ダブルの合成 - 甘粛クリスタルヒーリング株式会社

Scientific Reports volume 13、記事番号: 8092 (2023) この記事を引用

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2 オルトメトリック

メトリクスの詳細

ここでは、水熱法による二重殻周期メソポーラス有機シリカナノスフェア/MIL-88A-Fe (DSS/MIL-88A-Fe) 複合材料の合成を報告します。合成された複合材料の構造的および組成的特徴を調査するために、FT-IR、XRD、BET、TEM、FE-SEM、EDX、EDX マッピングなどのさまざまな分光および顕微鏡技術が使用されています。この合成手順で注目すべき点は、MOF と PMO を統合して、より高い比表面積やより多くの活性サイトなどの吸着剤の性能を向上させていることです。この組み合わせにより、それぞれ DSS と MOF に起因する平均サイズ 280 nm と長さ 1.1 μm の構造、微細孔構造、および比較的大きな比表面積 (312.87 m2/g) が得られます。調製されたままの複合体は、水から Pb2+ を除去するための高い吸着容量 (250 mg/g) と迅速な吸着時間 (30 分) を備えた効果的な吸着剤として使用できます。重要なことに、DSS/MIL-88A-Fe 複合材料は、連続 4 サイクル後でも水からの Pb2+ 除去性能が 70% 以上を維持したため、許容可能なリサイクルと安定性を示しました。

人間のあらゆる活動にとって、安全な水は不可欠な物質ですが、汚染物質の存在は、きれいな水を得る上での人間にとって最も重大な課題の 1 つです。工業化の急速な発展は、環境中の重金属汚染の増加につながります1、2、3。自然界への重金属の排出による水質汚染を減らすために、環境保護庁 (EPA) はこの目的のために特定の許容限度を設定しています。 WHO および EPA のガイドラインによると、産業排水および飲料水中の Pb2+ の最大許容濃度は、それぞれ 0.01 mg/L および 0.015 mg/L に近づくと決定されました4,5。 EPA ガイダンスに基づくと、廃水中の Pb (II) の値は 0.05 mg/L です6、7。さらに、工場排水中の鉛イオン濃度は約 200 ～ 500 mg/L です。この値は基準水質よりも著しく高いため、上水道や下水道に排水する前には鉛イオン濃度を0.05～0.10 mg/Lのレベルまで低減する必要があることに注意が必要です6,8。 9. 鉛を含む重金属イオンは人間の健康や環境に悪影響を及ぼします。これらの重金属は、体内で多くの病気や合併症を引き起こす可能性があります10、11。したがって、水や廃水から Pb2+ を含む重金属を除去することは、水資源を保護するだけでなく、人間の永続的な生存にとっても非常に重要です。この本質的な問題に従って、科学者たちは環境供給物から重金属を除去できる新しい技術に焦点を当ててきました12、13、14、15。一般に、重金属や放射性イオンを捕捉して水を浄化するために利用されるいくつかの処理方法は、吸着 16、膜 17、化学 18、電気 18、および光触媒 19,20 ベースの処理に焦点を当ててきました。中でも、吸着プロセスは、その単純な性能、さまざまな吸着剤の供給源、手頃なコスト、簡単な操作、高効率、および吸着剤の再生能力のため、重金属イオンを処理する最も効率的な方法の 1 つです21。近年、金属酸化物 22,23,24,25,26,27、活性炭 28,29,30,31,32,33,34、カーボンナノチューブ 35,36,37,38,39,40 などの従来の吸着材料が使用されています。大きな注目を集めています。間違いなく、これらの材料は優れた吸着挙動を示します。それにもかかわらず、それらの中には、サイズと細孔容積が小さい、吸着速度の低下、複雑な調製、再生の困難、吸着効率の低さなどのいくつかの欠点を依然として抱えているものもあります。したがって、新しい吸着材料の開発が急務となっている。

最近では、金属有機フレームワーク (MOF)41,42,43,44,45,46 や中空周期メソポーラス有機シリカ (PMO)47,48,49,50,51,52,53,54,55 などの多孔質材料が開発されています。 ,56 人は、吸着分野における包括的な応用の見通しに魅力を感じています。金属有機フレームワーク (MOF) は、金属有機材料 (MOM) の分野における新しいクラスのハイブリッドおよび結晶材料としても知られています 57,58,59 は、強い配位結合を介して架橋された金属中心またはクラスターによって構築されます。有機リンカーを含む60、61、62、63、64。 MOF NP を取得するための合成手順は、水熱法 65 とソルボサーマル法 66,67 を含む 2 つの主要なカテゴリに分類されます。どちらの手順でも、安定した酸化状態の金属イオン、つまりアルカリ元素、アルカリ土類元素、遷移金属元素、希土類元素を含む 2 つの溶液 68 を、ポリカルボン酸分子やポリアザ複素環などの有機リンカー 69 と混合して、幅広い反応を実現しました。さまざまな結晶構造と安定した MOF 構造を提供します。近年、これらの材料は、高い表面積70、明確な細孔構造71、調整可能な構造的特徴72などの魅力的な特徴により、急速かつ広範な注目を集めています。そのユニークな特性により、ガス貯蔵 73、精製 74、分子センシング 75、薬物送達 76、有機触媒、水浄化 77 など、多くの用途の優れた候補となっています。水処理用途の場合、MOF を小さなサイズの粉末で使用すると、これらの化合物の水に対する親和性が高く、凝集の可能性が高まり、したがって回収が困難になるため、いくつかのリスクが伴います45。この問題の結果、MOF ナノ粒子は飲料水に直接侵入し 78、長期的な環境ナノ毒性、重金属汚染問題を引き起こし、人間の健康に影響を与える可能性があります 79。一方で、MOF 構造の一部は湿気や水に敏感であり、これが金属有機構造体 (MOF) の構造崩壊を引き起こし、応用用途においては重大な欠点となります80。この現象の主な理由は、MOF の構造 (リンカーと金属クラスターの性質) と、水の吸着で起こる架橋効果につながる活性化プロセスによって説明できます 46。例えば、軸方向の水配位子と BTC リンカーでキャップされた銅イオンで構成される HKUST-1 MOF (= (Cu3(BTC)2) (BTC = ベンゼン-1,3,5-トリカルボキシレート)) の活性化プロセスでは、軸方向の水配位子が除去され、その結果、銅中心の幾何学的配置が比較的安定した正方形の平面配位に向けて新たに配置されました81。しかし、報告された論文46,81によれば、HKUST-1は高い水吸着親和性を有し、水と直接接触すると長期安定性を示さなかった。このグループに対して、MIL-101(Fe) などの一部の MOF 材料は優れた水安定性を示します。彼らは、重金属の除去などの水吸着用途のための有望な材料の有力な候補として紹介することができる82、83、84、85。 MOF化合物の利点をさらに高めるために、これらの材料にPMOなどの優れた吸着剤を組み込むことで、機械的特性が向上した複合材料を形成することができます。

高度な有機-無機ハイブリッド材料としてのいわゆる周期的メソポーラス有機シリカ (PMO) は、多孔質チャネル 54、堅牢な多孔質有機-無機フレームワーク 86、調整可能な細孔サイズ組織 87,88、生体適合性 89、および（ナノ）材料の中で最も高い有機含有量90。これらの優れた特性により、PMO は吸着 47,48,49,50,51,52、触媒 91,92,93,94,95,96,97、集光 98,99、エレクトロニクス 100,101,102、模擬生物学的媒体における薬物放出研究103,104,105,106,107,108、クロマトグラフィー109、酵素固定化110,111、および殺菌剤112,113。 PMO は、ジヒドロピラノ[3,2-c] クロメン誘導体の合成 114、薗頭反応 115、チャン・ラムカップリング 116、さまざまな異なるアルデヒドとマロノニトリルの縮合 117、クネーフェナーゲル縮合 118、アルコール 119,120、ポリヒドロキノリンのクリーンな生産 121、および Heck 反応 122。また、これらの材料を重金属 (鉛など) の選択的吸着と分離のための吸着剤として応用することは、最も魅力的な研究分野の 1 つであると考えられています。 PMO を使用した重金属イオンの除去は、そのフレームワーク内の機能性シラン前駆体の影響を受けやすいことに注目するのは興味深いことです 123。言い換えれば、研究目的の基礎と除去する金属イオンの種類に応じて、PMO 前駆体は非常に慎重に変更され、選択されます（ハード・ソフト酸・塩基（HSAB）理論による）。この点に関して、硬質酸 (Mg2+、Ca2+、Cr3+ など) は、電気陰性度の高い硬質塩基に対して親和性を持っています。軟酸 (Hg2+、Pd2+、Hg2+ など) は軟塩基と反応し、軟 N および O-供与体リガンドに対して強力な親和性を持ち、境界酸 (Zn2+、Fe2+、Cr2+ など) は境界塩基と反応します 124,125,126。有機基で架橋されたシロキサン単位で構成される PMO は、伝統的にゾルゲル法とグラフト法の両方で合成されます 119。ゾルゲルプロセスには、有機架橋アルコキシシラン (RʹO)3Si-R-Si(ORʹ)3 と、ブロック剤としてのコポリマーまたは界面活性剤を混合することが含まれます 56,127,128。一方、グラフト法では、非架橋有機シリカ前駆体が事前に調製された PMO 材料に結合されました 119。 PMOの細孔壁にいくつかの特定の有機基を挿入することにより、有機ユニットと無機ユニットの両方の利点を備えた新しいシリカ（ナノ）材料が得られました56、87、127、128、129、130、131、132、133、134、135。興味深いことに、PMO の内部表面と外部表面を修飾することにより、細孔の親水性と疎水性が調整され、溶媒中でのこれらの材料の特性が制御されます 136,137,138。さらに、報告された文献 139 によれば、pH、酸化還元、光化学、生化学条件などの特定の条件下では、PMO 材料が変化する可能性があります。ここで、これらの化合物を他の材料 (MOF など) で修飾することは、問題を解決する優れた解決策となる可能性があります。

この研究では、水の安定性と吸着能力を高めることを目的として、二重殻周期性メソポーラス有機シリカ（DSS）とMIL-88A-Feの統合による新しいナノ複合材料の合成に焦点を当てました。以下では、水から鉛を除去するための吸着剤としての DSS/MIL-88A-Fe の性能を調べます。これは、水中の重金属イオンの処理における PMO と MOF の統合に対する理論的基礎を提供します。

FTIRスペクトルは、室温で装備されたThermo Nicolet Avatar 370分光計の透過モード4000〜400 cm-1で記録されました。粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）は、ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙＸ'ＰｅｒｔＰｒｏＭＰＤ回折計でＣｕＫα（λ＝０．１５４ｎｍ）放射線を用いて実施した。窒素吸着等温線は、吸着質として N2 を使用し、Quantachrome Instruments バージョン 2.2 で -196 °C で測定されました。透過型電子顕微鏡（TEM）は、EM10C-100 kV 顕微鏡（ZEISS Company）を使用して実施されました。 FE-SEM 画像、EDX、および EDX マッピングは、15.00 kV の低加速電圧および約 500 nm の解像度で動作する TESCAN (モデル: Sigma VP) 走査型電子顕微鏡 (ZEISS Company) によって記録されました。誘導結合プラズマ発光分光法 (ICP-OES) は、Varian Vista Pro CCD (オーストラリア) を使用して実施されました。サンプルの UV-Vis スペクトルは、Hitachi UV-2910 分光光度計で取得されました。

すべての試薬と化学薬品はさらに精製せずに使用しました。無水エタノール (EtOH、99.9%)、濃アンモニア (28 wt%)、臭化セチルトリメチルアンモニウム (CTAB、≧ 98%)、塩酸 (HCl、38%)、オルトケイ酸テトラエチル (TEOS、98%)、1,2-ビスこの研究で使用した (トリエトキシシリル) エタン (BTEE、97%) およびフマル酸 (HO2CCH = CHCO2H) は、Sigma-Aldrich から購入しました。塩化第二鉄六水和物 (FeCl3・6H2O) は PubChem から購入しました。抵抗率 18.2 MΩ cm-1 の脱イオン水がすべての実験で使用されました。

二重殻 PMO ナノスフィアは、文献報告に基づくゾルゲルプロセスによって得られました 140。典型的な合成では、0.16 g の CTAB をエタノール (30 mL)、濃アンモニア (1.0 mL)、および脱イオン水 (75 mL) の混合溶液と 40 °C で 30 分間混合しました。その後、BTSE (0.119 g、0.33 mmol) および TEOS (0.116 g、0.56 mmol) を含む混合物を、40 °C で激しく撹拌 (1100 rpm) しながら上記の混合物に素早く加え、24 時間保持しました。 2層メソ構造有機シリカ球体を得るために、初期モル比のTEOSとBTSEの混合物を前のステップの混合物に添加しました。さらに40℃で24時間撹拌した後、スラリーを遠心分離により回収し、エタノールで洗浄した。周期的メソ構造有機シリカ球体を 360 mL の脱イオン水に再分散し、テフロンで裏打ちされたステンレス鋼オートクレーブに移し、エアフロー電気オーブンで 140 °C で 5 時間加熱しました。オートクレーブを室温まで冷却した後、生成物を遠心分離によって収集した。続いて、エタノール１８０ｍＬと濃ＨＣｌ３６０μＬを含む溶液による溶媒抽出処理により、生成物からＣＴＡＢ鋳型を除去した。最後に、エタノールで 3 回洗浄し、高真空下 80 °C で一晩乾燥した後、二重シェルのエタン架橋 PMO ナノスフェアが得られました。

超音波法によりMIL-88A-Feを調製するために、1mmolのFeCl3・6H2O（0.27g）を、一定のモル濃度を維持しながら、体積比4.5：1で予め調製したDMFとエタノール溶液の混合物10mLに溶解した。比 (NaOH:Fe = 0.8:1)。等モル比のFeCl3・6H2Oで、フマル酸(1mmol、0.116g)を5mLのDMFに溶解した。その後、両方の溶液を混合し、連続波モードで 20 W および 10 kHz を使用してプローブを使用して 10 分間超音波処理しました。次に、合成したままの MIL-88A-Fe ロッドを遠心分離し、DMF とエタノールで数回洗浄し、真空下 85 °C で一晩乾燥させました 141。

スキーム 1 に示すように、DSS/MIL-88(A)-Fe 複合材料の合成手順は水熱処理によって進められます。まず、一定量の二重殻エタン架橋 PMO 粉末 (10 wt%) を超純水 20 mL に超純水浴中で室温で 1 時間分散させました。その後、１ミリモルのＦｅＣｌ３・６Ｈ２Ｏ（０．２７ｇ）および１ミリモルのフマル酸（０．１１６ｇ）を、体積比４．５：１で予め調製したＤＭＦとエタノール溶液の混合物に溶解し、０．８：１のＮａＯＨ対Ｆｅを得た。反応媒体中の比率。次に、二重殻のエタン架橋 PMO 溶液を上記の溶液に徐々に滴下し、同じ条件下で 15 分間超音波処理しました。次に、混合物を 100 mL オートクレーブに移し、密閉し、65 °C で 12 時間加熱しました。 DSS/MIL-88A-Fe 複合材料は遠心分離によって得られ、エタノールで数回洗浄され、真空下 85 °C で 12 時間乾燥されました。

二重殻周期メソポーラス有機シリカナノスフェア/MIL-88A-Fe複合材料の調製。

Pb(OAc)2 塩を脱イオン溶液に溶解することにより、さまざまな初期濃度の Pb2+ 溶液 (10、20、40、60、80、および 100 mg/L) を調製しました。続いて、DSS/MIL-88(A)-Fe 複合材料 (15 mg) を Pb2+ 溶液 (50 mL) に加えて、pH 6 で Pb (II) を吸着させました。試験中 (5 ～ 150 分間)、懸濁液を撹拌しました。温度はサーモスタット水浴 (25 ± 2 °C) によって制御されました。吸着速度論データは、実験の進行中のさまざまな期間で 5 mL の懸濁液をサンプリングすることによって取得されました。固体吸着剤複合体を濾過により溶液から分離した。

平衡状態における固体吸着剤複合体による Pb2+ の吸着容量 (\({q}_{e}\)、mg g−1) および Pb2+ の除去効率 (%) (R) は、次のように計算されました。式: ここで、C0 (mg/L) は Pb (II) の初期濃度、Ce (mg/L) は液相の平衡濃度です。 V は溶液の体積 (mL)、m は吸着剤の量 (mg) です。

DSS/MIL-88(A)-Fe 複合材料の調製をスキーム 1 に示します。最初に、ゾルゲル重合プロセスによって単分散二重殻周期メソポーラスシリカナノスフェアが得られました 140。 SiO2 ナノスフィアの 2 層は、オルトケイ酸テトラエチル (TEOS) と 1,2-ビス(トリエトキシシリル) エタン (BTSE) を含むシラン前駆体の水エタノール溶液混合物による、臭化セチルトリメチルアンモニウム (CTAB) 界面活性剤によるゾルゲル法によって達成されました。。二重殻 SiO2 ナノスフィア (DSS) は、TEOS と BTSE の混合物を反応溶液に 24 時間間隔で段階的に添加することによって得られます。連続的に成長させた DSS 球体を 120 °C で 5 時間水熱処理して、固体状態を中空構造に変換しました。酸性エタノールによる殻からのCTAB界面活性剤の抽出後に、規則正しい放射状メソチャネルを有する2層のSiO2ナノスフェアを得ることができた。溶液から Pb2+ を除去するための DSS/MIL-88(A)-Fe 複合吸着剤の調製は、水熱処理によって進められました。超純水中の一定量のFeCl3・6H2Oに、撹拌しながらフマル酸を加えた。次に、DSS ナノスフェア溶液を溶液の上に徐々に滴下し、2 時間激しく撹拌しました。次いで、混合物をオートクレーブに移して、最終的なナノ複合材料を得た。

二重殻周期メソポーラス有機シリカナノスフェア/MIL-88A-Fe複合材料の合成に成功した後、フーリエ変換赤外分光分析(FTIR)、粉末X線回折(XRD)、ブルナウアー分析などのさまざまな分光法を使用してその構造を評価しました。エメットおよびテラー (BET) 表面積分析、透過型電子顕微鏡 (TEM)、電界放射型走査型電子顕微鏡 (FE-SEM)、エネルギー分散型 X 線分光法、および誘導結合プラズマ発光分光法 (ICP-OES)。

(a) DSS ナノスフェア、(b) MOF MIL-88(A)-Fe、(c) DSS/MIL-88(A)-Fe 複合材料の FTIR スペクトルを図 1 に示します。図1aから明らかなように、1084、819、および465 cm-1にある典型的な吸収バンドは、それぞれSi-O-Si結合の非対称、対称、および屈曲振動に割り当てられています。 DSS ナノスフィアの FT-IR スペクトルは、約 2930 cm-1 の吸収バンドを示しました。これは、-CH2-CH2- 基の C-H 結合の振動に起因すると考えられ、エタン架橋骨格を明確に示しています。

(a) DSS ナノスフェア、(b) MIL-88(A)-Fe MOF、および (c) DSS/MIL-88(A)-Fe 複合材料の FTIR スペクトル。

3440 cm-1 の広い吸収バンドと 1623 cm-1 の特徴的なバンドは、それぞれ、DSS ナノスフェア内の表面に結合したヒドロキシル基 (ν O-H) と吸着された水分子の伸縮モードと屈曲モードに関連している可能性があります 140。 MOF MIL-88(A)-Fe の FTIR スペクトル (図 1b) では、フマル酸配位子の ν(C=C) に対応するバンドが 1690 cm-1142 の領域に鋭いバンドとして現れます。また、1607 および 1398 cm-1 の 2 つの影響力のあるバンドは、それぞれフマル酸のカルボキシル基の非対称および対称振動モードに起因すると考えられます。 790 cm-1 の特徴的なピークは、有機リンカーの C-H 屈曲振動に関連付けられている可能性があります 143。さらに、640 cm-1 の吸収バンドはカルボニル基に割り当てられています 144,145。 DSS/MIL-88(A)-Fe複合材料の場合、図1cで観察できるように、O-Hの特徴的な伸縮振動（二重殻SiO2に起因）が3420 cm-1で見られます。これは、水分含有量の O-H 振動モード (MOF への空気中の水分の吸着に関連) によってカバーされます。さらに、ナノ複合材料の明確な構造は、1608 および 1398 cm-1 の吸収バンドの出現によって裏付けられました (カルボキシル基とFe3+の配位に起因する）、1054および800 cm−1の吸収帯（Si-O-Si結合の振動に関連）が得られ、スペクトル情報がXRD分析結果と一致することが確認されました。以下に説明します。

(a) DSS ナノスフェア、(b) MIL-88(A)-Fe MOF、および (c) DSS/MIL-88(A)-Fe 複合体の結晶構造を確認するには、粉末 X 線回折 ( PXRD）技術を実行し、その結果を図2に示します。二重殻SiO2（DSS）ナノスフェア（I）のアモルファス構造が2θ = でブロードな回折ピークを示すことが観察できます（図2a）。 22.5°146。 MIL-88(A)-Fe MOF の場合、主要な明確なピークは、(010)、( 101)、(110)、(002)、(012)、(022)、および (103) 結晶面 (図 2b)141,147。 DSS/MIL-88(A)-Fe 複合材料の XRD パターンでは、すべてのピークが対応する純粋な MIL-88(A)-Fe MOF のピークとよく一致しました。特に、（100）結晶ファセットに起因する2θ = 8.5°の回折ピークが、純粋なMIL-88(A)-Feの回折ピークよりも大きく発達しました（図2c）。この変化は、修飾複合材料の MIL-88(A)-Fe MOF 結晶配向を制御する二重殻周期メソポーラス有機シリカナノスフェアによるものである可能性があります。 XRD 結果は、純粋な MIL-88(A)-Fe MOF と目的の複合材料が首尾よく合成されたことを示唆しました。

DSS ナノスフィア (a)、MIL-88(A)-Fe MOF (b)、および DSS/MIL-88(A)-Fe 複合材料 (c) の XRD パターン。

合成されたままのナノ複合材料の BET 表面積と細孔構造は、触媒活性に影響を与える重要な要素であることが知られています。組織特性 (細孔径分布と BET 表面積) についてさらに洞察を得るには、DSS ナノスフェア (a)、MIL-88(A)-Fe MOF (b)、DSS/MIL-88 の N2 吸脱着分析を行います。（A）-Feナノ複合体（c）、およびPb2+吸着後のDSS/MIL-88（A）-Feナノ複合体（d）を図3に示します。図3aに見られるように、DSSナノスフェアは、次のような典型的なタイプIV等温線を示します。大きなヒステリシスループは、約 244.87 m2 g-1 の高い表面積と 0.864 cm3 g-1 の細孔容積をもつメソ多孔質構造の存在を示しています。図3bでは、MIL-88(A)-Fe MOFの等温曲線のヒステリシスループは、H3ヒステリシスループを伴う典型的なタイプIV等温線に起因する可能性があることがわかりました148。さらに、導出された BET (ブルナウアー・エメット・テラー (BET) 理論から得られた) 表面積と細孔容積は、それぞれ 236 m2 g-1 と 0.180 cm3 g-1 と推定されました。表1にまとめたデータから明らかなように、DSS/MIL-88(A)-Feナノ複合材料のBET表面積は、純粋なDSSおよびMOFよりも大きい(図3c)。純粋な DSS および MOF と比較して DSS/MIL-88(A)-Fe ナノ複合材料の細孔容積は大きいため、複合サンプルにメソ多孔質構造が提供され、物質輸送に適した経路が提供されます (表 1)。さらに、DSS/MIL-88(A)-Fe ナノ複合材料の平均細孔容積 (2.919 nm) は、純粋な DSS (14.115 nm) および MOF (3.056 nm) の平均細孔容積よりわずかに低く、これはおそらく相乗効果によるものと考えられます。これは、MOF と PMO の組み合わせが成功していることを意味します。さらに、吸着ブランチ（図3eに示す）を使用して計算されたバレット・ジョイナー・ハレンダ（BJH）細孔サイズ分布を調査すると、シェルのメソ多孔性に対応する、8、19、および61 nmを中心とする3つのピークが明確に示されています。、中空空隙（シェル間距離）、およびMOFのマクロ多孔性もそれぞれあります。 Pb2+ 吸着の前後で BJH を比較することにより、細孔サイズ分布に大きな変化は観察されなかったという結論を導くことができました (図 3e、f)。

DSS ナノスフェア (a)、MIL-88(A)-Fe MOF (b)、DSS/MIL-88(A)-Fe ナノコンポジット (c)、および DSS/MIL-88(A)- の N2 吸脱着分析Pb2+ 吸着後の Fe ナノ複合材 (d)。 DSS/MIL-88(A)-Fe ナノ複合材料 (e)、および Pb2+ 吸着後の DSS/MIL-88(A)-Fe ナノ複合材料 (f) の BJH プロット。

DSS/MIL-88(A)-Fe ナノ複合材料の形態学的研究は、電界放射型走査電子顕微鏡 (FE-SEM) および透過型電子顕微鏡 (TEM) を調査することによって実行されました。得られた結果を図4に示します。十分に合成されたDSS/MIL-88(A)-Feナノ複合材料を証明するために、最初に純粋なDDSナノスフェアとMIL-88(A)-Fe MOFをFE-SEMで検査しました。分析。図4aから観察できるように、DDSは均一な球形、単分散のサイズ分布、および粒子サイズが約280 nmの高い表面積を示します。また、オリジナルのMIL-88(A)-Fe MOFは、六角形の面と平均サイズ1.2μmのよく結晶化したロッドを示しています（図4b）。 DSS / MIL-88（A）-Feナノ複合材料の形成は、FE-SEM画像から明らかに確認されます（図4c、d）。図4c、dで明らかなように、得られたDSS / MIL-88（A）-Feナノ複合材料は、平均サイズがそれぞれ280 nmと1.1μmの親DSSとMOFの元の形状を保存していました。興味深いことに、ナノ複合構造は、図4aに示すように、DDSナノスフェアの規則的な配置の形成とともに、以前のMOF形態の範囲の寸法を有する六角棒構造の形成を示しています。さらに、形態に対するPb 2 + 吸着の影響を調査するために、吸着後のDSS / MIL-88（A）-Feナノ複合材料のFE-SEM画像を記録し、図4eに示しました。 Pb2+ の吸着前（図 4c、d）と後（図 4e）の DSS / MIL-88（A）-Fe ナノ複合材料の FE-SEM 画像を比較することにより、Pb2+ イオンが表面に吸着したと結論付けることができます。 DSS/MIL-88(A)-Fe ナノコンポジット。

DSS ナノスフィア (a)、MIL-88(A)-Fe MOF (b)、DSS/MIL-88(A)-Fe ナノ複合材料 (c、d)、Pb2+ 吸着後の SEM 画像 (e)、および DSS の再利用可能性4 回の吸着 - 脱着サイクル後の /MIL-88(A)-Fe ナノ複合材料 (f)。

合成された DSS/MIL-88(A)-Fe ナノ複合材料の形態をさらに詳しく理解するために、TEM 画像を調査し、図 5a ～ c に示しました。ナノ複合材料の TEM 画像により、二重殻構造に明るい領域と暗い領域が存在することが確認されます。さらに、図5a、bから明らかなように、TEM画像から観察された空洞は、DSSナノスフェアの表面にメソ多孔性チャネルの存在を示唆しました。 MIL-88(A)-Fe MOFの六角棒構造の形成が図5cで明確に観察されたことに注目してください。また、外層、内層、および中空ボイドの厚さ（シェル間距離）は、それぞれ〜13、〜20、および〜33 nmと推定されました。したがって、DSS ナノスフィアの全体の外径は約 280 nm であり、FE-SEM データに非常に近い値となります。

DSS (a) および DSS/MIL-88(A)-Fe ナノ複合材料 (b、c) の TEM 画像。

EDXスペクトルを調査すると、ナノ複合構造中にC、O、およびFe元素が存在することが確認されました（図6a）。吸着後、使用済み吸着剤表面で Pb2+ シグナルが検出されました (図 6b)。

DSS/MIL-88(A)-Fe ナノ複合材料の EDX (a)、および Pb2+ の吸着後 (b)。

DSS/MIL-88(A)-Feナノ複合材料をさらに評価するために、EDXマッピング分析を実行し、C、O、Si、Feが均一に分布していることが確認されました（図7a）。さらに、Pb2+ 吸着後の元素分布はほぼ同一でした。これらの発見は、Pb2+ が吸着剤表面にうまく付着したことを証明しました (図 7b)。

DSS/MIL-88(A)-Fe ナノ複合材料の EDX マッピング (a)、および Pb2+ の吸着後 (b)。

この研究では、二重殻周期メソポーラス有機シリカナノスフェア/MIL-88A-Fe 複合材料を使用して、水溶液からの Pb2+ の除去を研究しました。水溶液からの鉛イオンの吸着を確認するには、まず、さまざまな濃度 (10、20、40、60、80、100 mg/L) の Pb2+ 溶液 50 mL に、15 mg DSS/MIL を加えます。 -88A-Fe 複合材料を pH 6 で個別に添加しました。その後、室温で 5、15、30、45、60、75、90、および 110 分の間隔で Pb2+ の初期濃度を測定しました。 DSS/MIL-88A-Fe による Pb2+ の吸着に対する接触時間と Pb2+ の初期濃度の影響を研究しました。図 8 から、DSS/MIL-88A-Fe 複合材料上の初期質量濃度 10 ～ 100 mg/L の Pb2+ の吸着容量は 30 分以内に吸着平衡に達することがわかりました。

Pb2+ の接触初期濃度とその吸着に対する時間の影響。

図 9 から、DSS/MIL-88A-Fe 複合材料は、MIL-88A-Fe および DDS と比較して最も高い吸着容量を持っています。これは、より高い表面積と、Pb2+ イオンの吸着のためのより多くの活性サイトに起因すると考えられます (Pb2+ 溶液濃度100mg/L）。初期 Pb2+ 濃度の増加とともに吸着容量が増加することが明らかになりました。これは、初期 Pb2+ 濃度の増加に伴う濃度勾配の推進力の増加によるものです。

濃度 100 mg/L の Pb2+ 溶液を使用した室温での DSS、MIL-88A-Fe および DSS/MIL-88A-Fe 複合材の Pb2+ 吸着等温線。

DSS/MIL-88A-Fe 複合材料による Pb2+ の除去効率に対する吸着剤の投与量の影響を調査しました。この目的のために、濃度 40 mg/L の Pb2+ 溶液 50 mL と DSS/MIL-88A-Fe 複合材料 5 ～ 35 mg を室温で加え、30 分間撹拌しました。図10からわかるように、吸着剤の投与量が増加すると、最初は除去率が増加します。これは、吸着剤の総表面積の増加と、一定量の吸着剤の吸着サイト数の増加によるものと考えられます溶液の。しかし、20 mg の値を超えると、除去率はほぼ一定の値に達します。これは、吸着サイトの重なり、その結果としての吸着剤粒子の過密によるものである可能性があります。 pH 6 で 20 mg/L (経済的目的) の吸着剤投与量で、86.6% の最大除去が観察されました。

吸着剤の投与量が Pb2+ の吸着能力と除去効率に及ぼす影響。

溶液の pH 値が Pb2+ の吸着性能に影響を与える重要な要素であることはよく知られています。この目的のために、DSS/MIL-88A-Fe による Pb2+ の吸着性能に影響を与えるさまざまな pH 値 (3、4、5、6、および 7) を調査しました (図 11)。複合材料上の Pb2+ の吸着能力は pH 値に依存し、pH 6 までは pH の増加とともにゆっくりと増加しました。

Pb2+ の吸着能力に対する pH 値の影響。

DSS/MIL-88A-Fe 複合材料の表面は、正電荷を含む酸性溶液 (pH 3、4、および 5) 中でプロトン化され、DSS/MIL-88A-Fe と Pb2+ の間に静電反発を引き起こします。この現象は、酸性環境において、大量の H+ イオンが複合材料の吸着サイトをめぐって Pb2+ イオンと競合することを実証しました 149。したがって、吸着剤 DSS/MIL-88A-Fe 複合材による Pb2+ の吸着容量は減少しました。 pH が 6 を超えると、Pb2+ イオンはすぐに OH-150 とともに Pb2+ 水酸化物 (沈殿) を形成します。したがって、その後の吸着実験には最適な pH 6 が選択されました。

吸着プロセスの機構情報を得るために、吸着系の設計には吸着等温線モデルが重要です。 DSS/MIL-88A-Fe 複合材による Pb2+ の吸着能力は、Langmuir (3)、Freundlich (4)、および Temkin (5) の等温吸着モデルを使用して評価され、DSS/MIL-88A-Fe 複合材と Pb2+ の間の相互作用が見つかりました。。等温吸着モデルの対応する方程式は次のとおりです。

ここで、\({q}_{e}\)(mg/g) は溶液中の Pb2+ の平衡吸着容量、\({q}_{L}\)(mg g−1) は最大吸着容量を表します。 KL (L mg-1) は、吸着剤と標的物質間の結合部位の親和性に起因するラングミュア定数です。 KF ((mg g−1)/(mg g−1)1/n) および n ((mg(1−(1/n)) L(1/n) g−1) は吸着容量を表すフロイントリヒ定数であり、 R は気体定数 (8.314 J/mol・K)、T は温度 (K) です。

吸着プロセスからの実験データの 3 つのモデルを適用して、液相と吸着剤相の間の Pb2+ 吸着機構を説明しました。 Pb2+ の吸着のフィッティング結果を図 12 に示します。モデルのパラメータを表 2 に示します。

(a) ラングミュア、(b) フロイントリヒ、および (c) テムキン吸着等温線モデルの線形プロット。

ラングミュアモデルは通常、単層吸着特性と均一系のエネルギー準位に関連付けられており、吸着種間に後続の相互作用はありません 151。 Freundlich モデルは一般に、不均一系に関連する経験的なモデルであり、吸着剤の多層吸着に適用されます 152。

テムキンモデルは一般に、吸着部位における吸着質と吸着剤の相互作用を説明するために、結合エネルギーの一様分布によって記述されます153。

最も有利な等温吸着モデルは、ラングミュアモデルとテムキンモデル間の相関係数の値とは対照的に、より高い R2 値をもたらすフロイントリヒモデルによって提供されました。 DSS/MIL-88A-Fe 複合材料による Pb2+ の吸着挙動は、主な吸着サイトとして不均一な細孔または表面で主に発生し、多層吸着が存在する可能性があります。

\(\frac{1}{\mathrm{n}}\) は、吸着剤による Pb2+ の吸着強度を反映する定数です。 \(\frac{1}{\mathrm{n}}\) の値が 0.1 から 1.0 の間にある場合、吸着プロセスは有利です154。

温度は、Pb2+ を吸収する際の複合材の吸着能力に影響を与える重要な要素の 1 つです。 DSS/MIL-88A-Fe 複合材料への Pb2+ の吸着に対する温度の影響を、298、308、および 318 K の 3 つの温度で調査しました。明らかに、温度が上昇すると、Pb2+ の吸収に対する吸着剤の吸着容量が増加しました。。これは、吸着プロセスが吸熱的であることを示しました。

熱力学的特徴をさらに調査するには、ギブの自由エネルギー変化 (ΔG°、kJ/mol)、エンタルピー変化 (ΔH°、kJ/mol)、エントロピー変化 (ΔS°、J/(mol・K) などの熱力学パラメーター) を調べます。 ) は、次の式を使用して計算されました。

ここで、R は普遍気体定数 (8.314 J/mol K) です。 T はケルビン温度 (K) です。 Kc は熱力学的平衡定数を表します。

ΔH°およびΔS°の値は、ヴァント・ホフ曲線の傾きと切片から取得されました。結果を図 13 に示し、熱力学的パラメーターを表 3 に示します。

ファン・デル・ホフ方程式。実験条件: [Pb2+] = 80 mg L−1、pH 6.0、吸着剤投与量 = 15 mg、溶液量 = 50 mL。時間 = 30 分

ΔG° の負の値は、DSS/MIL-88A-Fe 複合材料への Pb2+ の吸着が自発的であることを示しました。さらに、温度が上昇すると、ΔG°の絶対値が増加し、高温が吸着プロセスを促進する可能性があることが明らかになりました。

ΔH° の正の値は、吸着プロセスが本質的に吸熱的であることを示唆していますが、エントロピー変化 (ΔS°) の正の値は、Pb2+ の吸着中に固/溶液界面でのランダム性が増加していることを示しています。したがって、吸着は吸熱的かつ自発的なプロセスでした。

室温で pH 6 の 80 mg L-1 Pb2+ 溶液を使用した DSS/MIL-88A-Fe 複合材料上の Pb2+ の吸着速度論も研究されました。図 8 に示すように、最初の 5 分間の DSS/MIL-88A-Fe 複合材料への Pb2+ 吸着プロセスが高速であるのは、吸着剤の表面に利用可能な十分な活性吸着サイトが存在するためである可能性があります。吸着は 30 分以内にほぼ平衡に達しました。

吸着速度論を研究し、DSS/MIL-88A-Fe 複合材料上の Pb2+ 吸着の吸着挙動を正確に解釈するには、擬一次 (9)、擬似二次 (10)、 Elovich モデル (11) と粒子拡散 (12) は次のように表されます 155,156。

ここで、\({q}_{e}\) と \({q}_{t}\) は平衡時の吸着容量 (mg g−1)、K1 (min−1)、K2 [g (mg min)−1] は、それぞれ擬一次反応速度論と擬似二次反応速度論の吸着速度定数です。 Ki (mg/g \({\mathrm{min}}^{0.5})\) と a はそれぞれ粒子内拡散の吸着速度定数と境界層効果を反映した粒子内拡散定数です。 \(\alpha\)[mg (g min)−1] と \(\beta\)(g mg−1) は、それぞれ初期定数の吸着定数と脱着定数を示しています157,158,159。

通常、吸着プロセスにはさまざまなステップがあり、その中で最も遅いステップが吸着プロセスの速度を制御します。

実験データは、上記の 4 つの吸着速度論モデルを使用してフィッティングされました。図 14a ～図 14d および表 4 のフィッティング結果によれば、擬似 2 次ダイナミクスモデルの R2 値が他の 3 つのモデルの R2 値よりも大きいことが明らかです（擬似 2 次ダイナミクスモデルの相関係数 R2二次動的モデルは 0.998 に等しい)。この結果は、吸着剤表面の吸着速度が律速段階であり、吸着剤表面が不均一系に相当することを示している。

Pb2+ 吸着の擬似一次反応速度モデル (a)、Pb2+ 吸着の擬似二次反応速度モデル (b)、Pb2+ 吸着のエロビッチ反応速度モデル (c)、および粒子内プロットPb2+ の吸着の拡散速度論モデル (d)。条件: T = 398 K、吸着剤 = 15 mg/L、金属 = 80 mg/L、pH 6、および接触時間 = 90 分。

上記の分析と特性評価によれば、Pb2+ 除去の考えられるメカニズムが示唆されています。 Pb2+ 吸着プロセスと複合重金属相互作用をさらに理解するために、DSS と MIL-88(A)-Fe のゼータ電位を pH 6 で測定しました。得られた結果に基づいて、DDS の表面電荷はマイナス (- 40 mV) は、Pb2+ の吸着をさらに促進する静電引力を示します。したがって、DSS 重金属間の吸着メカニズムは、pH 6 における異なる電荷の静電引力によるものです。

一方、DSS は高い比表面積とメソ多孔性チャネル微細構造を提供し、多くのヒドロキシル官能基が重金属イオンの吸着の活性点として DSS 材料の表面に露出しています。吸着は主に DSS の表面ヒドロキシル基と重金属イオンの間の静電相互作用によって発生します。

さらに、MIL-88(A)-Fe を介した溶液中の Pb2+ 吸着メカニズムは、吸着剤の表面上の Pb2+ とのイオン交換プロトンによって容易に起こる可能性があります (この観察は、FTIR および SEM による Pb2+ 吸着の前後の比較によって確認されています)分析）。

Pb2+ 吸着機構には、MIL-88(A)-Fe との競合イオン交換および複合材料の DSS との静電相互作用が関与していることが理解できます。また、Pb2+ 吸着機構は、複合材料の MOF 上の開いた金属部位への結合 (細孔充填機構)、またはヒドロキシル官能基を含む DSS 表面の活性部位との相互作用によって起こる可能性があります。

MIL-88(A)-Fe は正の表面電荷 (+ 30 mV) を示しました。したがって、この観点から、DDS ナノ粒子と MIL-88(A)-Fe 間の相互作用は静電引力によるものであり、DSS/MIL-88(A)-Fe として示される複合材料を形成すると結論付けられます。

吸着剤のリサイクル性は経済的にも環境的にも重要な指標です。 DSS/MIL-88(A)-Fe 複合材料のリサイクル能力を評価するために、吸着剤を濃度 0.05 M の HCl 溶液に入れて 2 時間撹拌し、その後濾過し、硝酸で 3 時間洗浄しました。回。その後、複合材料を脱イオン水で数回洗浄し、85 °C で 10 時間活性化して、40 mg L-1 溶液中の Pb2+ を再度吸着しました。吸着容量に対する DSS/MIL-88(A)-Fe 複合材のサイクル時間の影響を図 15 に示します。DSS/MIL-88(A)-Fe 複合材による Pb2+ の吸着容量は、4 回の再生後にわずかに減少します。吸着剤を再利用します (最初のサイクルの 77.8% から 4 回目のサイクルの 70.3%)。繰り返し使用中の吸着容量の低下は、酸処理による複合吸着剤の質量損失によって引き起こされる可能性があります。この結果は、Pb2+ 吸着の循環吸着プロセスにおける良好なリサイクル能力を示しています。

Pb2+ 吸着に対する DSS/MIL-88(A)-Fe 複合材のサイクル性能。

Pb2+ 吸着の循環吸着プロセスにおける DSS/MIL-88(A)-Fe 複合材の吸着機構とリサイクル能力をさらに調査するために、DSS/MIL-88(A)-Fe 複合材の FT-IR スペクトルＰｂ２＋の吸着前（図１６ａ）、吸着後（図１６ｂ）、および４回の触媒運転後の再利用された吸着剤（図１６ｃ）も分析した。

新しい DSS/MIL-88(A)-Fe 複合材料 (a)、pb2+ 吸着後 (b)、および再利用された DSS/MIL-88(A)-Fe 複合材料 (c) の FTIR スペクトル。

図１６ｂからわかるように、ＤＳＳの振動に起因する３４２０および１０５４ｃｍ−１の特徴的なピークは、３４０７および１０４３ｃｍ−１にシフトし、Ｐｂ２＋の吸着後にピークの強度が弱まった。さらに、1608 および 1398 cm-1 の顕著なピークはカルボキシル基と Fe3+ の間の配位を表し、1568 および 1390 cm-1 に赤方偏移し、著しく弱まりました (補足情報)。

また、4回の触媒運転後の再利用された吸着剤のFT-IRスペクトルから、形状、位置、周波数などのすべての特徴的な吸収バンドが新しい触媒のFT-IRスペクトルと一致すると結論付けることができます（図16c）。。

図4fに示すデータによると、DSS / MIL-88（A）-Fe複合材料の再利用されたFE-SEM画像は、4回の触媒の実行後に粒子サイズ、形状および形態に大きな変化が観察されなかったことを主張します。

DSS/MIL-88(A)-Fe ナノ複合材料といくつかの異なる吸着剤による Pb2+ の吸着容量と吸着平衡時間の比較を表 5 に示します。明らかに、以前に報告された研究では、Pb2+ の吸着平衡時間は短いにもかかわらず、吸着剤はは、この研究と比較して吸着能力が劣ることを実証しました (表 5、エントリ 1 ～ 6)。また、修飾バイオ炭は長い吸着時間と比較的低い吸着容量を示しました (表 5、エントリー 7)。この研究では、水溶液からの Pb2+ の効果的な吸着剤としての DSS/MIL-88(A)-Fe ナノ複合材料が、高い吸着性能と短い吸着時間を備えていることがわかりました。

要約すると、従来の方法で二重殻周期メソポーラス有機シリカナノスフェア/MIL-88(A)-Fe ナノ複合材料を合成し、FTIR、XRD、BET、TEM、FE-SEM、EDX、およびEDX マッピング分析。 DSS/MIL-88A-Fe 複合材のユニークな構造と顕著な特性 (DSS と MOF にそれぞれ起因する平均サイズ 280 nm と長さ 1.1 μm など) のおかげで、微細孔構造と比較的大きな比表面積 (312.87 m2/ g) PMO と MOF の共存により、上記の複合材料は、水からの Pb2+ の分離において、最大吸着容量 230 mg/g、有効吸着速度約 90 分の優れた性能を示しました。この前例のない複合材料の主な利点の 1 つは、そのサイクル安定性です。この目的のために、DSS/MIL-88(A)-Fe の再利用可能性が調査され、得られた結果は、この吸着剤が 4 回の再生後も保存されることを実証しました。これは、鉛金属汚染物質の除去におけるその良好な性能を示しています。

現在の研究中に使用および/または分析されたデータセットは、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

Zhao, J.、Wang, C.、Wang, S. & Zhou, Y. 1,8 ジヒドロキシアントラキノンで修飾された UiO-66-NH2 による Pb (II) の選択的吸着メカニズムの実験および DFT 研究。 J.Ind.Eng. 化学。 83、111–122 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

Briffa, J.、Sinagra, E. & Blundell, R. 環境における重金属汚染と人間に対するそれらの毒性影響。ヘリヨン 6、e04691 (2020)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zaynab, M. et al. 重金属の健康と環境への影響。 J. キング・サウード大学科学。 34、101653 (2022)。

記事 Google Scholar

グリフィス、C.ら。米国環境保護庁による地表水の水質改善の評価。Ｒｅｖ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．エコン。ポリシー 6、130 (2012)。

記事 Google Scholar

世界保健機関。飲料水の水質に関するガイドライン Vol. 1 (世界保健機関、2004)。

Google スカラー

Inoue, KH & Hagerman, AE ロダニンによるガロタンニンの定量。アナル。生化学。 169、363–369 (1988)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

山口洋、東田理、樋口正、坂田一、微球状タンニン樹脂による重金属イオンの吸着機構。Ｊ．Ａｐｐｌ．ポリム。科学。 45、1463–1472 (1992)。

記事 CAS Google Scholar

オザカル、M. & シャンギル、İA. 松のおがくずによる水溶液からの金属錯体染料の吸着。バイオリソース。テクノロジー。 96、791–795 (2005)。

論文 PubMed Google Scholar

Shukla, S. & Pai, RS セルロース含有材料を使用した溶液からの Pb (II) の除去。Ｊ．Ｃｈｅｍ．テクノロジー。バイオテクノロジー。 80、176–183 (2005)。

記事 CAS Google Scholar

Karnitz, O. et al. 化学的に修飾されたサトウキビバガスによる単一金属水溶液からの重金属イオンの吸着。バイオリソース。テクノロジー。 98、1291–1297 (2007)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Mitra, S. et al. 環境と人間の健康に対する重金属の影響: 毒性に対抗するための新しい治療上の洞察。 J. キング・サウード大学科学。 1、101865 (2022)。

記事 Google Scholar

ジャン、AT 他重金属と人間の健康: 抗酸化物質の毒性と対抗防御システムに関するメカニズムの洞察。内部。Ｊ．Ｍｏｌ．科学。 16、29592–29630 (2015)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

チェレビ、H.、バハドゥル、T.、シムシェク、İ、トゥルン、Ş. Pb2+ 汚染に対する環境とグリーンのプロセス: 吸着の観点からの実験研究。工学手順 19、20 (2022)。

Google スカラー

Ethaib, S.、Al-Qutaifia, S.、Al-Ansari, N. & Zubaidi, SL 水および廃水浄化のための重金属除去におけるナノマテリアルの機能: レビュー。環境 9、123 (2022)。

Google スカラー

Shakarami, M. & Maroufi, S. 廃水および下水汚泥は、土壌およびミント中の一部の重金属の吸収に影響を与えます。 J.健康科学。監視。システム。 45、1–15 (2019)。

Google スカラー

Bansal, RC & Goyal, M. 活性炭吸着 (CRC Press、2005)。

Google Scholar を予約する

グナワン、P. et al. Ag/MWNT で修飾された中空糸膜: 効果的な水の消毒と生物付着制御に向けて。 ACS Nano 5、10033–10040 (2011)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Khare, P.、Yadav, A.、Ramkumar, J. & Verma, N. 動的条件下で水から六価クロムを効率的に除去するキトサンの新規担体としてのマイクロチャネル埋め込み金属-炭素-ポリマーナノ複合材料。Ｊ．Ｃｈｅｍ．工学 293、44–54 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

ディ・マウロ、A. 他光触媒用途のための ZnO/PMMA ナノ複合材料の新規合成。科学。議員 7、40895 (2017)。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

Paz, Y. 空気処理のための TiO2 光触媒の応用: 特許の概要。応用カタル。 B環境。 99、448–460 (2010)。

記事 CAS Google Scholar

Zaimee、MZA、Sarjadi、MS、Rahman、ML 効率的な吸着剤による水からの重金属の除去。水 13、2659 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

Hu、JS、Zhong、LS、Song、WG、Wan、L。階層構造の金属酸化物の合成と重金属イオン除去におけるその応用。上級メーター。 20、2977–2982 (2008)。

記事 CAS Google Scholar

ラビンドラナート、R. et al. 重金属イオンを効率的に除去するための Fe2O3/Al2O3 マイクロボックス。Ｊ．Ｃｈｅｍ． 41、7751–7757 (2017)。

CAS Google スカラー

Zhang, Y.、Bian, T.、Gu, J.、Zheng, X. & Li, Z. エタノールアミンを利用した制御可能な ZnO 構造と、水から二価の重金属 (Cu、Pb、Ni) を除去するためのその応用。新しいＪ．Ｃｈｅｍ． 42、3356–3362 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

Hua, M. et al. ナノサイズの金属酸化物による水/廃水からの重金属除去: レビュー。 J.ハザード。メーター。 211、317–331 (2012)。

論文 PubMed Google Scholar

Li, M.、Liu, J.、Xu, Y. & Qian, G. 金属酸化物および金属水酸化物上のリン酸塩の吸着: 比較レビュー。環境。改訂 24、319–332 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

Wang, L.、Shi, C.、Pan, L.、Zhang, X.、Zou, J.-J. 金属酸化物吸着剤の合理的な設計、合成、吸着原理および応用: 概説。ナノスケール 12、4790–4815 (2020)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Alimohammady, M.、Jahangiri, M.、Kiani, F. & Tahermansouri, H. 酸化グラフェンを 3-アミノピラゾール: 中心的な複合設計の最適化。新しいＪ．Ｃｈｅｍ． 41、8905–8919 (2017)。

記事 CAS Google Scholar

Kołodyńska, D.、Krukowska, J. & Thomas, P. バイオ炭と市販の活性炭からの重金属イオンの収着および脱着研究の比較。Ｊ．Ｃｈｅｍ．工学 307、353–363 (2017)。

記事 Google Scholar

サワント、SY、パワール、RR、リー、S.-M. & Cho、MH バッチおよび固定床吸着による効率的な Pb2+ 除去のための 3D N ドープ多孔質カーボン立方体をバインダーフリーで製造。 J. クリーン。製品。 168、290–301 (2017)。

記事 CAS Google Scholar

Wei, M.-P.、Chai, H.、Cao, Y.-L. & ジア、D.-Z. Pb2+ およびメチレンブルーを除去するための吸着剤としてのスルホン化酸化グラフェン。 J. コロイド界面科学。 524、297–305 (2018)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

アンファー、Z.ら。活性炭材料への汚染物質吸着の応答曲面法の数値研究に関する最近の傾向: レビュー。クリティカル。Ｒｅｖ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．科学。テクノロジー。 50、1043–1084 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

Shafeeyan, MS、Daud, WMAW、Houshmand, A. & Shamiri, A. 二酸化炭素吸着のための活性炭の表面修飾に関する総説。 J.アナル。応用ピロル。 89、143–151 (2010)。

記事 CAS Google Scholar

Wang, X. et al. 活性炭の主要な要素と主な改質方法、および炭素ベースのガスの吸着におけるその応用: レビュー。 Chemosphere 287、131995 (2022)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

Gupta, V.、Agarwal, S.、Saleh, TA 酸化鉄の磁気特性とカーボンナノチューブの吸着特性を組み合わせることによるクロムの除去。水耐性 45、2207–2212 (2011)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Gupta, VK、Agarwal, S. & Saleh, T. アルミナ被覆カーボンナノチューブの合成と特性評価、および鉛除去への応用。 J.ハザード。メーター。 185、17–23 (2011)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

フロリダ州ダークリム、P. マルブルノット、G. タルタグリア。カーボンナノチューブへの吸着による水素貯蔵のレビュー。内部。Ｊ．ハイドロッグ．エネルギー 27、193–202 (2002)。

記事 CAS Google Scholar

フィヤド、SS et al. カーボンナノチューブによる重金属吸着過程の概説。 J. クリーン。製品。 230、783–793 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

Stafiej, A. & Pyrzynska, KJS カーボンナノチューブによる重金属イオンの吸着。 9月、プリフ。テクノロジー。 58、49–52 (2007)。

記事 CAS Google Scholar

Xu、J.ら。水からの重金属吸着のための官能化カーボンナノチューブとグラフェンのレビュー: 準備、応用、およびメカニズム。ケモスフィア 195、351–364 (2018)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

ミン、Ｘら。リン酸捕捉のためのランタンドープ UiO-66 の超高容量: 配位数の減少によるランタンの珍しいドーピング。Ｊ．Ｃｈｅｍ．工学 358、321–330 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

Ouyang、H. et al. ビスマスベースの有機金属骨格による有毒な亜セレン酸アニオンの選択的捕捉。アンジュー。化学。内部。エド・イングランド 57、13197–13201 (2018)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Zhou, H.-C.、Long, JR & Yaghi, OM 金属有機フレームワークの紹介。化学。改訂 112、673–674 (2012)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Ahmed, I. & Jhung, SH 金属有機骨格の複合材料: 吸着における調製と応用。メーター。今日、17、136–146 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

ノースカロライナ州バーチ、H. ジャスジャ、カンザス州ウォルトン金属有機骨格における水の安定性と吸着。化学。 Rev. 114、10575–10612 (2014)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Küsgens、P. et al. 水吸着による金属有機骨格の特性評価。微多孔質メソ多孔質物質。 120、325–330 (2009)。

記事 Google Scholar

Bordonhos, M.、Lourenço, M.、Gomes, JR、Ferreira, P.、Pinto, ML エタン - エチレン吸着 - 分離のための周期的メソ多孔性有機シリカの探索。微多孔質メソ多孔質物質。 317、110975 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

Gao、J.ら。クリック可能な周期的メソ多孔性有機シリカ: 合成、クリック反応、および抗生物質の吸着。化学。ユーロ。 J. 20、1957–1963 (2014)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Grüning, WR、Siddiqi, G.、Safonova, OV & Copéret, C. ビピリジン周期性メソ多孔性有機シリカ: イリジウム触媒による CH 結合のボリル化のための固体配位子。上級シンセ。カタル。 356、673–679 (2014)。

記事 Google Scholar

Ide, M.、De Canck, E.、Van Driessche, I.、Lynen, F. & Van Der Voort, P. pH および温度安定性のクロマトグラフィー充填剤として、新しく汎用性の高い規則性メソ多孔性有機シリカを開発。 RSC アドバンス 5、5546–5552 (2015)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Martens, S. et al. 周囲空気中の有毒な微量ガスの吸着剤としての周期的メソポーラス有機シリカ。アオルグ。すべて。化学。 640、632–640 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

オテロ、R. et al. 周期的メソ多孔質有機シリカへの除草剤 S-メトラクロールの吸着。化学。工学 J. 228、205–213 (2013)。

記事 CAS Google Scholar

Munaweera, I.、Hong, J.、D'Souza, A. & Balkus, KJ 疎水性抗がん剤送達のための新規のしわのある周期的メソポーラス有機シリカナノ粒子。 J. 多孔質材料。 22、1–10 (2015)。

記事 CAS Google Scholar

パーク、SS、サンタ・ムーシー、M. & ハ、C.-S. 高度な用途向けの周期的メソポーラス有機シリカ。 NPGアジアメーター。 6、e96 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

Teng、Z.ら。メソポーラス有機シリカ中空ナノ粒子: 合成と応用。上級メーター。 31、1707612 (2019)。

記事 Google Scholar

Van Der Voort、P. 他周期的メソポーラス有機シリカ: 単純なブリッジから複雑なブリッジまで。機能、形態、用途の包括的な概要。化学。社会 Rev. 42、3913–3955 (2013)。

論文 PubMed Google Scholar

Ahmad, N.、Chughtai, AH、Younus, HA & Verpoort, F. 個別金属カルボン酸塩の自己組織化ケージ: 設計、合成、およびアプリケーション。コーディネート。化学。改訂 280、1–27 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

Batten, SR、Hoskins, BF & Robson, R. Zn (CN)(NO3)(tpt) 2/3 の構造内に約 20 個の溶媒分子を囲む、広々とした密閉されたコンパートメントを生成する 2 つの相互侵入 3D ネットワーク。 cntdot。 solv (tpt = 2, 4, 6-トリ (4-ピリジル)-1, 3, 5-トリアジン、solv = . 約 3/4C2H2Cl4. cntdot. 3/4CH3OH または. 約 3/2CHCl3. cntdot. 1 /3CH3OH)。混雑する。化学。社会 117、5385–5386 (1995)。

記事 CAS Google Scholar

北川信、川田信、野坂裕也、宗像正史、新規銅(I)配位高分子とキノリン-2-チオンの六銅(I)クラスターの合成と結晶構造。Ｊ．Ｃｈｅｍ．社会ダルトン交通局 9、1399–1404 (1993)。

記事 Google Scholar

チェン、Q.ら。可逆的な構造変換によるコバルト (II) 有機フレームワークの制御可能なゲート効果。アンジュー。化学。 125、11764–11767 (2013)。

記事 ADS Google Scholar

古川博、コルドバ、KE、オキーフ、M.、ヤギ、OM 金属有機骨格の化学と応用。サイエンス 341、1230444 (2013)。

論文 PubMed Google Scholar

リー、JR 他 Nリッチなキラルオープンチャネルを備えた、安定性の高いゲストフリーのゼオライトタイプMOF材料の選択的ガス吸着とユニークな構造トポロジー。化学。ユーロ。 J. 14、2771–2776 (2008)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Li、N.、Xu、J.、Feng、R.、Hu、T.-L. & Bu、X.-H. 金属と有機のフレームワークを制御して高い安定性を実現します。化学。共通。 52、8501–8513 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

Wang, B.、Côté、AP、Furukawa, H.、O'Keeffe, M. & Yaghi, OM 選択的二酸化炭素貯留層としてのゼオライトイミダゾレート骨格内の巨大なケージ。 Nature 453、207–211 (2008)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

JC バーグストロムと香港のコーデル米国における屋外レクリエーションの需要と価値の分析。 J. リース解像度 23、67–86 (1991)。

記事 Google Scholar

ヤギ、OMら。網状合成と新しい材料の設計。 Nature 423、705–714 (2003)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

チャン、D.-J. 他。ソルボサーマル合成は、左右のらせん鎖の結合に基づく新規な半指向性 2-D (3, 3)-net 金属有機骨格 [Pb (HIDC)] n を合成します。組織。化学。共通。 11、192–195 (2008)。

記事 CAS Google Scholar

サン、Y.-G. 他。新規な異種金属 La/Pr-Cu-K および Sm/Eu/Tb-Cu 配位高分子の合成、結晶構造、および特性。クリスタ。成長デス。 10、1059–1067 (2010)。

記事 CAS Google Scholar

サン、Y.-G. 他。 1H-イミダゾール-4,5-ジカルボキシレートまたは1H-イミダゾール-2-カルボキシレート配位子に基づく4つの錯体の水熱合成、構造、およびフォトルミネッセンス。 J.Coor. 化学。 63、4188–4200 (2010)。

記事 CAS Google Scholar

グリュンカー、RR 他超高表面積を備えた新しい金属有機フレームワーク。化学。共通。 50、3450–3452 (2014)。

記事 Google Scholar

デン、H.ら。一連の金属有機フレームワークの大きな細孔開口部。サイエンス 336、1018–1023 (2012)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

Lan、YQ、Jiang、HL、Li、SL & Xu、QJAM サイズ調整可能なケージを備えたメソポーラス有機金属フレームワーク: 選択的な CO2 取り込み、発光のための Ln3+ カチオンのカプセル化、およびカラムクロマトグラフィーによる色素分離。上級メーター。 23、5015–5020 (2011)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Chaemchuen, S.、Kabir, NA、Zhou, K. & Verpoort, F. CO2 吸着を介してバイオガスをバイオガスグリーンエネルギーにアップグレードするための金属有機フレームワーク。化学。社会 Rev. 42、9304–9332 (2013)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Chaemchuen, S. et al. 周囲条件でのガス精製のために DABCO MOF の金属サイトを調整します。微多孔質メソ多孔質物質。 201、277–285 (2015)。

記事 CAS Google Scholar

クレノ、LEら。化学センサーとしての金属有機骨格材料。化学。改訂 112、1105–1125 (2012)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Horcajada、P. et al. 薬物送達およびイメージングのための潜在的なプラットフォームとしての多孔質金属有機フレームワークのナノスケール担体。ナット。メーター。 9、172–178 (2010)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

Liang、W.ら。水中の農薬を除去するための、環境に優しい 3D 金属有機フレームワーク @ カーボンナノチューブエアロゲル複合材料。 J.ハザード。メーター。 401、123718 (2021)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Westerhoff, P.、Alvarez, P.、Li, Q.、Gardea-Torresdey, J. & Zimmerman, J. 飲料水処理におけるナノテクノロジーの導入障壁を克服する。環境。科学。 Nano 3、1241–1253 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

Notter, DA、Mitrano, DM & Nowack, B. ナノサイズの金属または溶解した金属は、環境中でより有毒ですか? メタ分析。環境。有毒。化学。 33、2733–2739 (2014)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Saboori, A. 電熱 AAS による測定前に Cr (III) および Cr (VI) をスペシエーションするための、MIL-101 (Fe) およびジチオカーバメート修飾マグネタイトナノ粒子で構成されるナノ粒子吸着剤。マイクロチム。 Acta 184、1509–1516 (2017)。

記事 CAS Google Scholar

ボッシュ、M.、チャン、M.、周、H.-C. 金属有機骨格の安定性を高めます。上級化学。 2014年、1155年（平成26年）。

記事 Google Scholar

Lu, M.、Li, L.、Shen, S.、Chen, D.、Han, W. 安定性が向上した金属有機フレームワーク/GO 複合材料のサンドイッチ構造による Pb2+ の高効率除去。新しいＪ．Ｃｈｅｍ． 43、1032–1037 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

ジョセフ、J. et al. 鉄ベースの金属有機フレームワーク: フレームワークの完全性についての深い洞察を伴う、水再生のための合成、構造、および現在の技術。 Chemosphere 284、131171 (2021)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

Liu, Z.、He, W.、Zhang, Q.、Shapour, H. & Bakhtari, MF 水溶液からメチルオレンジを除去するための GO/MIL-101 (Fe) 複合材料の調製。 ACS オメガ 6、4597–4608 (2021)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

メガ、R. et al. 有機金属フレームワーク (MOF) を利用して、水溶液から重金属と染料を除去します。メーター。今日はProc. 77、188 (2022)。

Google スカラー

Manchanda, AS & Kruk, MM 不飽和架橋基を有する大きな細孔の面心立方晶周期メソ多孔性有機シリカの合成。微多孔質メソ多孔質物質。 222、153–159 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

Hunks、WJ & Ozin、ジョージア州周期的メソポーラス有機シリカ (PMO) の化学における挑戦と進歩。 J. メーター。化学。 15、3716–3724 (2005)。

記事 CAS Google Scholar

Qian, K. et al. ペプチドとポリマーの濃縮のための細孔サイズが最適化された周期的メソポーラス有機シリカ。 RSC アドバンス 3、14466–14472 (2013)。

記事 ADS CAS Google Scholar

チェン、Y.ら。中空メソポーラス有機シリカナノ粒子: 生物医学のための一般的なインテリジェントフレームワークハイブリダイゼーションアプローチ。混雑する。化学。社会 136、16326–16334 (2014)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Manyil, JC、Lee, AF & Wilson, K. 機能化周期メソポーラス有機シリカ: バイオマス変換のための調整可能な疎水性固体酸。分子 24、239 (2019)。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

Borah, P.、Ma, X.、Nguyen, KT、Zhao, Y. 周期的メソ多孔性有機シリカにグラフトされたバナジル錯体: ベンゼンからフェノールへの選択的ヒドロキシル化のための緑色触媒。アンジュー。化学。内部。エド。 124、7876–7881 (2012)。

記事 ADS Google Scholar

Karmi, B. & Esfahani, FK 周期的メソポーラス有機シリカ (PMO) 上に担持された Au ナノ粒子によって触媒される予期せぬ黄金のウルマン反応。化学。共通。 47、10452–10454 (2011)。

記事 CAS Google Scholar

Karmi, B.、Mirzaei, HM & Mobaraki, A. 周期的メソポーラス有機シリカ官能化スルホン酸は、バイオディーゼル生産における高効率でリサイクル可能な触媒として機能します。カタル。科学。テクノロジー。 2、828–834 (2012)。

記事 CAS Google Scholar

Kumar, P. & Guliants, VM 周期的メソポーラス有機無機ハイブリッド材料: 膜分離と吸着への応用。微多孔質メソ多孔質物質。 132、1–14 (2010)。

記事 CAS Google Scholar

メレロ、JA et al. 有機-無機ハイブリッド Ti-SBA-15 材料の合成と触媒活性。 J. メーター。化学。改訂版 17、377–385 (2007)。

記事 CAS Google Scholar

脇正人他集光性メソポーラス有機シリカを使用した金属イオンの蛍光検出の強化。化学。ユーロ。 J. 18、1992–1998 (2012)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Yang, Q.、Liu, J.、Zhang, L. & Li, C. 触媒用の官能化周期メソポーラス有機シリカ。 J. メーター。化学。 19、1945 ～ 1955 年 (2009)。

記事 CAS Google Scholar

稲垣晋ほか周期的なメソ多孔性有機シリカ発色団による光の収集。アンジュー。化学。内部。エド。 121、4102–4106 (2009)。

記事 ADS Google Scholar

武田洋他可視光を収集する周期的メソポーラス有機シリカ。化学。共通。 40、6032–6034 (2009)。

記事 Google Scholar

Ikai, M.、Maekawa, Y.、Goto, Y.、Tani, T. & Inagaki, S. 有機太陽電池用の可視光吸収性および正孔輸送性の周期的メソポーラス有機シリカ薄膜の合成。 J. メーター。化学。 A 2、11857–11865 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

溝下直人、猪飼正人、谷哲也、稲垣晋也、正孔輸送型周期メソ構造有機シリカ。混雑する。化学。社会 131、14225–14227 (2009)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

溝下直、谷哲、新窪博、稲垣晋。シリカで包まれたπ-πスタッキングカラムからなるメソポーラス有機シリカハイブリッド。アンジュー。化学。内部。エド。 124、1182–1186 (2012)。

記事 ADS Google Scholar

アガド、D.ら。ポルフィリンエチレンベースの周期的メソポーラス有機シリカナノ粒子を介したがん細胞におけるゲムシタビン送達と光力学療法。 ChemNanoMater 4、46–51 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

Giret, S.、Man, MWC & Carcel, C. 薬物送達用のメソポーラスシリカ官能化ナノ粒子。化学。ユーロ。 J. 21、13850–13865 (2015)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Knežević, N. Ž、Djordjević, S.、Kojić, V. & Janaćković, D. スラミンの装填および送達のための機能化周期メソポーラス有機シリカナノ粒子。無機物 7, 16 (2019).

記事 Google Scholar

Lin、CXC、Qiao、SZ、Yu、CZ、Ismadji、S. & Lu、GQM 薬物放出用担体として形態が制御された周期的メソポーラスシリカおよび有機シリカ。微多孔質メソ多孔質物質。 117、213–219 (2009)。

記事 CAS Google Scholar

ウー、HYら高添加量のカルボン酸で官能化されたベンゼン架橋周期性メソポーラス有機シリカの合成、二官能化、および顕著な吸着性能。化学。ユーロ。 J. 19、6358–6367 (2013)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Zhang、J.ら。生体適合性のチオエーテルおよびエタンで架橋された中空メソポーラス有機シリカナノ粒子をベースとしたシスプラチンおよびドキソルビシン高配合ナノドラッグ。 J. コロイド界面科学。 513、214–221 (2018)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

Rebbin, V.、Schmidt, R. & Fröba, M. 高速液体クロマトグラフィー用のフェニレン架橋周期メソポーラス有機シリカの球状粒子。アンジュー。化学。内部。エド。 45、5210–5214 (2006)。

記事 CAS Google Scholar

Khademy, M.、Karimi, B. & Zareian, S. イオン液体ベースの周期的メソポーラス有機シリカ: 酵素固定化のための革新的なマトリックス。 ChemistrySelect 2、9953–9957 (2017)。

記事 CAS Google Scholar

Wang, W.、JE ロフグリーン、ジョージア州 Ozin なぜ PMO なのでしょうか? 周期的メソポーラス有機シリカの機能性と実用性を目指して。小 6、2634–2642 (2010)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Birault, A. et al. 先進的な殺菌剤プラットフォームとしての大きな細孔周期メソポーラス有機シリカ。 ACS アプリケーションバイオメーター。 1、1787–1792 (2018)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

ゲーリング、J.ら。太陽光によって引き起こされるナノ粒子の相乗効果: 高度な抗菌活性を持つメソポーラス有機シリカから放出される活性酸素種と一酸化窒素のチームワーク。混雑する。化学。社会 138、3076–3084 (2016)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Norouzi, M. & Elhamifar, D. フェニレンおよびイサチンベースの二官能性メソ多孔性有機シリカ担持シッフ塩基/マンガン錯体: 効率的で回収可能なナノ触媒。カタル。レット。 149、619–628 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

Shaker, M. & Elhamifar, D. Pd 含有 IL ベースの規則的ナノ構造オルガノシリカ: 薗頭反応用の強力で回収可能な触媒。四面体Lett. 61、152481 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

Shaker, M. & Elhamifar, D. Cu 含有磁性卵黄殻構造のイオン液体ベースの有機シリカナノ複合材料: 活性が向上した強力な触媒。コンポ。共通。 24、100608 (2021)。

記事 Google Scholar

Norouzi, M.、Elhamifar, D.、Mirbagheri, R. & Materials, M. フェニレンベースの周期的メソポーラス有機シリカ担持メラミン: 効率的で耐久性があり、再利用可能な有機触媒。微多孔質メソ多孔質物質。 278、251–256 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

Elhamifar, D.、Kazempoor, S.、Karimi, B. クネーフェナーゲル縮合の高効率ナノ触媒としてのアミン官能基化イオン液体ベースのメソ多孔性有機シリカ。カタル。科学。テクノロジー。 6、4318–4326 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

Ardeshirfard, H. & Elhamifar, D. フェニレンベースの周期的メソポーラス有機シリカに固定化されたイオン液体/Mn 複合体: アルコールのグリーン酸化のための効率的で再利用可能なナノ触媒。応用サーフィン。科学。上級 5、100099 (2021)。

記事 Google Scholar

Elhamifar, D.、Yari, O.、Karimi, B. アルコールのグリーン酸化のための非常に効率的なナノ触媒としてのイオン液体骨格を持つ高度に秩序化されたメソ多孔質有機シリカチタニア。 J. コロイド界面科学。 500、212–219 (2017)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

Elhamifar, D. & Ardeshirfard, H. フェニルおよびイオン液体ベースの二官能性周期的メソポーラス有機シリカ担持銅: ポリヒドロキノリンのクリーンな生産のための効率的なナノ触媒。 J. コロイド界面科学。 505、1177–1184 (2017)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

Neysi, M. & Elhamifar, D. 効率的で回収率の高い触媒としての Pd 含有磁性周期メソポーラス有機シリカナノ複合材料。科学。議員第 12 号、1–10 (2022)。

記事 Google Scholar

ピアソン、RG 硬質および軟質の酸および塩基。混雑する。化学。社会 85、3533–3539 (1963)。

記事 CAS Google Scholar

ピアソン、RG 硬質および軟質の酸と塩基、HSAB、パート 1: 基本原則。Ｊ．Ｃｈｅｍ．教育する。 45, 581 (1968)。

記事 CAS Google Scholar

ピアソン、RG ハードおよびソフトの酸と塩基、HSAB、パート II: 基礎理論。Ｊ．Ｃｈｅｍ．教育する。 45、643 (1968)。

記事 CAS Google Scholar

ピアソン、RG 硬質および軟質の酸および塩基の概念は最近進歩しています。Ｊ．Ｃｈｅｍ．教育する。 64, 561 (1987)。

記事 CAS Google Scholar

クロワッサン、JG、カットエン、X.、マン、MWC、デュランド、J.-O. & Khashab、ニューメキシコ州周期的メソポーラス有機シリカナノ粒子の合成と応用。ナノスケール 7、20318–20334 (2015)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

Mizoshita, N.、Tani, T. & Inagaki, S. 架橋オルガノシラン前駆体から調製される周期的メソポーラス有機シリカの合成、特性、および応用。化学。社会改訂 40、789–800 (2011)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Diaz, U.、Brunel, D. & Corma, A. 多機能有機ケイ質ハイブリッド材料を使用した触媒。化学。社会 Rev. 42、4083–4097 (2013)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

藤田 S. & Inagaki, S. 分子スケールおよびメソスケールの周期性を持つ有機シリカ固体の自己組織化。化学。メーター。 20、891–908 (2008)。

記事 CAS Google Scholar

Hatton, B.、Landskron, K.、Whitnall, W.、Perovic, D. & Ozin, GA 周期的メソポーラス有機シリカ PMO の過去、現在、未来。準拠化学。解像度 38、305–312 (2005)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Hoffmann, F.、Cornelius, M.、Morell, J. & Fröba, M. シリカベースのメソポーラス有機無機ハイブリッド材料。アンジュー。化学。内部。エド。 45、3216–3251 (2006)。

記事 CAS Google Scholar

ヤロニエツ、M. オルガノシリカ調停者。ネイチャー 442、638–640 (2006)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

Kaczmarek, AM & Van Der Voort, P. 発光ランタニド周期メソポーラス有機シリカ (PMO) ハイブリッド材料。資料13、566（2020）。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Xia, H.-S.、Zhou, C.-H.、Tong, DS & Lin, CX 周期的メソポーラス有機シリカの合成化学と応用開発。 J. 多孔質材料。 17、225–252 (2010)。

記事 CAS Google Scholar

Croissant, J. et al. 効率的な in vitro 薬物送達のための生分解性エチレンビス (プロピル) ジスルフィドベースの周期的メソポーラス有機シリカナノロッドおよびナノスフィア。上級メーター。 26、6174–6180 (2014)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

De Canck, E.、Ascoop, I.、Sayari, A. & Van Der Voort, P. CO2 吸着のためにさまざまなアミンで官能化された周期性メソ多孔性有機シリカ。物理学。化学。化学。物理学。 15、9792–9799 (2013)。

論文 PubMed Google Scholar

Noureddine, A.、Trens, P.、Toquer, G.、Cattoën, X. & Man、MWC 銅触媒によるアジド - アルキン付加環化クリック機能化によるクリック可能なメソ多孔性有機シリカの親水性/親油性バランスの調整。ラングミュア 30、12297–12305 (2014)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

A. コルマ、U. ディアス、M. アリカ、E. フェルナンデス、Í. オルテガ薬物の貯蔵と放出のための応答性分子ゲートを備えた有機-無機ナノスフェア。アンジュー。 Chem. 121、6365–6368 (2009)。

記事 ADS Google Scholar

Teng、Z.ら。単分散多殻周期メソポーラス有機シリカ中空球体への容易な多界面変換アプローチ。混雑する。化学。社会 137、7935–7944 (2015)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

ベニテス、A. 他 MIL-88A 長期サイクル Li-S 電池用の安定した硫黄ホスト正極としての有機金属フレームワーク。ナノマテリアル 10、424 (2020)。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

Amaro-Gahete、J. et al. 超音波を利用した高結晶性 MIL-88A 粒子の高速合成とエチレン吸着剤としての応用。ウルトラゾン。ソノケム。 50、59–66 (2019)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Wang, D. et al. Fe ベースの MOF によるテトラサイクリンの効率的な吸着と光触媒分解を同時に実行します。 J. コロイド界面科学。 519、273–284 (2018)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

チョン、E.-Y. & Park、S.-E. ポルフィリン架橋周期メソポーラス有機シリカの合成とその触媒応用。解像度化学。仲介しました。 38、1237–1248 (2012)。

記事 CAS Google Scholar

Sanchez, C.、Julián, B.、Belleville, P. & Popall, M. ハイブリッド有機無機ナノ複合材料の応用。 J. メーター。化学。 15、3559–3592 (2005)。

記事 CAS Google Scholar

Yaghoubi, A. & Dekamin, MG Green は、イソシアヌレート骨格を有する純粋なナノオーダー周期メソ多孔性有機シリカ (PMO-ICS) によって触媒される 4H-ピラン足場の容易な合成を示します。 ChemistrySelect 2、9236–9243 (2017)。

記事 CAS Google Scholar

Kim, D.、Lee, G.、Oh, S. & Oh, M. セルパラメータが一致しない MIL-88B@MIL-88A の偏ったコアシェルの製造における MOF-on-MOF のアンバランスな成長。化学。共通。 55、43–46 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

ベニテス、A. 他 MIL-88A 長期サイクル Li-S 電池用の安定した硫黄ホスト正極としての有機金属フレームワーク。 J.ナノメーター。 10、424 (2020)。

記事 Google Scholar

ヤン、Ｘら。炭素ベースの吸着剤の表面官能基と水溶液からの重金属の除去におけるそれらの役割: 批判的なレビュー。Ｊ．Ｃｈｅｍ．工学 366、608–621 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

Wang, N. et al. 水溶液から Pb (II) を除去するためのザンテート修飾チオ尿素キトサンスポンジの調製と適用。工業工学化学。解像度 55、4960–4968 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

Xu, J.、Wang, L. & Zhu, Y. グラフェン吸着による水溶液からのビスフェノール A の除染。ラングミュア 28、8418–8425 (2012)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

ケンタッキー州フーおよびバージニア州ハメード吸着等温線システムのモデリングに関する洞察。Ｊ．Ｃｈｅｍ．工学 156、2–10 (2010)。

記事 CAS Google Scholar

アイダホ州マネ、VS、モール、VC スリバスタバ、水溶液から鮮やかな緑色の染料を除去するための吸着剤としてバガスフライアッシュを使用。染料ピグム。 73、269–278 (2007)。

記事 CAS Google Scholar

Bazargan-Lari , R. 、Zafarani , HR 、Bahrololoom , ME & Nemati , A. 低コストの天然ヒドロキシアパタイト/キトサン複合物による水溶液からの Cu (II) イオンの除去: 平衡、速度論および熱力学の研究。 J.台湾研究所化学。工学 45、1642–1648 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

ガーディ、AM et al. 金属有機フレームワーク MOF-2 (Cd) を使用した、鉛および銅イオンの高選択性吸着除去の最適化のための要因実験計画。Ｊ．Ｍｏｌ．リク。 272、15–26 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

Xu、Y.ら。コンゴレッドの効率的な固相抽出のためのCu(II)-1,3,5-ベンゼントリカルボキシレート金属有機骨格の磁化。マイクロチム。 Acta 182、2313–2320 (2015)。

記事 CAS Google Scholar

Ai、J.ら。高効率の Cs+ 吸着とメカニズムの研究のための多孔質アニオン性ウラニル - 有機ネットワーク。組織。化学。 57、4419–4426 (2018)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

キム、S.ら。グラフェンベースのナノ吸着剤による無機および有機汚染物質の水系除去: レビュー。 Chemosphere 212、1104–1124 (2018)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

ヤップ、PLら。複数の水汚染物質を同時に除去するための、生物からインスピレーションを得たオールインワンの多機能グラフェンバイオポリマーフォーム。上級メーター。インターフェイス 7、2000664 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

Komárek, M.、Koretsky, CM、Stephen, KJ、Alessi, DS & Chrastny, V. ナノマグヘマイトへの Cd (II)、Cr (VI)、および Pb (II) の競合吸着: 分光学的およびモデリングのアプローチ。環境。科学。テクノロジー。 49、12851–12859 (2015)。

論文 ADS PubMed Google Scholar

Ni、Y.ら。ウニのような Ni-P 微細構造: 合成、特性が容易で、重金属イオンの迅速な除去に応用できます。化学。共通。 47、5891–5893 (2011)。

記事 CAS Google Scholar

チェン、W.ら。コバルトとニッケルをドーピングした酸化鉄ナノ材料によるZhao水溶液からの鉛イオンの除去が強化されました。 J. クリーン。製品。 211、1250–1258 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

ゴング、B.ら。重金属イオンを迅速かつ効率的に隔離するための単分散スルホン化ポリスチレンナノスフェアのグラムスケール合成。化学。共通。 53、12766–12769 (2017)。

記事 CAS Google Scholar

キム、HJ 他廃水から鉛を除去するためのゼラチン結合ヘマタイト (α-Fe2O3) ナノ粒子の合成と吸着特性。 J.ハザード。メーター。 416、125696 (2021)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Liu、J.ら。水から Pb (II) を効率的に除去するための改質バイオ炭吸着剤を調製するための豚汚泥の資源利用。 J. クリーン。製品。 257、120322 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

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Sara SE Ghodsinia は、マシュハドのフェルドウシ大学からの助成金 (番号 FUM-54707) によって部分的に支援されました。

マシュハドフェルドウシ大学理学部化学科、マシュハド、9177948974、イラン

サラ SE ゴジニア、ホセイン・エシュギ、アレゾウ・モハマディネスハド

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SSEG: 主要な原稿テキストを書き、すべての結果を準備しました。 HE: この研究の責任著者およびリーダー。 AM: データ管理を行いました。著者全員が原稿をレビューしました。

ホセイン・エシュギへの通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

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転載と許可

Ghodsinia、SSE、Eshghi、H. & Mohammadinezhad、A. 二重殻周期メソポーラス有機シリカナノスフェア/MIL-88A-Fe 複合材料の合成と、水中の Pb2+ 除去性能の向上。 Sci Rep 13、8092 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41598-023-35149-w

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受信日: 2022 年 12 月 16 日

受理日: 2023 年 5 月 13 日

公開日: 2023 年 5 月 19 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-35149-w

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