مطالعه امکان‌سنجی جذب و حذف تارترازین از زعفران با استفاده از چارچوب فلزی-آلی با کاتالیزور تک اتمی مس (Cu-SA@MOF)

زعفران یکی از گران‌ترین ادویه‌های جهان است و به شدت مستعد تقلب است و اغلب از تارترازین به عنوان یک ماده‌ی تقلبی استفاده می‌شود. با توجه به برخی از اثرات نامطلوب احتمالی مرتبط با مصرف تارترازین، باید روش‌های مناسبی برای تشخیص و حذف آن توسعه داده شود. در این مطالعه، یک چارچوب فلزی-آلی جدید شامل اتم‌های منفرد مس (Cu-SA@MOF) سنتز و برای بررسی جذب و حذف تارترازین از زعفران استفاده شد. مشخصه‌یابی نانوکامپوزیت از طریق دستگاه‌های BET، FTIR، XRD، SEM، TEM و TGA انجام شد. تجزیه و تحلیل‌ها، مساحت سطح بالای آن (877.38 ± 5.81 متر مربع بر گرم)، ساختار مزومتخلخل و پایداری حرارتی قابل توجه (تا 800 درجه سانتیگراد) را تأیید کردند. آزمایش‌های جذب تحت شرایط بهینه pH = 5، دوز جاذب = 15 میلی‌گرم، زمان تماس = 6 دقیقه و غلظت تارترازین 40 میلی‌گرم در لیتر انجام شد. رفتار جذب از هر دو مدل ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ پیروی کرد که نشان‌دهنده حداکثر ظرفیت جذب 118.71 میلی‌گرم بر گرم است. نانوکامپوزیت Cu-SA@MOF در مقایسه با سایر رنگ‌ها، گزینش‌پذیری بالایی نسبت به تارترازین نشان داد که می‌توان آن را به ساختار متخلخل و مکان‌های فعال تک اتمی آن نسبت داد. مطالعه حاضر استفاده از Cu-SA@MOF را به عنوان یک جاذب پایدار برای تشخیص و حذف تارترازین از نمونه‌های زعفران نشان می‌دهد.

Saffron is one of the most expensive spices in the world and is highly susceptible to adulteration, frequently using tartrazine as an adulterant. Given some of the possible adverse impacts associated with the consumption of tartrazine, proper methods for its detection and removal should be developed. In this study, a novel metal-organic framework comprising Cu single atoms (Cu-SA@MOF) was synthesized and used to examine the adsorption and removal of tartrazine from saffron. Characterization of the nanocomposite was performed via BET, FTIR, XRD, SEM, TEM, and TGA instruments. The analyses confirmed its high surface area (877.38 ± 5.81 m²/g), mesoporous structure, and remarkable thermal stability (up to 800 °C). Adsorption experiments were conducted under optimal conditions of pH = 5, sorbent dosage = 15 mg, contact time = 6 min, and tartrazine concentration of 40 mg/L. The adsorption behavior followed both Langmuir and Freundlich isotherm models, indicating a maximum adsorption capacity of 118.71 mg/g. The Cu-SA@MOF nanocomposite showed high selectivity toward tartrazine compared to other dyes, which can be attributed to its porous structure and single-atom active sites. The present study demonstrates the use of Cu-SA@MOF as a sustainable sorbent for the detection and removal of tartrazine from saffron samples.