Giới thiệu dự án

Ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước đang là một trong những thách thức nghiêm trọng nhất toàn cầu. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), chì ($\text{Pb}^{2+}$) là chất độc thần kinh loại 1, có khả năng tích lũy sinh học trong mô xương với chu kỳ bán rã lên tới 20–30 năm, gây tổn thương não, thiếu máu, suy thận và vô sinh ngay cả ở nồng độ cực thấp ($< 0.01\text{ mg/L}$). Nguồn phát thải $\text{Pb}^{2+}$ chủ yếu xuất phát từ quá trình sản xuất pin chì-axit, khai khoáng, luyện kim, sơn mạ và nước rỉ từ hệ thống ống dẫn kim loại cũ.

Các giải pháp truyền thống như kết tủa hóa học, keo tụ, trao đổi ion hay lọc màng thường gặp phải các hạn chế lớn: phát sinh bùn thải độc hại, chi phí vận hành cao, tốc độ xử lý chậm và dung lượng hấp phụ hạn chế. Các vật liệu hấp phụ cổ điển như than hoạt tính ($q_{\max} \approx 43.85\text{ mg/g}$) hay zeolite ($q_{\max} < 50\text{ mg/g}$) không đáp ứng được yêu cầu loại bỏ triệt để và kinh tế.

Đề tài "Tổng hợp vật liệu Zr-MOFs và ứng dụng hấp phụ ion $\text{Pb}^{2+}$ trong nước" (nghiên cứu thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh) tập trung phát triển vật liệu khung kim loại - hữu cơ cấu trúc Zirconium biến tính nhóm chức sulfonic ($\text{UiO-66-NDC-SO}_3\text{H}$) với các mục tiêu cụ thể:

  1. Tổng hợp thành công phối tử hữu cơ chức năng hóa 6-sulfonaphthalene-1,4-dicarboxylic acid ($\text{H}_3\text{SNAA}$) từ tiền chất $\text{1,4-H}_2\text{NDC}$.
  2. Chế tạo thành công vật liệu $\text{Zr-MOF}$ mang nhóm $-\text{SO}_3\text{H}$ mật độ cao qua phương pháp nhiệt dung môi (solvothermal).
  3. Đánh giá toàn diện đặc trưng cấu trúc, hình thái, độ bền nhiệt và tính kết tinh của vật liệu bằng các phương pháp hóa lý hiện đại (XRD, FT-IR, TGA-DSC, SEM, TEM, EDX, AAS).
  4. Khảo sát các thông số ảnh hưởng (pH, khối lượng chất hấp phụ, thời gian tiếp xúc, nồng độ ban đầu) và xác lập cơ chế hấp phụ đẳng nhiệt, động học hấp phụ của ion $\text{Pb}^{2+}$.

Kết quả kỳ vọng đạt được dung lượng hấp phụ vượt trội $> 1000\text{ mg/g}$, vượt xa các vật liệu MOFs thông thường nhờ cơ chế hút tĩnh điện mạnh mẽ giữa tâm mang điện âm $-\text{SO}_3^-$ và cation $\text{Pb}^{2+}$. Phạm vi đề tài tập trung vào môi trường nước nhân tạo và thực nghiệm kiểm chứng trong dải $\text{pH}$ từ $1.00$ đến $5.50$ nhằm tránh hiện tượng kết tủa $\text{Pb(OH)}_2$.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Phương pháp / Vật liệu Ưu điểm Nhược điểm Dung lượng hấp phụ $q_{\max}$ ($\text{mg/g}$)
Than hoạt tính (Active Carbon) Dễ kiếm, chi phí nguyên liệu thấp Lỗ xốp không đồng đều, khó tái sinh, dung lượng thấp $43.85\text{ mg/g}$
$\text{MIL-101(Cr)-NH}_2$ Diện tích bề mặt cao, cấu trúc mao quản trung bình Kim loại Chromium độc hại, tâm tương tác bazơ yếu $88.00\text{ mg/g}$
$\text{Zr-MOF-NH}_2$ Khung cấu trúc bền, tâm amin phối trí Dung lượng trung bình, tương tác tạo phức hạn chế $135.00\text{ mg/g}$
$\text{UiO-66-(COOH)}_2$ Nhóm cacboxylic linh động, bền nhiệt Độ phân ly axit trung bình, dung lượng chưa tối ưu $420.20\text{ mg/g}$
$\text{UiO-66-NDC-SO}_3\text{H}$ (Giải pháp đề xuất) Nhóm $-\text{SO}_3\text{H}$ phân ly mạnh, tương tác tĩnh điện cực cao Cần kiểm soát quy trình tổng hợp solvothermal $1348.80\text{ mg/g}$

Phân tích yêu cầu hệ thống theo mô hình MoSCoW:

  • Must-have (Bắt buộc): Vật liệu có độ kết tinh cao, bền trong nước, dung lượng hấp phụ ion $\text{Pb}^{2+} > 1000\text{ mg/g}$ tại $\text{pH} = 5.50$, thời gian đạt cân bằng $< 60\text{ phút}$.
  • Should-have (Nên có): Quy trình chế tạo phối tử $\text{H}_3\text{SNAA}$ với độ tinh khiết cao, cấu trúc hạt nano phân tán đồng đều ($250\text{--}300\text{ nm}$).
  • Could-have (Có thể có): Khả năng tái sinh và tái sử dụng sau nhiều chu kỳ giải hấp bằng axit loãng.
  • Won't-have (Chưa thực hiện): Thử nghiệm quy mô xử lý dòng liên tục công nghiệp $> 10\text{ m}^3\text{/ngày}$.

Thiết kế hệ thống

Kiến trúc cấu trúc phân tử và mạng lưới liên kết của vật liệu $\text{UiO-66-NDC-SO}_3\text{H}$:

+--------------------------------------------------------------------------+
|                  CẤU TRÚC VẬT LIỆU UiO-66-NDC-SO3H                       |
|                                                                          |
|     [ Cụm Vô cơ Zr6O4(OH)4 ] <--- Phối trí carboxylate ---> [ Linker SNAA ]
|               |                                                  |       |
|       (Nút mạng kim loại bền)                        (Vòng naphthalene)  |
|               |                                                  |       |
|               +============ Mạng 3D xốp =========================+       |
|                                     |                                    |
|                       [ Nhóm chức -SO3H / -SO3^- ]                       |
|                                     | (Hút tĩnh điện / Trao đổi ion)     |
|                             [ Cation Pb2+ ]                              |
+--------------------------------------------------------------------------+

Danh mục thiết bị phân tích và tiêu chuẩn hóa nghiệm:

  • Quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS): Thiết bị Thermo Scientific iCE 300 Series, bước sóng phân tích $\lambda = 217.0\text{ nm}$.
  • Nhiễu xạ tia X dạng bột (PXRD): Bruker D8 Advance, nguồn bức xạ $\text{Cu K}\alpha$ ($\lambda = 1.54178\text{ \AA}$), góc quét $2\theta = 3\text{--}50^\circ$.
  • Kính hiển vi điện tử quét & truyền qua: FE-SEM S-4800 (Hitachi) tích hợp đầu dò phổ tán xạ tia X EDX H-7593 (Horiba); TEM Jeol 1010 (Hitachi).
  • Phân tích nhiệt vi sai (TGA-DSC): Labsys Evo 1600 TGA-SETARAM (nhiệt độ khảo sát lên đến $800^\circ\text{C}$).
  • Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR): Jasco FT/IR-6600, dải quét $4000\text{--}400\text{ cm}^{-1}$ (ép viên $\text{KBr}$).

Methodology

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm tuân thủ quy trình kiểm chuẩn 4 pha:

  1. Pha 1 - Nghiên cứu phối tử: Sulfon hóa $\text{1,4-H}_2\text{NDC}$ trong hỗn hợp $\text{H}_2\text{SO}_4\text{ 98%} : \text{Oleum 25%}$ ($3:1\text{ v/v}$) ở $130^\circ\text{C}$ trong $24\text{ giờ}$, kết tinh và xác thực qua phổ $^1\text{H-NMR}$.
  2. Pha 2 - Tổng hợp mạng MOF: Phối trộn $\text{ZrCl}_4$, $\text{H}_3\text{SNAA}$ và chất điều biến (modulator) $\text{C}_6\text{H}_5\text{COOH}$ trong dung môi $\text{DMF}$ và $\text{H}_2\text{O}$ ở $120^\circ\text{C}$ trong $24\text{ giờ}$.
  3. Pha 3 - Hoạt hóa & Đặc trưng: Rửa trao đổi dung môi qua $\text{DMF}$, $\text{MeOH/H}_2\text{O}$ ($4:1$), dung dịch $\text{H}_2\text{SO}_4\text{ 0.1 M}$, $\text{Acetone}$, sấy hoạt hóa chân không ở $80^\circ\text{C}$ trong $24\text{ giờ}$.
  4. Pha 4 - Đánh giá hấp phụ: Phân tích đẳng nhiệt (Langmuir, Freundlich, Temkin) và động học (Pseudo-first-order, Pseudo-second-order, Weber-Morris).

Implementation và kết quả

Development process

1. Quy trình tổng hợp phối tử $\text{H}_3\text{SNAA}$

Phản ứng thế ái điện tử đưa nhóm sunfo vào khung naphthalene: $$\text{C}_{10}\text{H}_6(\text{COOH})_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 / \text{SO}3 \xrightarrow{130^\circ\text{C},\ 24\text{h}} \text{C}{10}\text{H}_5(-\text{SO}_3\text{H})(\text{COOH})_2 + \text{H}_2\text{O}$$

2. Quy trình tổng hợp vật liệu $\text{UiO-66-NDC-SO}_3\text{H}$

  • Hòa tan $105.9\text{ mg } \text{ZrCl}_4$, $134.5\text{ mg } \text{H}_3\text{SNAA}$, $554.5\text{ mg } \text{C}_6\text{H}_5\text{COOH}$ trong $10.5\text{ mL DMF}$.
  • Đánh siêu âm đến khi tan hoàn toàn, thêm $\text{H}_2\text{O}$, lắc đều $1\text{--}2\text{ phút}$.
  • Gia nhiệt thủy nhiệt/dung môi trong autoclave tại $120^\circ\text{C}$ trong $24\text{ giờ}$.
  • Tinh chế và hoạt hóa chân không ở $80^\circ\text{C}$.

3. Xây dựng đường chuẩn định lượng $\text{Pb}^{2+}$ trên AAS

Đường chuẩn quang phổ hấp thụ nguyên tử trong khoảng nồng độ $2\text{--}20\text{ mg/L}$: $$y = 0.0075x + 0.0011 \quad (R^2 = 0.9999)$$ Trong đó $y$ là độ hấp thụ quang ($\text{Abs}$), $x$ là nồng độ $\text{Pb}^{2+}$ ($\text{mg/L}$).

# Thuật toán tính toán thông số động học & dung lượng hấp phụ Pb2+
import numpy as np

def calculate_adsorption_capacity(c0, ce, v_ml, m_mg):
    """
    Tính dung lượng hấp phụ qe (mg/g)
    c0: Nồng độ ban đầu (mg/L)
    ce: Nồng độ cân bằng (mg/L)
    v_ml: Thể tích dung dịch (mL)
    m_mg: Khối lượng chất hấp phụ (mg)
    """
    return ((c0 - ce) * v_ml) / m_mg

def langmuir_isotherm(ce, qmax, kl):
    """Phương trình đẳng nhiệt Langmuir phi tuyến"""
    return (qmax * kl * ce) / (1.0 + kl * ce)

def pseudo_second_order(t, qe, k2):
    """Phương trình động học biểu kiến bậc hai phi tuyến"""
    return (k2 * (qe**2) * t) / (1.0 + k2 * qe * t)

Testing và validation

1. Đánh giá cấu trúc & hình thái học

  • PXRD: Giản đồ nhiễu xạ cho thấy các đỉnh pic sắc nhọn tại góc $2\theta$ đặc trưng tương đồng với khung $\text{UiO-66}$, chứng minh vật liệu tổng hợp có độ kết tinh cao, không bị phá hủy khung khi đưa nhóm $-\text{SO}_3\text{H}$ vào.
  • FT-IR: Xuất hiện dải hấp thụ mạnh ở vùng $1030\text{--}1180\text{ cm}^{-1}$ đặc trưng cho dao động co giãn đối xứng và bất đối xứng của liên kết $\text{S}=\text{O}$ và $\text{S}-\text{O}$ trong nhóm $-\text{SO}_3\text{H}$.
  • SEM & TEM: Tinh thể có dạng hình khối đa diện đồng đều, kích thước hạt trung bình nằm trong khoảng $250\text{--}300\text{ nm}$.
  • EDX Mapping: Phân bố nguyên tố Zirconium ($\text{Zr}$), Carbon ($\text{C}$), Oxygen ($\text{O}$) và Sulfur ($\text{S}$) đồng đều trên toàn bộ bề mặt mạng tinh thể.
  • TGA-DSC: Vật liệu duy trì độ bền nhiệt cao đến gần $400^\circ\text{C}$, cho thấy khả năng ứng dụng bền vững trong môi trường khắc nghiệt.

2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hấp phụ $\text{Pb}^{2+}$

  • Ảnh hưởng của pH: Dung lượng hấp phụ tăng mạnh từ $\text{pH } 1.00$ đến $\text{pH } 5.50$. Tại $\text{pH } 1.00\text{--}2.00$, nồng độ ion $\text{H}_3\text{O}^+$ cao cạnh tranh vị trí tương tác với nhóm $-\text{SO}_3^-$. Tại $\text{pH } 5.50$, nhóm $-\text{SO}_3\text{H}$ bị khử proton hoàn toàn thành $-\text{SO}_3^-$, tạo lực hút tĩnh điện cực đại với $\text{Pb}^{2+}$.
  • Thời gian và động học: Quá trình hấp phụ diễn ra rất nhanh trong $15\text{ phút}$ đầu và đạt trạng thái cân bằng sau $45\text{--}60\text{ phút}$. Dữ liệu thực nghiệm tương thích hoàn hảo với mô hình động học biểu kiến bậc 2 (Pseudo-second-order) với hệ số tương quan $R^2 > 0.99$, chứng minh cơ chế hấp phụ chủ đạo là hấp phụ hóa học kết hợp tương tác tĩnh điện.
  • Mô hình đẳng nhiệt: Dữ liệu hấp phụ cân bằng phù hợp nhất với mô hình đẳng nhiệt Langmuir ($R^2 = 0.998$), khẳng định quá trình hấp phụ ion $\text{Pb}^{2+}$ là hấp phụ đơn lớp trên các tâm hoạt tính đồng nhất $-\text{SO}_3^-$.
BẢNG THÔNG SỐ ĐẲNG NHIỆT VÀ ĐỘNG HỌC HẤP PHỤ Pb2+ CỦA UiO-66-NDC-SO3H:
+------------------------------------+------------------------------------+
| Mô hình đẳng nhiệt Langmuir        | Mô hình động học biểu kiến bậc 2   |
+------------------------------------+------------------------------------+
| q_max (thực nghiệm) = 1348.80 mg/g | q_e (tính toán)     = 1351.20 mg/g |
| K_L                 = 0.042 L/mg   | k_2                 = 0.0018 g/mg.min|
| R^2                 = 0.998        | R^2                 = 0.999        |
+------------------------------------+------------------------------------+

Kết quả đạt được

Vật liệu $\text{UiO-66-NDC-SO}3\text{H}$ tổng hợp thành công sở hữu dung lượng hấp phụ cực đại $q{\max} = 1348.80\text{ mg/g}$ tại $\text{pH} = 5.50$, loại bỏ $> 99.2%$ hàm lượng $\text{Pb}^{2+}$ trong dung dịch thử nghiệm, hoàn thành $100%$ các mục tiêu đề ra ban đầu.

Đổi mới và đóng góp

  1. Đột phá về cấu trúc chức năng hóa: Đưa thành công nhóm sulfonic ($-\text{SO}_3\text{H}$) với mật độ dày đặc lên phối tử naphthalene dicarboxylic ($\text{H}_3\text{SNAA}$), tạo ra mật độ điện tích âm nội mao quản cao nhất trong các dòng $\text{Zr-MOF}$ hiện nay.
  2. Hiệu suất hấp phụ dẫn đầu:
    • Vượt trội $221.0%$ so với $\text{UiO-66-(COOH)}_2$ ($420.20\text{ mg/g}$).
    • Cao gấp $9.99\text{ lần}$ ($+899.1%$) so với $\text{Zr-MOF-NH}_2$ ($135.00\text{ mg/g}$).
    • Cao gấp $30.76\text{ lần}$ ($+2976.0%$) so với Than hoạt tính ($43.85\text{ mg/g}$).
  3. Đóng góp khoa học: Xác lập cơ sở động học và nhiệt động lực học chuẩn mực cho quá trình tương tác tĩnh điện giữa khung $\text{Zr-MOF}$ mang gốc sulfonic và cation kim loại hóa trị II.
SO SÁNH DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ CỰC ĐẠI Pb2+ (q_max: mg/g):
UiO-66-NDC-SO3H : [========================================] 1348.8 mg/g
UiO-66-(COOH)2  : [============] 420.2 mg/g
Zr-MOF-NH2      : [====] 135.0 mg/g
MIL-101(Cr)-NH2 : [==] 88.0 mg/g
Active Carbon   : [=] 43.85 mg/g

Ứng dụng thực tế và triển khai

Trường hợp ứng dụng thực tế

  • Nước thải nhà máy sản xuất ắc quy & pin chì: Xử lý dòng thải có hàm lượng chì cao ($50\text{--}500\text{ mg/L}$) về ngưỡng an toàn theo QCVN 40:2011/BTNMT ($< 0.1\text{ mg/L}$).
  • Nước thải làng nghề xi mạ, luyện kim: Tích hợp module lọc hấp phụ nhanh giúp thu hồi và cô lập chì kim loại.
  • Hệ thống xử lý nước ngầm nhiễm chì cục bộ: Chế tạo lõi lọc tinh cho hệ thống lọc nước sinh hoạt gia đình và trạm cấp nước dân sinh.

Phân tích kinh tế và triển khai kỹ thuật

  • Khả năng mở rộng quy mô: Phản ứng solvothermal có thể chuyển giao từ bình autoclave phòng thí nghiệm sang lò phản ứng áp suất có cánh khuấy dung tích $50\text{--}100\text{ L}$.
  • Hiệu quả kinh tế: Do dung lượng hấp phụ cực cao ($1.35\text{ kg Pb}^{2+}/\text{kg vật liệu}$), lượng vật liệu cần sử dụng giảm hơn $95%$ so với than hoạt tính, tiết kiệm chi phí vận chuyển, đóng cột và xử lý chất thải rắn sau hấp phụ.
  • Lộ trình triển khai:
    • Giai đoạn 1 (0--3 tháng): Tối ưu hóa thu hồi dung môi $\text{DMF}$ và tinh chế $\text{H}_3\text{SNAA}$ quy mô pilot $1\text{ kg/mẻ}$.
    • Giai đoạn 2 (3--6 tháng): Chế tạo hạt composite định hình ($\text{UiO-66-NDC-SO}_3\text{H}$ trên nền $\text{Alginate}$ hoặc $\text{Polymer}$) phục vụ cột lọc dòng chảy liên tục.
    • Giai đoạn 3 (6--12 tháng): Thử nghiệm thực địa tại trạm xử lý nước thải công nghiệp.

Hạn chế và hướng phát triển

  • Hạn chế kỹ thuật: Vật liệu dạng bột mịn dễ gây sụt áp khi nhồi vào cột lọc công nghiệp; chi phí tiền chất $\text{ZrCl}_4$ và dung môi $\text{DMF}$ ban đầu còn cao.
  • Ràng buộc nghiên cứu: Đề tài mới khảo sát trên dung dịch đơn thành phần $\text{Pb}^{2+}$, chưa đánh giá sâu ảnh hưởng cạnh tranh của các ion phổ biến như $\text{Ca}^{2+}$, $\text{Mg}^{2+}$, $\text{Fe}^{3+}$ và chất hữu cơ hòa tan ($\text{DOM}$).
  • Hướng phát triển:
    1. Nghiên cứu tạo hạt hoặc phủ màng nano composite ($\text{MOF/Chitosan}$, $\text{MOF/Polymer}$) để tăng độ bền cơ học.
    2. Nghiên cứu phương pháp tổng hợp xanh sử dụng nước/ethanol thay thế $\text{DMF}$ hoặc tổng hợp cơ hóa (mechanochemical) không dung môi.
    3. Mở rộng thử nghiệm hấp phụ đa kim loại nặng ($\text{Cd}^{2+}$, $\text{Cu}^{2+}$, $\text{Ni}^{2+}$, $\text{Hg}^{2+}$).

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên & Học viên cao học ngành Hóa học/Môi trường: Nắm bắt quy trình biến tính phối tử $\text{H}_3\text{SNAA}$, kỹ thuật tổng hợp $\text{MOFs}$ và phương pháp dựng mô hình động học/đẳng nhiệt chuẩn xác.
  • Kỹ sư công nghệ môi trường: Sở hữu tài liệu thiết kế module hấp phụ ion kim loại nặng với hiệu suất cao và thông số vận hành thực tế.
  • Doanh nghiệp xử lý nước thải & Công nghiệp phụ trợ: Giải pháp vật liệu thế hệ mới giúp giảm thể tích bể lọc, tối ưu chi phí vận hành và đạt tiêu chuẩn xả thải nghiêm ngặt.
  • Cộng đồng nghiên cứu vật liệu xốp: Cung cấp minh chứng thực nghiệm vững chắc về hiệu quả vượt trội của tương tác tĩnh điện trong mạng lưới vật liệu lai vô cơ - hữu cơ.

Câu hỏi thường gặp

1. Điều kiện kỹ thuật tối thiểu để triển khai tổng hợp vật liệu là gì?

Cần hệ phản ứng nhiệt kín (Autoclave lót Teflon) gia nhiệt ổn định ở $120^\circ\text{C}$, máy ly tâm tốc độ cao ($> 6000\text{ rpm}$), bể siêu âm công suất lớn và tủ sấy chân không đạt $80^\circ\text{C}$.

2. Giới hạn bền của vật liệu trong các môi trường pH khác nhau như thế nào?

Vật liệu $\text{UiO-66-NDC-SO}_3\text{H}$ bền vững trong dải $\text{pH}$ từ $1.00$ đến $8.00$ nhờ liên kết phối trí bền vững giữa cụm $\text{Zr}_6\text{O}_4(\text{OH})_4$ và nhóm cacboxylat. Khuyến nghị vận hành tại $\text{pH } 4.00\text{--}5.50$ để đạt hiệu suất cao nhất.

3. Phương pháp tái sinh và giải hấp ion $\text{Pb}^{2+}$ sau khi vật liệu bão hòa?

Vật liệu có thể giải hấp hiệu quả bằng dung dịch axit loãng ($\text{HCl 0.1 M}$ hoặc $\text{HNO}_3\text{ 0.1 M}$) hoặc dung dịch tạo phức $\text{EDTA 0.05 M}$, sau đó rửa lại bằng nước cất và methanol để tái sử dụng từ 4–5 chu kỳ với dung lượng duy trì $> 85%$.

4. Chi phí chế tạo có cạnh tranh được với than hoạt tính không?

Mặc dù chi phí tổng hợp ban đầu trên mỗi $\text{kg}$ vật liệu cao hơn than hoạt tính, nhưng do dung lượng hấp phụ gấp hơn $30\text{ lần}$, lượng vật liệu tiêu thụ giảm tương ứng $30\text{ lần}$, giảm mạnh chi phí vận hành cột lọc và xử lý chất thải rắn nguy hại.

5. Tại sao cần dùng chất điều biến Benzoic acid trong quá trình tổng hợp?

Axit benzoic ($\text{C}_6\text{H}_5\text{COOH}$) đóng vai trò là chất điều biến (modulator), cạnh tranh phối trí thuận nghịch với phối tử $\text{H}_3\text{SNAA}$ tại các nút mạng $\text{Zr}$, làm chậm tốc độ kết tinh tự do, giúp tinh thể phát triển đồng đều, hạn chế khuyết tật mạng và tăng độ xốp.

Kết luận

Đề tài nghiên cứu đã tổng hợp thành công vật liệu $\text{UiO-66-NDC-SO}_3\text{H}$ với cấu trúc tinh thể đồng nhất, độ bền nhiệt cao đến $400^\circ\text{C}$ và dung lượng hấp phụ ion $\text{Pb}^{2+}$ đạt kỷ lục $1348.80\text{ mg/g}$ tại $\text{pH} = 5.50$. Công trình khẳng định hướng đi mang tính đột phá trong việc chức năng hóa mạng lưới $\text{Zr-MOF}$ bằng các nhóm mang điện âm phân ly mạnh, mở ra giải pháp công nghệ cao có khả năng ứng dụng thực tế trong xử lý nước thải công nghiệp và bảo vệ môi trường nước bền vững.