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Removal of organic pollutants by lanthanide-doped MIL-53(Fe) metal-organic frameworks:Effect of dopant type in magnetite precursor

引用

Journal of Rare Earths 2023年第1期41卷 140-148页

作者： Shimaa M.Ali Khadija M.Emran Fedaa M.M.Alrashedee Department of Chemistry Faculty of ScienceCairo University.Giza12613Egypt Department of Chemistry Faculty of ScienceTaibah UniversityMadinah30002Saudi Arabia

A series of undoped and lanthanide doped MIL-53(Fe)/Ln-Fe_(3)O_(4)(Ln=La,Nd,or Gd) metal-organic frameworks(MOFs) were prepared by the solvothermal method.All prepared samples were characterized by X-ray diffraction(XRD),Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR),Brunauer-Emmett-Teller(BET) measurements,scanning electron microscopy(SEM),and thermal analysis.XRD and FT-IR results ascertain the successful MOF formation for all prepared samples.MIL-53(Fe)/La-Fe_(3)O_(4) has the smallest particle size of 8.6 nm,the largest BET surface area of 54.2 m^(2)/g,and the highest porosity.Undoped and different lanthanide doped MIL-53(Fe) we re employed as sorbents for the removal of methylene blue(MB)dye from aqueous solutions to examine the doping benefit and the effect of the dopant size on the sorption performance.Doping causes MOFs to act as pH-independent sorbents,which make it applicable at any condition.Adsorption follows pseudo-second-order kinetic model,and doped sorbents attain equilibrium faster.Langmuir isotherms are followed,except for MIL-53(Fe)/La-Fe_(3)O_(4).The adsorption capacity increases with increasing the dopant ion size,100.5 mg/g for La-doped MOF,which is about four times higher than that of undoped MOF.The adsorption mechanism involves chemical interactions between Lewis acid in magnetite MIL-53(Fe) series and Lewis base in MB.

关键词： lanthanide metal organic framework Adsorption Doping organic dyes Rare earths

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