co)ZIF (8Zn/2Co)ZIF ZIF-8 Độ hấp thụ 1.0 0.8 ZIF-67 (2Zn/8Co)ZIF (5Zn/5Co)ZIF (8Zn/2Co)ZIF 200 0.6 150 0.4 100 0.2 50 0.0 b 250 (h) 1.2 ZIF-8 -0.2 200 400 600 Bước sóng (nm) 800 1000 h Figure 3.17 (a) UV-Vis DR spectrum and (b) Tauc graph of ZIF-67, (Zn/Co)ZIFs, and ZIF-8 The band-gap energy of ZIF-67, ZIF-8, and (Zn/Co)ZIFs was studied by measuring the UV-Vis diffuse reflection at room temperature (Figure 3.17) 17 Table 3.4 Band-gap energy of ZIF-67, (Zn/Co)ZIFs, and ZIF-8 Material E1 (eV) E2 (eV) Eg (eV) ZIF–67 1,6 2,3 3,8 (2Zn/8Co)ZIFs – 1,9 3,6 (5Zn/5Co)ZIF – 1,6 2,5 (8Zn/2Co)ZIF 2,5 2,9 2,9 – – 5,2 ZIF–8 3.5 DECOMPOSITION OF CGR BY (Zn/Co)ZIFs 3.5.1 Decomposition of CGR by different catalysts 100 Phân hủy quang xúc tác Hấp phụ F (%) 80 60 40 20 ZIF -67 (2Z n/8 Co )Z (5Z IF (8Z n/5 C o)Z ZIF n/2 C IF -8 o)Z IF Figure 3.18 Decomposition of CGR by different catalysts under visible light ZIF-67 has the highest adsorbent efficiency of about 85.6% The efficiency is 72.7% for (2Zn/8Co)ZIFs, 62.3% for (5Zn/5Co)ZIFs, 58.2% for (8Zn/2Co)ZIFs, and only 51.8% for ZIF-8 Under visible light, ZIF-67 and ZIF-8 not exhibit catalytic activity The catalytic activity of ZIF-67 and ZIF-8 only increases significantly when zinc is added to the material (the red part in Figure 3.18) and is the highest in (8Co/2Zn)ZIFs 18 3.5.2 Influence of pH and free radical scavengers The results show that the color reduction efficiency decreases significantly when the pH increases after pHPZC The total dye removal efficiency by adsorption and photochemical reaction tends to decrease as the pH increases This might be because hydroxyl (OH–) ions can compete with the adsorption of CGR molecules on adsorbent surfaces and photocatalytic reaction when pH increases 120 a 100 b (2Zn/8Co)ZIF KI Isopropanol Benzoquinone Delta pH 110 80 0 10 12 Phân hủy quang xúc tác pH -1 F ( %) F (%) pHZPC = 10 100 90 80 60 Hấp thụ bóng tối 40 70 Hấp phụ bóng tối Phân hủy quang xúc tác 60 20 50 10 11 pH 50 100 150 200 250 300 Thời gian (phút) Figure 3.19 a) Influence of pH on CGR decolorization on catalysts (2Zn/8Co)ZIFs; b) Influence of free radical scavengers The results show that the photoluminescent holes (h+) and hydroxyl radicals (·OH) play an important role in CGR decomposition, while O2·– is not the main active agent in the photochemical decomposition 19 3.5.3 Photochemical decomposition of CGR on (2Zn/8Co)ZIFs under visible light 45 a Abs 1.5 1.0 b 40 Nồng độ CGR ban đầu Hấp phụ bóng tối 120 phút 60 phút chiếu đèn 120 phút chiếu đèn 180 phút chiếu đèn 240 phút chiếu đèn 300 phút chiếu đèn COD (mg.L-1) 2.0 35 30 Phân hủy quang xúc tác 25 Hấp thụ tối 20 0.5 15 10 0.0 200 300 400 500 600 700 800 900 60 120 Độ dài sóng (nm) 180 240 300 Thời gian (phút) 360 420 Figure 3.20 a) Influence of exposure time on absorption and b) COD of CGR solution when using (8Co/2Zn) IFs as photocatalyst The results show that the chromophores are completely mineralized during the exposure process The catalytic heterogeneity is shown in Figure 3.21 When the catalyst is filtered after 150 minutes of reaction, the discoloration of the solution halts even though the exposure continues to 260 minutes 80 Không có xúc tác Sau 120 hấp phụ bóng tối xúc tác lọc sau 150 phút Hấp phụ bóng tối phân hủy quang xúc tác C (mg.L-1) 60 40 Lọc xúc tác sau 150 phút 20 Phân hủy quang xúc tác Hấp phụ bóng tối 0 50 100 150 200 Thời gian (phút) 250 300 Figure 3.21 Heterogeneity test (experimental conditions: VSol = 500 mL; catalyst weight = 0.05 g; adsorption in the dark for 120 minutes; exposure for 260 minutes) 20 Photocatalytic reactions can occur as follows: (2Zn/8Co)ZIFs (h+/ e–) → (2Zn/8Co)ZIFs + hν (2Zn/8Co)ZIFs(h+) + H2O → ˙OH + H+ + (2Zn/8Co)ZIFs(h+) ˙OH + CGR → Decomposition products CGR + (2Zn/8Co)ZIFs(h+) → Decomposition products + (2Zn/8Co)ZIFs The ability to convert dyes was studied through the Hinshelwood-Langmuir model for heterogeneous catalysis at different concentrations ( ) (3.3) where kr is the decay rate constant (min–1); C0 and Ct are the concentrations of the original CGR and at time t a 150 mg.L-1 100 mg.L-1 90 mg.L-1 80 mg.L-1 70 mg.L-1 60 mg.L-1 50 mg.L-1 30 mg.L-1 C (mgL-1) 150 100 Hấp phụ tron tối Phân hủy quang xúc tác 50 0 50 100 150 200 250 300 Thời gian (phút) Figure 3.22 a) Adsorption kinetics and catalytic decomposition on (2Zn/8Co)ZIFs The results in Table 3.5 show that the decomposition rate (kr) of CGR on (2Zn/8Co)ZIF decreases from 0.048 to 0.0054 min–1 as the CGR concentration increases from 70 to 150 mg/L This can be 21 explained by the fact that a greater concentration of CGR can obstruct light from interacting with the catalyst, resulting in reduced photocatalytic efficiency and reduced color decomposition rate Our results are consistent with those of previous research To compare the photocatalytic activity of (2Zn/8Co)ZIFs with that of other materials, using CGR as a model dye under the same exposure conditions, we use the decomposition rates The results show that the rate constant (kr) of CGR decomposition on (2Zn/8Co)ZIFs is much higher than that on other previously published materials This shows that the (2Zn/Co)ZIFs has a high photocatalytic activity for decomposition of CGR Table 3.5 CGR decomposition rate at different concentrations C (mg/L) 70 80 90 100 150 Langmuir-Hinshewood rate constant, kr (min–1) 0,048 0,0197 0,012 0,0081 0,0054 R2 p 0,905 0,979 0,995 0,988 0,919 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 3.5.4 Recycling (2Zn/8Co)ZIFs a 95 b 91 5000 cps 100 87 Mẫu (2Zn/8Co)ZIFs ban đầu Cường độ (abr.) F (%) 80 60 40 Tái sinh lần Tái sinh lần 20 Tái sinh lần Lần Lần Lần 10 20 30 40 50 2(độ) Figure 3.23 Photocatalytic decomposition efficiency 22 60 the The efficiency for the first recycling is 95%, and the third is 87% compared with the original use (Figure 3.23a) The XRD patterns of the catalyst (2Zn/8Co)ZIFs recycled after three times not appear to be changed, as shown in Figure 3.23b In addition, (2Zn/8Co)ZIFs is also used to catalyze the photochemical decomposition of methylene blue and methyl orange The results show that the capacity of adsorption and photocatalytic decomposition of (2Zn/8Co)ZIFs for CGR is greater than that for MO and MB (Figure 3.24) MB MO CGR 50 Ct (mgL-1) 40 Phaân hủy quang xúc tác 30 20 Hấp phụ tối 10 0 50 100 150 200 Thời gian (phút) 250 300 Figure 3.24 Kinetics of adsorption and photocatalytic decomposition of MB, MO, and CGR on (Zn/Co)ZIFs 23 CONCLUSION ZIF-67 has been successfully synthesized with the microwave-assisted and solvo-thermal method; the optimal conditions have been studied, and the results show that the microwave-assisted method has many advantages compared with the classical methods, such as short time, high efficiency, homogeneous morphology, high crystallinity, large specific surface area, and large porous volume (1935 m2/g and 0.98 cm3/g) The kinetic, isotherms, and thermodynamic studies for Congo red adsorption in aqueous solutions on imidazolate zeolite-67 framework have been performed The multi-segment linear regression method, combined with the Akaike information standards, is a useful statistical tool for analyzing the isotherms and kinetic models The results show that the CGR adsorption data on ZIF-67 are consistent with the apparent second-order adsorption model and that both intra-particle diffusion and membrane diffusion control the adsorption of CGR molecules on ZIF-67 adsorbents Experimental isotherm and adsorption data for CGR on ZIF-67 are consistent with both Langmuir and Freundlich isotherm models in the temperature range of 301–331 K The adsorption capacity of ZIF-67 for CGR is 714.3 mg/g In addition, ZIF-67 also has high adsorption capacity with methylene blue and rhodamine B ZIF-67 is stable in aqueous solutions and shows favorable thermodynamic super absorption capacity Therefore, ZIF-67 can be considered as one of the promising MOFs adsorbents to remove dye from aqueous solutions 24 ZIF-67 was used to modify glassy-carbon electrodes to determine dopamine and paracetamol by means of differential pulse anodic stripping voltammetry The electrochemical signals of DPM and PRA on ZIF-67/GCE electrodes have been greatly enhanced, which can contribute to high adsorption capacity and high electron transfer efficiency The modified electrodes are promising for the determination of DPM and PRA with many characteristics, such as high sensitivity, low detection limits, and high recovery efficiency The standard addition method, combined with the differential pulse anodic stripping voltammetry method was used to determine DPM and PRA in real pharmaceutical samples The results obtained are statistically significant The imidazolate-based zeolite framework (Zn/Co) with a molar ratio of Zn/Co from 0/10 to 10/0 was synthesized using the solvo-thermal microwave-assisted method The sample (Zn/Co)ZIFs with an initial 2/8 molar ratio is stable in water in the pH range of to 12 and shows good photochemical catalytic decomposition capacity under visible light for CGR The decomposition of CGR on the catalyst takes place completely and CO2 is formed The ZIFs (2Zn/8Co) catalyst appears stable and could be reused at least three times with a slight lost of activity In addition, this catalyst also can remove other dyes, such as methylene blue and methyl orange 25 LIST OF PUBLISHED WORKS RELATING TO DISSERTATION I Domestic papers Nguyễn Thị Thanh Tú, Lương Văn Tri, Văn Thị Mỹ Liên (2018), Study on synthesis of ZIF-67 metal-organic framework using the microwave-assisted method (Nghiên cứu tổng hợp vật liệu khung hữu kim loại ZIF-67 phương pháp vi sóng), Journal of Chemistry and Application (Tạp chí Hóa học ứng dụng), Số 1(41)/2018 Nguyễn Thị Thanh Tú, Nguyễn Hải Phong, Dương Thị Kim Chung, Trần Vĩnh Thiện, Nguyễn Đức Anh Vũ (2018), Study on synthesis of ZIF-67 metal-organic framework and application for glassy-carbon electrode modification to determine dopamine and paracetamol (Nghiên cứu tổng hợp vật liệu khung hữu kim loại ZIF-67 ứng dụng biến tính điện cực than thủy tinh xác định Dopamine Paracetamol), Hue University Journal of Science: Natural Science (Tạp chí khoa học Đại học Huế: Khoa học tự nhiên), Vol 127(1B) Nguyễn Hải Phong, Nguyễn Thị Thanh Tú, Trần Văn Thanh, Đặng Thị Ngọc Hoa (2019), Photocatalytic decomposition of some dyes in aqueous solutions using catalyst (Zn/Co)-Zeolite imidazole frameworks (Phân hủy quang xúc tác số phẩm màu thuốc nhuộm dung dịch nước sử dụng chất xúc tác (Zn/Co)-Zeolite imidazole frameworks), Journal of Science and Technology, University of Sciences, Hue University (Tạp chí Khoa học Công nghệ, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế) (Accepted) 26 II International papers (ISI) Nguyen Thi Thanh Tu, Tran Vinh Thien, Pham Dinh Du, Vo Thi Thanh Chau, Tran Xuan Mau, and Dinh Quang Khieu, Adsorptive removal of Congo red from aqueous solution using Zeolitic Immidazolate framework-67, Journal of Environmental Chemical Engineering, 6,(2), 2018, 2269-2280 (ESCI/Q1) Nguyen Thi Thanh Tu, Phung Chi Sy, Tran Vinh Thien, Tran Thanh Tam Toan, Nguyen Hai Phong, Hoang Thai Long, and Dinh Quang Khieu, Microwave-assisted synthesis and simultaneous electrochemical determination of dopamine and paracetamol using ZIF-67-modified electrode, Journal of Materials Science, 54, (17), 2019, 11654-11670 (SCI/Q1) Nguyen Thi Thanh Tu, Phung Chi Sy, Tran Thanh Minh, Huynh Thi Minh Thanh, Tran Vinh Thien, Hoang Thai Long and Dinh Quang Khieu, Synthesis of (Zn/Co)-based zeolite imidazole frameworks and their applications in visible-driven photocatalytic degradation of Congo red, Journal of Inclusion phenomena and Macrocyclic chemistry Doi.org/10.1007/s10847-019-00925-7( SCI/Q2) 27 ... chung vật liệu khung hữu kim loại (MOFs) 1.2 Vật liệu khung hữu kim loại ZIF-67 1.3 Phương pháp tổng hợp ZIF-67 1.4 Các hướng biến tính vật liệu ZIF-67 ứng dụng 1.4.1 Ứng dụng vật liệu ZIF-67 làm... cấu trúc vật liệu ZIF-67 đóng vai trị quan trọng ứng dụng chưa đề cập đến nhiều Dựa vào lý chúng tơi chọn đề tài nghiên cứu ? ?Tổng hợp, biến tính ứng dụng vật liệu khung hữu – kim loại ZIF-67? ?? Mục... nghiên cứu: Tổng hợp biến tính vật liệu khung hữu – kim loại ZIF-67 có hoạt tính xúc tác, hấp phụ cảm biến điện hóa Những đóng góp luận án: ZIF-67 tổng hợp vi sóng cho hiệu suất cao có tính chất