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Hierarchical graphite oxide decorated UiO-66 for ultrahigh adsorption of dye with synergistic effect of ultrasonication: Experimental and density functional theory study

吸附 微型多孔材料 化学工程 介孔材料 水溶液 氧化石墨 密度泛函理论 石墨 石墨烯 超声 化学 材料科学 氧化物 纳米技术 有机化学 计算化学 催化作用 工程类
作者
Debarati Mukherjee,Pradip Sekhar Das,Gunolla Nagendra Prasad,Anki Reddy Katha,Sasidhar Gumma,Bishnupada Mandal
出处
期刊:Separation and Purification Technology [Elsevier BV]
卷期号:294: 121217-121217 被引量:23
标识
DOI:10.1016/j.seppur.2022.121217
摘要

Indiscriminate disposal of azodyes demands the development of potential strategies for water treatment. Composites with tuned structural and functional properties, synthesized by amalgamation of 2D carbon materials with MOFs, emerges as a new generation adsorbents. Accordingly, our study focused on the synthesis of graphite oxide decorated UiO-66 MOF and its performance evaluation in ultrasonication assisted adsorptive removal of toxic Congo red dye from aqueous solution. The incorporation of GO tunes the microporous MOF to a hierarchical mesoporous/microporous structure. Theoretical analysis using density functional theory (DFT) was performed to predict the adsorption behaviour. The key finding which makes our study outstanding is the ultrahigh adsorption capacity (Qm − 1250 mg/g) of the synthesized composite, which is much higher than pure UiO-66, GO, and other reported adsorbents. The synergistic effect of the increased mesopore volume and availability of functional groups upon GO incorporation in the MOF improves the adsorption capacity. Adsorption occurs due to long-range intermolecular covalent and noncovalent interactions. The superior dye removal efficiency of the synthesized adsorbent along with good regeneration characteristics makes it a promising material for contaminants removal from aqueous solutions.
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