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A Niobium Coordination Polymer as an Efficient Sorbent for Caffeine Detection in Surface Water.

表面水中のカフェイン検出のための効率的な吸着剤としてのニオブ配位ポリマー (機械翻訳の邦題)

ACS omega2025Squizatto EP, Ribeiro IS, Pereira MVS, et al.
研究デザインその他の原著論文
対象未確定

記録の確認項目

研究デザイン
その他の原著論文
対象
未確定
出版年
2025
出典
doi.org
抄録の表示
表示あり
出版状態
有効な記録
状態確認日
2026/08/17
収集日
2026/08/03
鮮度
確認期限内
確認段階
自動処理
記録状態
公開

日本語要約(機械生成)

ニオブ系金属有機構造体(MOF) [Nb-(Bez-(COO)2)]n を合成し、表面水中のカフェイン抽出に応用した。材料はFTIR、ラマン分光法、SEM、XRD、BET分析により特性評価され、六角柱状の形態、高い結晶性、94.7 m2 g-1の表面積を有することが確認された。抽出条件を応答曲面法で最適化し、材料10 mg、pH 9.0、温度25 °Cが最適であった。吸着はFreundlich等温線(R2=0.9498)と粒子内拡散モデル(R2=0.9554)に適合し、自発的かつ発熱的な物理吸着が示唆された。分析法は1.0〜20 μg mL-1の範囲で直線性(R2=0.9978)を示し、検出限界0.54 μg mL-1、定量限界1.78 μg mL-1、回収率95.6±1.1%を達成した。さらに、材料は5回の吸脱着サイクル後も抽出効率を維持し、再利用可能性が実証された。

この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。

抄録

Herein, it is reported the synthesis of a niobium-based metal-organic framework (MOF), [Nb-(Bez-(COO)2)] n , for the extraction of caffeine from surface waters. The material was synthesized and characterized by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis, which confirmed the coordination between the ligand (1,4-benzenodicarboxylic, (Bez-(COO)2)) and niobium (Nb) with a morphology composed of hexagonal rods, high crystallinity, and a surface area of 94.7 m2 g-1. The extraction process was optimized using a response surface methodology, evaluating three factors: (i) mass of the MOF (100-500 mg), (ii) solution pH (5.0-9.0), and (iii) temperature (25-45 °C). The optimal conditions for caffeine extraction were determined as 10 mg of material, pH 9.0, and temperature of 25 °C. Adsorption studies showed that the Freundlich isotherm model provided the best fit (R 2 = 0.9498), suggesting adsorption on a heterogeneous surface. Kinetic studies showed that the intraparticle diffusion model better described the adsorption process (R 2 = 0.9554), highlighting physisorption by intraparticle diffusion as the predominant mechanism. Thermodynamic parameters revealed spontaneous and exothermic adsorption, with ΔG values between -5.052 and -4.668 kJ mol-1. The developed analytical method showed a linear range from 1.0 to 20 μg mL-1, with good linearity (R 2 = 0.9978), a limit of detection and quantification of 0.54 μg mL-1, and 1.78 μg mL-1, respectively. Accuracy was confirmed by recovery of 95.6 ± 1.1% at 4.5 μg mL-1. Moreover, the [Nb-(Bez-(COO)2)] n material demonstrated high reusability, maintaining its extraction efficiency after five consecutive adsorption-desorption cycles. These results confirm the robustness, efficiency, and sustainability of [Nb-(Bez-(COO)2)] n for environmental monitoring and remediation applications.

DOI 10.1021/acsomega.5c04894

PMID 40918391

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