توسعه ی چارچوب آلی کووالانسی اصلاح شده با بتاسیکلودکسترین به عنوان جاذب سبز نوین برای حذف رنگ های آلی از محیط های آبی: سنتز، مشخصه یابی و تحلیل مکانیزم جذب

زمینه و هدف: آلودگی ناشی از ترکیبات رنگزا در پساب های صنعتی به دلیل پایداری شیمیایی، سمیت و قابلیت تجمع زیستی، از چالش های مهم زیست محیطی است. در این پژوهش با هدف ارائه راهکاری کارآمد، یک نانوجاذب هیبریدی مبتنی بر چارچوب آلی کووالانسی اصلاح شده با بتاسیکلودکسترین (COF–βCD) سنتز و ارزیابی شد. روش بررسی: سنتز به گونه ای طراحی شد که ویژگی های متخلخل COF حفظ و واحدهای β-CD برای ایجاد قابلیت کمپلکس سازی وارد ساختار شوند. مشخصه یابی توسط FTIR، XRD، FESEM و TGA انجام گرفت. پیش از سنجش غلظت ها، صحت عملکرد دستگاه با رسم نمودار کالیبراسیون (R۲ > ۰.۹۹) تایید شد. آزمایش های جذب در دمای ۲۵ درجه سانتی گراد و سرعت ۲۰۰ دور بر دقیقه برای بررسی اثر متغیرهای کلیدی شامل pH (در محدوده ۲ تا ۱۰)، غلظت اولیه رنگ (۱۰ تا ۳۰۰ میلی گرم بر لیتر) و دوز جاذب (۰۵/۰ تا ۰/۵ گرم بر لیتر) انجام پذیرفت. یافته ها: نتایج نشان داد که اصلاح موفقیت آمیز بوده و ماده از پایداری حرارتی و سطح فعال مناسبی برخوردار است. ظرفیت های بیشینه جذب (Qmax) برای متیلن بلو، متیل رد و تارترازین به ترتیب برابر با ۵۹، ۳۵۸ و ۱۷۲ میلی گرم بر گرم به دست آمد. آنالیز ایزوترم ها نشان داد که جذب متیلن بلو و تارترازین از مدل لانگمویر و متیل رد از مدل فروندلیچ پیروی می کنند. همچنین برازش سینتیکی با مدل شبه مرتبه دوم، بیانگر دخالت برهم کنش های شیمیایی و کمپلکس سازی در مکانیزم جذب است. بررسی pH نشان داد محیط های اسیدی برای حذف رنگ های آنیونی (MR و TZ) و محیط های قلیایی برای رنگ کاتیونی (MB) بهینه هستند بحث و نتیجه گیری: آزمون های بازیابی نشان دادند که پس از پنج چرخه جذب-واکشی، کاهش کارایی کمتر از ۷٪ است. این ویژگی ها COF–βCD را به عنوان یک جاذب سبز، با قابلیت بازسازی و کارایی بالا برای تصفیه پساب های صنعتی معرفی می کند.

کلیدواژه ها:

چارچوب آلی کووالانسی (COF) ، بتاسیکلودکسترین (β-CD) ، جذب سطحی ، ایزوترم لانگمویر ، سینتیک شبه مرتبه دوم.