Sintesi di nano-Cu-Zn-MOF da rifiuti metallici con diverso contenuto di carbossilici per l’assorbimento di residui di carbofuran dalle acque reflue

Lo studio affronta una problematica ambientale rilevante legata alla contaminazione delle acque da residui di carbofuran, un insetticida ampiamente utilizzato in agricoltura che presenta proprietà cancerogene e rappresenta un rischio significativo per la salute umana. La ricerca si basa sulla sintesi di materiali innovativi derivati da rifiuti metallici, promuovendo un approccio sostenibile e circolare. La metodologia utilizza tre formulazioni di metal-organic frameworks con complessità crescente: strutture senza gruppi carbossilici (H), strutture con un gruppo carbossilico (-COOH) e strutture con due gruppi carbossilici (-COOH)₂, realizzate rispettivamente attraverso benzenedicarboxylic acid, benzene-1,3,5-tricarboxylic acid e benzene tetracarboxylic acid. La caratterizzazione comprende analisi approfondite delle proprietà superficiali e strutturali mediante tecniche standard. I dati sperimentali rivelano che la capacità di adsorbimento aumenta progressivamente: da 162,5 mg/g per Cu-Zn-MOF-H a 389,2 mg/g per Cu-Zn-MOF-(COOH)₂, indicando un incremento del 139% di efficienza. L'applicazione dei modelli di isoterma di Langmuir e Freundlich dimostra che il primo fornisce un migliore fitting dei dati, suggerendo un meccanismo di adsorbimento monostrato omogeneo sulla superficie del materiale. La modellazione cinetica rivela che il processo segue un'equazione pseudo-secondo-ordine, indicativa di un adsorbimento controllato da chemiadsorbimento. I risultati supportano l'ipotesi che i gruppi carbossilici agiscono come siti attivi per l'interazione con il carbofuran, favorendo sia il trasporto di carica che le interazioni di van der Waals. Questo approccio rappresenta un avanzamento nelle tecnologie di purificazione dell'acqua, combinando sostenibilità economica e ambientale con efficienza tecnica superiore.