Nghiên cứu biến tính vật liệu ZIF-8 bằng sắt và khảo sát hoạt tính xúc tác quang dưới ánh sáng mặt trời

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – ĐH Huế Tập 7, Số 1 (2017) 
53 
NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH VẬT LIỆU ZIF-8 BẰNG SẮT VÀ KHẢO SÁT 
HOẠT TÍNH XÚC TÁC QUANG DƯỚI ÁNH SÁNG MẶT TRỜI 
Mai Thị Thanh1,2*, Đinh Quang Khiếu2, Phạm Thị Anh Thư3, Hồ Văn Thành4 
1
Khoa Lý - Hóa - Sinh, Trường Đại học Quảng Nam 
2
Khoa Hóa học , Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế 
3
Khoa Hóa học , Trường Đại học Sư phạm – Đại học Huế 
4Trường Cao đẳng Sư phạm Huế 
*Email: maithanh75qnam@gmail.com 
TÓM TẮT 
Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu biến tính vật liệu ZIF-8 bằng Fe2+ với tỉ lệ mol 
Zn
2+
/Fe
2+
 là 9/1 và khảo sát hoạt tính xúc tác quang của vật liệu thu được. Vật liệu được 
đặc trưng bằng các phương pháp XRD, BET, AAS, XPS, DR-UV-Vis và TGA. Kết quả cho 
thấy, ion Fe2+ có thể thay thế đồng hình với Zn2+trong vật liệu ZIF-8 tạo ra vật liệu Fe-
ZIF-8. Vật liệu ZIF-8 và Fe-ZIF-8 được làm chất xúc tác quang cho phản ứng phân hủy 
phẩm nhuộm remazol black B (RDB) dưới ánh sáng mặt trời. Kết quả cho thấy khi thêm 
Fe
2+
 vào ZIF-8 làm tăng hoạt tính xúc tác quang hóa của vật liệu. 
Từ khóa: Phân hủy quang hóa, Fe-ZIF-8, remazol black B, ZIF-8 . 
1. MỞ ĐẦU 
Trong những năm gần đây, nhóm vật liệu khung zeolitic imidazolate kim loại (ZIFs, 
zeolitic imidazolate frameworks) thu hút chú ý của nhiều nhà khoa học do sự đa dạng về bộ 
khung, khả năng linh hoạt trong việc biến tính [1, 2, 3, 4].Trong họ ZIFs, vật liệu ZIF-8 được 
nghiên cứu rộng rãi nhất, do có ưu điểm về tính ổn định nhiệt và độ bền hoá học [1, 2, 3]. ZIF-8 
được tạo thành từ ion Zn2+ liên kết với 2-methylimidazole (MeIM), theo công thức Zn(MeIM)2. 
Các hướng nghiên cứu về vật liệu ZIFs tập trung ở các vấn đề tổng hợp, biến tính, tìm kiếm ứng 
dụng mới của chúng, trong đó hướng sử dụng ZIFs làm chất mang gắn các tâm xúc tác là các 
tiểu phân kim loại, oxit kim loại, hợp chất hữu cơ,... đang được quan tâm nhiều [5]. Zou và cộng 
sự đã tổng hợp Fe3O4@ZIF-8 dùng để xác định hợp chất asen [6], Jiang và cộng sự [7] đã công 
bố sự kết hợp Fe3O4 với tinh thể nano ZIF-8 làm tăng khả năng hấp phụ hydroquinone của ZIF-
8. 
Gần đây hoạt tính xúc tác quang của vật liệu ZIF-8 và ZIF-8 biến tính cũng được nhiều 
nhà khoa học quan tâm như xúc tác cho phản ứng phân hủy methylene xanh dưới tia UV [7], 
Nghiên cứu biến tính vật liệu ZIF-8 bằng sắt và khảo sát hoạt tính xúc tác quang dưới ánh sáng mặt trời 
54 
đặc biệt ZnO@ZIF-8 có hoạt tính xúc tác rất cao cho phản ứng phân hủy methylene xanh dưới 
tia UV [8]. Do đó, phát triển nghiên cứu năng lượng vùng cấm của chất xúc tác quang trong 
vùng khả kiến là thú vị và quan trọng hơn là sử dụng chúng làm chất xúc tác quang dưới tác 
dụng của ánh sáng mặt trời. Cho đến nay, ứng dụng xúc tác quang hóa dưới sáng mặt trời của 
ZIF-8 biến tính bằng sắt chưa được tác giả nào công bố. 
Phẩm nhuộm RDB là một loại phẩm nhuộm diazo tan trong nước và được sử dụng rộng 
rãi trong công nghiệp dệt may. RDB là loại phẩm nhuộm ổn định và khó bị phân hủy sinh học. 
Do đó, biện pháp loại bỏ phẩm nhuộm RDB ra khỏi dung dịch nước là cần thiết. 
Trong bài báo này, chúng tôi cải thiện hoạt tính xúc tác quang hóa của vật liệu ZIF-8 
bằng cách thêm Fe2+ vào cấu trúc, tạo vật liệu ZIF-8 biến tính (Fe-ZIF-8). Khảo sát hoạt tính 
xúc tác quang hóa của ZIF-8 và Fe-ZIF- 8 cho phản ứng phân hủy phẩm nhuộm RDB dưới ánh 
sáng mặt trời. 
2. THỰC NGHIỆM 
2.1. Hóa chất 
 Các hóa chất sau được dùng trong nghiên cứu này: kẽm nitrate hexahydrate 
(Zn(NO3)2·6H2O, Korea, ≥ 99%); sắt (II) sulphate heptahidrate (FeSO4.7H2O, Merck, > 99%); 
methanol ( CH3OH, Merck); 2 - methylimidazole (C4H6N2, Aldrich, 99%); Remadazol black 
B(RDB) (C26H21N5Na4O19S6, Việt Nam). 
2.2. Tổng hợp ZIF-8 
 Tổng hợp ZIF-8 theo tài liệu [2, 4, 9, 10]: Cho dung dịch gồm 2,8 mmol kẽm nitrate 
hexahydrate hòa trong 1,4 mol methanol vào dung dịch gồm 64,4 mmol 2 - methylimidazole 
hòa tan trong 1,4 mol methanol, khuấy mạnh hỗn hợp trong 24 giờ, sau đó li tâm trên máy 
Hettich EBA 8S với tốc độ 3000 vòng/phút trong 10 phút, thu phần rắn, rửa 3 lần với methanol. 
Sản phẩm thu được sấy qua đêm ở nhiệt độ 120oC. 
2.3. Tổng hợp Fe-ZIF-8 
 Quy trình tổng hợp vật liệu Fe-ZIF-8 cũng được tiến hành tương tự như tổng hợp ZIF-8 
nhưng thay thế một phần kẽm nitrate hexahidrate bằng sắt (II) sulphate heptahidrate với tỉ lệ 
mol Zn(NO3).6H2O: FeSO4.7H2O (hoặc Zn
2+
: Fe
2+
) là 9:1, kí hiệu là Fe-ZIF-8. 
 Cấu trúc tinh thể của vật liệu tổng hợp được nhận dạng bằng phương pháp nhiễu xạ tia 
X (XRD) trên máy D8-Avance-Bruker với tia phát xạ CuK công suất 40 kV, góc quét từ 1o 
đến 60o. Diện tích bề mặt được đo bằng phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ và khử hấp phụ N2 
(BET) trên máy Micromeritics ASAP 2020, các mẫu hoạt hóa ở 150oC trong 4 giờ dưới áp suất 
chân không trước khi đo. Thành phần nguyên tố và trạng thái oxi hóa được đặc trưng bằng các 
phương pháp: quang phổ tia X (X-ray photoelectron spectrocopy, XPS), đo trên máy Shimadzu 
Kratos AXISULTRA DLD spectrometer, các giải năng lượng liên kết được hiệu chỉnh bằng 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – ĐH Huế Tập 7, Số 1 (2017) 
55 
cách chuẩn nội với pic C1s (ở 284,6 eV), quét với độ phân giải cao cho các pic Fe2p(II), 
Fe2p(III) từ 700 eV - 716 eV và Zn(2p) từ 1015 eV - 1050 eV, pic được phân giải trên phần 
mềm Casa XPS; quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), đo trên máy PinAAcle 900F để xác định 
Zn
2+
 tại bước sóng 213,9 nm, đồng thời kết hợp với phương pháp so màu trên máy quang phổ 
UV-VIS THERMO Evolution 600, tại bước sóng 510 nm để xác định Fe2+, Fe3+. Năng lượng 
vùng cấm được xác định bằng phổ khả kiến, tử ngoại trên máy quang phổ DR-UV-vis quét từ 
200nm ÷ 800nm. 
2.4. Hấp phụ và xúc tác quang hóa phân hủy phẩm nhuộm 
 Thí nghiệm nghiên cứu hấp phụ phẩm nhuộm RDB tiến hành trong bóng tối ở 300C: 
cho 0,075 gam vật liệu ZIF-8 hoặc Fe-ZIF-8 vào bình dung tích 500 ml chứa 300 ml dung dịch 
RDB trong nước với nồng độ ... n. Hình 6 
thể hiện so sánh động học hấp phụ và phản ứng xúc tác quang phẩm nhuộm. Đối với ZIF-8, 
RDB bị hấp phụ nhanh ở 25 phút đầu và đạt đến cân bằng ở 210 phút. Sự thay đổi nồng độ RDB 
trong hấp phụ và xúc tác quang là như nhau và giảm khoảng 45% so với nồng độ dung dịch ban 
Nghiên cứu biến tính vật liệu ZIF-8 bằng sắt và khảo sát hoạt tính xúc tác quang dưới ánh sáng mặt trời 
60 
đầu. Vậy dưới ánh sáng mặt trời chỉ xảy ra quá trình hấp phụ RDB và ZIF-8 không có hoạt tính 
xúc tác quang hóa. Hình 6 cho thấy, ở cùng nồng độ sự hấp phụ phẩm nhuộm trong bóng tối có 
thể tương đương hoặc có thể giảm hơn một ít so với khi chiếu sáng. Điều này có thể do cơ chế 
quá trình hấp phụ thuận nghịch hoặc khuếch tán ngược [15,16]. Hình 6 cũng cho thấy, đối với 
Fe-ZIF-8, tỷ lệ Ct/Co của phản ứng xúc tác quang giảm liên tục và giảm khoảng 90% ở 300 phút 
trong khi đó nồng độ cân bằng của quá trình hấp phụ đạt khoảng 40 - 50%. Kết quả cho thấy Fe-
ZIF-8 có hoạt tính xúc tác quang hóa dưới ánh sáng mặt trời. 
0 50 100 150 200 250 300
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
ZIF-8
C
/C
0
t (phut)
 Hâp phu, C
0
=30 mg.L
-1
 Hâp phu, C
0
=40 mg.L
-1
 xt quang, C
0
=40 mg.L
-1
 xt quang, C
0
=30 mg.L
-1
0 50 100 150 200 250 300 350
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Fe-ZIF-8
C
/C
0
t (phut)
 xt quang, C
0
=30 mg.L
-1
 xt quang, C
0
=40 mg.L
-1
 Hâp phu, C
0
=30 mg.L
-1
 Hâp phu, C
0
=40 mg.L
-1
Hình 6. So sánh động học hấp phụ RDB và xúc tác quang cho phản ứng phân hủy RDB. 
 Hình 7 trình bày động học mất màu phẩm nhuộm RDB trong các điều kiện khác nhau. 
Kết quả cho thấy, khi không có xúc tác dưới tác dụng ánh sáng mặt trời phẩm nhuộm không bị 
mất màu chứng tỏ phẩm nhuộm này bền với ánh sáng mặt trời trong điều kiện nghiên cứu. 
Trong điều kiện chiếu UV và có Fe-ZIF-8 xúc tác quá trình mất màu diễn ra tương đương như 
quá trình hấp phụ, điều này chứng tỏ ánh sáng UV trong nghiên cứu này không có khả năng 
kích thích phản ứng xúc tác quang hóa. Kết quả thực nghiệm cũng cho thấy sau lọc bỏ chất xúc 
tác sau 60 phút phản ứng, sự phân hủy phẩm nhuộm dừng lại mặc dù vẫn chiếu sáng ngoài trời. 
Điều này chứng tỏ đây là xúc tác dị thể. Kết quả thí nghiệm trên đã khẳng định rằng Fe-ZIF-8 là 
chất xúc tác quang cho phản ứng phân hủy RDB trong vùng khả kiến. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – ĐH Huế Tập 7, Số 1 (2017) 
61 
0 50 100 150 200 250 300
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
60 
Fe-ZIF-8
C
t 
/C
0
Thôøi gian ( phuùt)
 Chæ chieáu aùnh saùng maët trôøi
 Chieáu aùnh saùng maët trôøi vaø coù Fe-ZIF-8
 Chieáu UVUV
 Taùch Fe-ZIF-8 sau 60 phuùt
Hình 7. Thí nghiệm quá trình mất màu phẩm nhuộm RDB trong các điều kiện khác nhau. 
Tốc độ phản ứng phân hủy quang hóa phụ thuộc vào nồng độ đầu của phẩm nhuộm [17, 
18]. Sự ảnh hưởng của nồng độ đầu đến tốc độ phản ứng phân hủy quang hóa của RDB được 
thể hiện trên hình 8. 
Tốc độ đầu của phản ứng được tính theo phương trình: 
0
dC
r
dt
Lấy tích phân phương trình tốc độ đầu, ta được: Ct = -r0.t + C0 
 Độ dốc của đường thẳng tiếp tuyến tại C0 của đường cong Ct = f(t) chính là tốc độ đầu. 
Giá trị tốc đồ đầu ứng với mỗi nồng độ đầu của dung dịch RDB được thể hiện trong bảng 5. 
Hình 8. Phản ứng xúc tác quang phân hủy phẩm nhuộm RDB với nồng độ đầu khác nhau 
2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8
-1.0
-0.9
-0.8
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
Fe-ZIF-8(1:9)
y=0.412x -1.882
R2 = 0.991
ln
r 0
lnC0 
0 50 100 150 200 250 300
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Fe-ZIF-8
C
t 
(m
g
.L
-1
 )
t (phut)
 10 mg
 20 mg
 30 mg 
 40 mg
Nghiên cứu biến tính vật liệu ZIF-8 bằng sắt và khảo sát hoạt tính xúc tác quang dưới ánh sáng mặt trời 
62 
Bảng 5. Tốc độ đầu của phản ứng ở nồng độ khác nhau 
Mẫu Nồng độ (mg.L-1) r0 R
2
Fe-ZIF-8 
10 0,396 1 
20 0,567 0,992 
30 0,601 0,991 
40 0,714 0,999 
 Trong bài báo này, sử dụng phương pháp nồng độ đầu để tính hằng số tốc độ k và bậc n 
của phản ứng xúc tác quang [19, 20] theo phương trình: 
. n
dC
r k C
dt
Lấy logarit phương trình, ta được: lnr0 = lnki+ nlnC0 
Đồ thị hồi qui tuyến tính của lnro đối với lnCo là một đường thẳng với độ dốc là n và 
điểm cắt trục tung cho lnki (thể hiện trên hình 8). Giá trị của n và k tính toán được thể hiện trên 
bảng 6. Đồ thị hồi qui tuyến tính cho sự tương thích tốt với hệ số chính xác rất cao (R2 =0.99). 
Trong một số trường hợp, bậc phản ứng xúc tác quang là đơn vị [21, 22]. Trong bài báo này, giá 
trị của n là 0,412 có thể do sự tham gia của cả quá trình hấp phụ và phản ứng xúc tác quang. 
Bảng 6. Bậc phản ứng và hằng số tốc độ 
Mẫu Bậc phản ứng (n) ki R
2
Fe-ZIF-8 0,412 0,152 0,991 
 Nguyên tắc cơ chế xúc tác quang của bán dẫn, đặc biệt ZnO được gây ra bởi photon tạo 
ra cặp điện tử (e-) và lỗ trống quang sinh (h+) trong vùng dẫn (CB) và vùng hóa trị (VB) [17, 
21]. Năng lượng vùng cấm không quá lớn cũng như năng lượng liên kết không quá nhỏ để điện 
tử có thể được kích thích trong vùng UV-Vis và có thời gian tồn tại đủ để tham gia phản ứng 
quang hóa. Cả hai yêu cầu có thể được đáp ứng bởi ZnO khi chiếu UV. Tuy nhiên, ánh sáng khả 
kiến có năng lượng thấp không thể kích thích và tạo thành electron kích thích và lỗ trống quang 
sinh trong ZnO. Trong khi năng lượng vùng cấm của Fe2O3 hay FeO thì quá nhỏ, cặp điện tử và 
lổ trống quang sinh dễ dàng tái hợp cặp. Sự kết hợp Zn và imidazole trong cấu trúc ZIF-8 tạo ra 
mức điện tử mới trong vùng cấm của ZnO, tạo ra năng lượng vùng hóa trị mới. Hơn nữa, pha 
tạp Fe vào ZIF-8 cũng tạo thêm mức năng lượng trong vùng cấm của ZnO, hình thành một vùng 
hóa trị khác. Như vậy vùng hóa trị được xem như những bẫy trao đổi điện tử hay lỗ trống (bẩy 
điện tử). Bẫy điện tử này có thể làm giảm quá trình tái hợp cặp electron - lỗ hổng quang sinh 
trong ZIF-8 pha Fe [23], quá trình này có thể nâng cao hoạt tính xúc tác quang. Trong Fe-ZIF-8, 
vùng hóa trị được điều chỉnh chủ yếu bởi obitan trống của Zn hay Fe. Nitơ trong Fe-ZIF-8 của 
imidazole tạo ra mức năng lượng vùng cấm (HOMO) (highest occupied molecular orbital) tạo ra 
khả năng hấp thụ ánh sáng khả kiến. Lý do này giải thích vì sao Fe-ZIF-8 có khả năng xúc tác 
quang trong vùng khả kiến. Thảo luận này được minh họa trong sơ đồ dưới đây. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – ĐH Huế Tập 7, Số 1 (2017) 
63 
Hình 9. Cơ chế đề nghị quá trình phân hủy quang hóa RDB trên xúc tác Fe-ZIF-8 dưới ánh sáng mặt trời 
4. KẾT LUẬN 
Tóm lại, đã thay thế đồng hình sắt trong vật liệu ZIF-8 bằng ion Fe2+. Pha Fe vào ZIF-8 
tạo ra năng lượng vùng cấm trong vùng ánh sáng khả kiến. Vật liệu Fe-ZIF-8 có thể hoạt động 
như chất xúc tác quang trong vùng khả kiến đối với phản ứng phân hủy phẩm nhuộm RDB. 
Điều này được kết luận rằng vùng hóa trị được tạo ra bởi obitan trống của Zn hay Fe. Nguyên tử 
nitơ trong Fe-ZIF-8 trong imidazole làm cho năng lượng vùng dẫn và hấp thụ được ánh sáng 
vùng khả kiến. Trạng thái này quyết định hoạt tính xúc tác quang của Fe-ZIF-8 khi chiếu ánh 
sáng mặt trời. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. K.S. Park, Z. Ni, A. P. Cote, J. Y. Choi, R. Huang, F. J. Uribe-Romo, H. K.Chae, M.O'Keeffe and 
O.M. Yaghi (2006), Exceptional chemical and thermal stability of zeolitic imidazolate 
frameworks, PNAS, 103, 10186-10191. 
[2]. Uyen P. N. Tran. Ky K. A. Le, and Nam T. S. Phan (2011), Expanding applications of Metal - 
Organic Frameworks: Zeolite Imidazolate Framework ZIF -8 as an efficient Heterogeneous 
catalyst for the Knoevenagel reaction, ACS Catalysis .1, pp. 120-126. 
[3]. Y. Ban, Y. Li, X. Liu, Y. Peng - Weishen Yang (2013), Solvothermal synthesis of mixed-ligand 
metal–organic framework ZIF-78 with controllable size and morphology, Microporous and 
Mesoporous Materials.173, 29–36. 
[4]. X. Zhou, H. P. Zhang, G. Y. Wang, Z.G. Yao, Y. R. Tang, S. S. Zheng (2013), Zeolitic 
imidazolate framework as efficient hereogeneous catalyst for the synthesis of ethyl methyl 
carbonate, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 43-47. 
O
H
- 
O
H
.
Eg(Zn
2+
) = 3.2 eV 
2O
2
.O
e- e- e- e- 
e- 
LUM
O 
h+ h+ h+ h+ 
h+ 
HOM
O 
e- e- e- e- 
e- 
LUM
O 
h+ h+ h+ h+ 
h+ 
HOM
O 
Eg(Fe
2+
) =2.16 
eV OH
.
OH
- 
2
.O
2O
N 
sun light 
(hγ) 
Fe-ZIF-8 
hγ 
Nghiên cứu biến tính vật liệu ZIF-8 bằng sắt và khảo sát hoạt tính xúc tác quang dưới ánh sáng mặt trời 
64 
[5]. T. Zhang, X. Zhang, X. Yan, L. Kong, G. Zhang, H. Liu, J. Qiu, and K. L. Yeung (2013), 
Synthesis of Fe3O4@ZIF-8 magnetic core–shell microspheres and their potential application in a 
capillary microreactor, Chemical Engineering Journal.228, 398-404. 
[6]. Z. Zou, S. Wang, J. J. FujianXu, Z. Long, X. Hou (2016), Ultrasensitive determination of 
inorganic arsenic by hydride generation-atomic fluorescence spectrometry using Fe3O4@ZIF-8 
nanoparticles for preconcentration, Microchemical Journal.124, 578–583. 
[7]. X. Jiang, H-Y. Chen, L.-L. Liu, L.-G. Qiu , X. Jiang (2015), Fe3O4 embedded ZIF-8 nanocrystals 
with ultra-high adsorption capacity towards hydroquinone, Journal of Alloys and Compounds.646, 
1075-1082. 
[8]. B.Yu, F. Wang, W. Dong, J. Hou, P. Lu, J. Gong (2015), Self-template synthesis of core–shell 
ZnO@ZIF-8 nanospheres and the photocatalysis under UV irradiation, Materials Letters. 156, 50–
53. 
[9]. M Zhu, S. R. Venna, J. B.Jasinski and M. A.Carreon (2011), Room - Temperature Synthesis of 
ZIF-8: The Coexistence of ZnO Nanoneedles, Chemistry of Materials.23 (16), 3590 - 3592. 
[10]. S. Eslava, L. Zhang, S. Esconjauregui, J. Yang, K. Vanstreels, M. R. Baklanov, and E. Saiz 
(2012), Metal - Organic Framework ZIF-8 Films As Low-k Dielectrics in Microelectronic, 
Chemistry of Materials.25, 27-33. 
[11]. Thermo scientific XPS(2013-2016), XPS reference table of elements, 
[12]. Y. Du, R.Z. Chen, J.F. Yao, H.T. Wang (2013), Facile fabrication of porous ZnO by thermal 
treatment of zeolitic imidazolate framework-8 and its photocatalytic activity, Journal of Alloys and 
Compounds. 551, 125–130. 
[13]. F. Wang, Z. S. Liu, H. Yang, Y. X. Tan and J. Zhang (2011), Hybrid Zeolitic Imidazolate 
Frameworks with Catalytically Active TO4 Building Blocks, Angew. Chem. Int. Ed. 50, 450–453. 
[14]. H-P. Jing, Ch-Ch. Wang,Y-W. Zhang, P. Wang and R. Li (2014), Photocatalytic degradation of 
methylene blue in ZIF-8, RSC Adv.4, 544-554. 
[15]. N.K. Lazaridis, T.D. Karapantsios, D. Georgantas (2003), Kinetic analysis for the removal of a 
reactive dye from aqueous solution onto hydrotalcite by adsorption, Water Res. 37, 3023-3033. 
[16]. M. Al-Ghoutia, M.A.M. Khraisheh, M.N.M. Ahmad, S. Allen (2005), Thermodynamic behaviour 
and the effect of temperature on the removal of dyes from aqueous solution using modified 
diatomite: A kinetic study, Journal of Colloid and Interface Science. 287, 6–13. 
[17]. M.A. Behnajady, N. Modirshahla, R. Hamzavi (2006), Kinetic study on photocatalytic degradation 
of C.I. Acid Yellow 23 by ZnO photocatalyst, Journal of Hazardous Materials. B133, 226–232. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – ĐH Huế Tập 7, Số 1 (2017) 
65 
[18]. I. K Konstantinou , T. A Albanis (2004), TiO2-assisted photocatalytic degradation of azo dyes in 
aqueous solution: kinetic and mechanistic investigations: A review, Applied Catalysis B: 
Environmental.49, 1-14. 
[19]. C.Galindo, P. Jacques, and A. Kalt (2001), Photooxidation of the phenylazonaphthol AO2O on 
TlO2: kinetic and mechanistic investigations. Chemosphere. 45(6-7), 997-1005. 
[20]. M. Saquib, M. Muneer (2003), TiO2-mediated photocatalytic degradation of a triphenylmethane 
dye( gentian violet) in aqueous suspensions, Dyes and Pigments. 56, 37-49. 
[21]. Y. Lai, M. Meng , Y. Yu, X. Wang, T. Ding (2011), Photoluminescence and photocatalysis of the 
flower-like nano-ZnO photocatalysts prepared by a facile hydrothermal method with or without 
ultrasonic assistance, Applied Catalysis B: Environmental.105, 335–345. 
[22]. U.G. Akpana,b, B.H. Hameeda (2011), Photocatalytic degradation of 2,4 -dichlorophenoxyacetic 
acid by Ca–Ce–W–TiO2 composite photocatalyst, Chemical Engineering Journal. 173, 369–375. 
[23]. K.R. Jakkidi, S. Basavaraju, D.K. Valluri (2009), Sm3+-doped Bi2O3 photocatalyst prepared by 
hydrothermal synthesis, Chem. Catal. Chem. 14, 92–496. 
Nghiên cứu biến tính vật liệu ZIF-8 bằng sắt và khảo sát hoạt tính xúc tác quang dưới ánh sáng mặt trời 
66 
SYNTHESIS OF IRON MODIFIED ZEOLITIC IMIDAZOLATE FRAMEWORK-8 (Fe-
ZIF-8) AND PHOTOCATALYTIC ACTIVITY BY SUN LIGHT 
Mai Thi Thanh
1,2*
, Đinh Quang Khieu2, Pham Thi Anh Thu3, Ho Van Thanh4 
1
Faculty of Physics – Chemistry - Biology, Quang nam University 
2
Department of Chemistry, Hue University College of Sciences 
3
Hue University College of Pedalogy 
4
Hue Junior College of Pedalogy 
*Email: maithanh75qnam@gmail.com 
ABSTRACT 
This paper presents the study on in situ incorporation of iron oxide into ZIF-8 with molar 
ratio Zn
2+
/Fe
2+
 = 9/1 (Fe-ZIF-8) and sun light driven photocatalytic activity of obtained 
materials. The materials were characteristic of power X-ray diffraction (PXRD), BET, AAS, 
X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), diffusive reflectance UV-Vis (DR-UV-Vis) and 
TGA. The results show that Fe (II) as iron source could be directly introduced into ZIF-8 to 
form Fe-ZIF-8. ZIF-8 and Fe-ZIF-8 was selected as photocatalyst to decompose remazol 
black B (RDB), a model of dye contaminant, under sun light illumination. ZIF-8 seems not 
to catalyze for degradation of RDB while Fe-ZIF-8 exhibited sun light-driven 
photocatalytic degradation of RDB. The kinetics of photocatalytic reaction were also 
addressed. This study suggests iron modified zeolite-imidazole framework Fe-ZIF-8 to be 
promising catalyst for the heterogeneous photo-catalytic dye degradation technique in 
visible region. 
Keywords: Fe-ZIF-8, photocatalytic degradation, remazol black B, ZIF-8.