توصيفگر ها :
چهارچوب آلي كووالانسي , پيوند كربن-نيتروژن , جذب رنگ , اسكارلت
چكيده فارسي :
چهارچوب¬هاي آلي كووالانسي به¬عنوان زيرمجموعه¬اي از پليمرهاي كريستالي و متخلخل آلي از ويژگي¬هاي فوق-العاده¬اي چون قابليت پيش¬طراحي و نظم بسيار بالاي ساختاري، كنترل شرايط سنتزي و نوع گروه¬هاي عاملي موجود در چهارچوب خود برخوردار هستند كه چنين امتيازاتي، امكان استفاده از آنها را براي مقاصدي متنوع فراهم مي¬كند. در اين پژوهش كه با هدف سنتز چهارچوب آلي كووالانسي جديد و غني از نيتروژن و بررسي كاربردهاي آن در جذب گاز كربن دي¬اكسيد و حذف رنگ آلي اسكارلت 4BS انجام گرفت، در ابتدا، مونومرها يا پيش¬ماده¬ها با قابليت تراكم با يك¬ديگر براي ايجاد اتصالات حاوي پيوندهاي دوگانۀ كربن – نيتروژن (هيدرازوني) در چهارچوب سنتز شدند كه در اين مرحله، ايجادشدن آنها با آناليزهاي مربوطه مورد تأييد قرار گرفت. سپس با استفاده از روش سولوترمال، تهيۀ چهارچوب انجام شد و با بهره¬گيري از آناليزهاي مشخصه¬يابي، ويژگي¬هاي آن چون پايداري گرمايي، مورفولوژي، بلورينگي، تخلخل و ميزان مساحت سطح، نوع و مقدار بار سطحي و غيره بررسي شدند. در مرحلۀ ارزيابي كاربردها، ميزان جذب گاز كربن دي¬اكسيد توسط اين چهارچوب در فشار تقريبي 1 بار و در دماي 25 درجۀ سلسيوس، 21 ميلي-گرم بر گرم حاصل شد و همچنين اين چهارچوب، ظرفيت جذب قابل¬توجهي براي حذف رنگ اسكارلت 4BS از خود نشان داد كه شرايط بهينۀ اين فرايند در محيط اسيدي با (2 = pH) در حضور ppm 600 از جذب¬شونده و 4 ميلي¬گرم از جاذب، مشاهده شد. با بررسي ايزوترم¬هاي جذب و مدل¬هاي سينتيكي، درك بيشتري از ماهيت و مكانيسم حذف رنگ ممكن شد كه تبعيت از مدل¬ لانگموير مؤيد جذب شيميايي تك لايۀ اين آلايندۀ آب و پساب بر روي چهارچوب بود.
چكيده انگليسي :
Covalent organic frameworks, as a subclass of crystalline and porous organic polymers, have extraordinary features such as predesignable and very high structural order, control of their synthetic conditions and the type of functional groups in their framework, which privileges the possibility of using them for various applications. In this research, which was fulfilled with the aim of synthesizing a novel N-rich covalent organic framework and evaluating its applications in CO2 adsorption and efficient removal of scarlet 4BS as organic dye, at first, substrates were synthesized with the ability to condense with each other to create linkages containing carbon-nitrogen double bonds in the framework, and then, their creation was confirmed by analyses. Then, using the solvothermal method, the framework was prepared and its characteristics, such as thermal stability, morphology, crystallinity, porosity, surface area, type, and amount of surface charge, etc. were examined using characterization analyses. In the application evaluation stage, the amount of CO2 gas adsorption by this framework at a pressure of approximately 1 bar and at a temperature of 250C was 21 mg.g-1 and in addition, this framework showed a significant capacity to remove the scarlet 4BS under the optimal condition of this process in an acidic solution with (pH=2), in the presence of 600 ppm of adsorbent and 4 mg of N-riched covalent organic framework. By examining the adsorption isotherms and kinetic models, a greater understanding of the nature and mechanism of dye removal was possible, which followed the Langmuir model, thus confirming the chemical adsorption of a single layer of this water and wastewater pollutant on the framework.