Russian Journal of Physical ChemistryRussian Journal of Physical Chemistry0044-45373034-5537Russian Academy of Science10.7868/S3034553725010099Synthesizing metal-organic UiO-66 framework in microwave fields based on polyethylene terephthalate waste for adsorptive removal of tartrazine food dye from aqueous solutionsСинтез металлоорганического каркаса UiO-66 в СВЧ-полях на основе отходов полиэтилентерефталата для адсорбционного удаления пищевого красителя тартразина из водных растворовVergunV. V.ВергунВ. В. polubrat@mail.ruVedenyapinaM. D.ВеденяпинаМ. Д. vedenyapina_m_d_noemail@ras.ruKulaishinS. A.КулайшинС. А. kulaishin_s_a_noemail@ras.ruChernyshevV. V.ЧернышевВ. В. chernyshev_v_v_noemail@ras.ruTkachenkoO. P.ТкаченкоО. П. tkachenko_o_p_noemail@ras.ruNissenbaumV. D.НиссенбаумВ. Д. nissenbaum_v_d_noemail@ras.ruIsaevaV. I.ИсаеваВ. И. isaeva_v_i_noemail@ras.ruИнститут органической химии им. Н. Д. Зелинского РАНN. D. Zelinsky Institute of Organic Chemistry of Russian Academy of SciencesИнститут органической химии им. Н. Д. Зелинского РАНN. D. Zelinsky Institute of Organic Chemistry of Russian Academy of SciencesИнститут органической химии им. Н. Д. Зелинского РАНN. D. Zelinsky Institute of Organic Chemistry of Russian Academy of SciencesИнститут физической химии и электрохимии им. A. Н. Фрумкина РАН; Московский государственный университет им. М. В. ЛомоносоваA. N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry of the Russian Academy of Sciences; M. V. Lomonosov Moscow State UniversityИнститут органической химии им. Н. Д. Зелинского РАНN. D. Zelinsky Institute of Organic Chemistry of Russian Academy of SciencesИнститут органической химии им. Н. Д. Зелинского РАНN. D. Zelinsky Institute of Organic Chemistry of Russian Academy of SciencesИнститут органической химии им. Н. Д. Зелинского РАНN. D. Zelinsky Institute of Organic Chemistry of Russian Academy of Sciences0101202599197106

The sample of metal-organic UiO-66 framework (Zr6O4(OH)4bdc, bdc = benzene-1,4-dicarboxylate/terephthalate), which is a promising adsorbent of persistent organic pollutants from aqueous medium, is obtained by the original method in the medium of unconventional “green” solvent, triethylene glycol (TEG), under conditions of microwave activation of reaction mass at atmospheric pressure according to one-step approach. PET-UiO-66 material is synthesized using polymer waste, viz. recycled polyethylene terephthalate (PET), as a source of organic linker (terephthalic or benzene-1,4-dicarboxylic acid, H2bdc) for framework formation. Its adsorption activity is first studied in the adsorption removal of tartrazine food dye (E-102) from aqueous solutions. It is found that the kinetics of the adsorption process obeys the pseudo-second-order model, and its thermodynamics corresponds to the Langmuir model.

Образец металл-органического каркаса UiO-66 (Zr6O4(OH)4bdc, bdc = бензол-1,4-дикарбоксилат/терефталат) – перспективного адсорбента стойких органических загрязнителей из водной среды – получен по оригинальной методике в среде нетрадиционного “зеленого” растворителя – триэтиленгликоля (ТЭГ) в условиях СВЧ-активации реакционной массы при атмосферном давлении согласно одностадийному подходу. Материал PET-UiO-66 синтезирован c использованием полимерных отходов – вторичного полиэтилентерефталата (ПЭТ) – в качестве источника органического линкера (терефталевой или бензол-1,4-дикарбоновой кислоты, H2bdc) для формирования каркаса. Его адсорбционная активность была впервые изучена в процессе адсорбционного удаления пищевого красителя тартразина (Е-102) из водных растворов. Установлено, что кинетика процесса адсорбции подчиняется модели псевдо-второго порядка, а его термодинамика соответствует модели Ленгмюра.

металл-органические каркасы (МОК) полиэтилентерефталат (ПЭТ) UiO-66 адсорбция из водной среды кинетикаметалл-органические каркасы (МОК) полиэтилентерефталат (ПЭТ) UiO-66 адсорбция из водной среды кинетикаРоссийский научный фонд (23-73-30007).Government of the Russian Federation (23-73-30007).Chaturvedi P., Shukla P., Giri B.S. et al. // Environmental Res. 2021. T. 194. P. 110664.Ezzatahmadi N., Marshall D.L., Hou K. et al. // J. Environ. Chem. Eng. 2019. V. 7. P. 102955.Tang J., Wang T., Xia H. et al. // Sustainability. 2024. V. 16. P. 2042.Ariza-Tarazona M.C., Siligardi C., Carrėon-Loˇpez H.A. et al. // Marin. Pollut. Bull. 2023. V. 193. P. 115206.Yang R.X., Bieh Y.T., Chen C.H. et al. // ACS Sustainable Chem. Eng. 2021. V. 9. P. 6541.Kartik S., Balsora H.K., Sharma M. et. al. // Therm. Sci. Eng. Progr. 2022. V. 32. P. 101316.Ferreira M.M., Silva E.A., Cotting F. et. al. // Corros. Eng. Sci. Technol. 2021. V. 56. P. 199.Kaur G., Uisan K., Ong K.L. et. al. // Cur. Opin. in Green and Sust. Chem. 2018. V. 9 P. 30.Yang R.X., Bieh Y.T., Chen C.H. et. al. // ACS Sustainable Chem. Eng. 2021. V. 9. P. 6541.Rowsell J.L., Yaghi O.M. // Microporous and Mesoporous Mat. 2004. V. 73. P. 3.Ghazvini M.F., Vahedi M., Nobar S.N., et al. // J. Environ. Chem. Eng. 2021. V. 9. P. 104790.Ihsanullah. I. // Curr. Opin. Environ. Sci. Health. 2022. V. 26. P. 100335.Obeso J.L., Flores J.G., Flores C.V. et al. // Chem. Commun. 2023. V. 59. P. 10226.Baumann A.E., Burns D.A., Liu B. et al. // Commun Chem. 2019. V. 2. P. 86.Mendes R.F., Figueira F., Leite J.P. et al. // Chem. Soc. Rev. 2020. V. 49. P. 9121.Isaeva V.I., Vedenyapina M.D., Kurmysheva A.Y. et. al. // Molecules. 2021. V. 26. P. 6628.Cavka J., Jakobsen S., Olsbye U. et al. // JASC Com. 2008. V. 140. P. 42.Kazemi A., Moghadaskhou F., Pordsari M.A. et al. // Sci Rep. 2023. V. 13. № 19891.Ahmadijokani F., Molavi H., Rezakazemi M. et al. // Prog. Mater. Sci. 2022. V. 125. P. 100904.Rego R.M., Kurkuri M.D., Kigga M. // Chemosphere. 2022. V. 302. P. 134845.Ramanayaka S., Vithanage M., Sarmah A. et al. // RSC Adv. 2019. V. 9. P. 34359.Cao Z., Fu X., Li H. et al. // ACS Sustain. Chem. Eng. 2023. V. 11. P. 15506.Shanmugam M., Chuaicham C., Augustin A. et al. // New J. Chem. 2022. V. 46. P. 15776.Lo S.H., Raja D.S., Chen C.-W. et. al. // Dalton Trans. 2016. V. 45. P. 9565.Dyosiba X., Ren J., Musyoka N.M. et al. // Ind. Eng. Chem. Res. 2019. V. 58. P. 17010.Semyonov O., Kogolev D., Mamontov G. et al. // Chem. Eng. J. 2022. V. 431. P. 133450.Selahle S.K., Nqombolo A., Nomngongo P.N. // Sci Rep. 2023. V. 13. P. 6808.Waribam P., Katugampalage T.R., Opaprakasit P. et. al. // Chem. Eng. J. 2023. V. 473. P. 145349.Oymak T., Tokalıoglu S., Cam S. et al. // Food Additiv. Contamin. 2020. V. 37. P. 731.Singh H., Goyal A., Bhardwaj S. et al. // Mater. Sci. Eng. 2023. V. 288. P. 116165.Качала В.В., Хемчян Л.Л., Кашин А.С. и др. // Успехи химии. 2013. Т. 82. С. 648.Кашин А.С., Анаников В.П. // Изв. АН Сер. Хим. 2011. Т. 12. С. 2551.Tsyganenko A.A., Filimonv V.N. // J. Mol. Struct. 1972. V. 5. P. 477.Ivanov A.V., Kustov L.M. // Russ. Chem. Bull. 2000. V. 49. P. 39.Köck E.M., Kogler M., Götsch T. et. al. // Dalton Trans. 2017. V. 46. P. 4554.Jung K.D., Bell A. // J. Catal. 2000. V. 193. P. 207.Ouyang F., Kondo J.N. // JCS Faraday Trans. 1996. V. 92. P. 4491.Cheng X., Zhang A., Hou K. et. al. // Dalton Trans. 2013. V. 42. P. 13698.Huang J., Yan Z. // Langmuir. 2018. V. 34. P. 1890.Lagergren S. // Sakademiens Handl. 1898. V. 24. P. 1.Ho Y.S., Mckay G. // Proc. Biochem. 1999. V. 34. P. 451.Zeldowitsch J. // Acta Physicochim. 1934. V. 1. P. 364.Langmuir I. // Part I. Solids. 1916. V. 184. P. 102.Dippong T., Andrea E., Cadar O. et. al. // J. of Alloys and Comp. 2020. V. 849. P. 156695.Srivastava V., Sharma Y.C., Sillanpää M. // Applied Surf. Sci. 2015. V. 338. P. 42.