Дзякуй за наведванне Nature.com. Версія браўзэра, якую вы выкарыстоўваеце, мае абмежаваную падтрымку CSS. Для лепшага вопыту мы рэкамендуем выкарыстоўваць абноўлены браўзэр (альбо адключыць рэжым сумяшчальнасці ў Internet Explorer). У той жа час, каб забяспечыць пастаянную падтрымку, мы зробім сайт без стыляў і JavaScript.
У гэтай працы кампазіты RGO/NZVI былі сінтэзаваны ўпершыню, выкарыстоўваючы простую і экалагічна чыстую працэдуру з выкарыстаннем экстракта жаўтлявага лісця софары ў якасці аднаўленчага сродкі і стабілізатара, каб адпавядаць прынцыпам "зялёнай" хіміі, напрыклад, менш шкоднага хімічнага сінтэзу. Для праверкі паспяховага сінтэзу кампазітаў, такіх як SEM, EDX, XPS, XPS, XPS, XPS, XPS, XPS, XPS, XPS, XPS, XPS, FTIR і Zeta. Ёмістасць выдалення новых кампазітаў і чыстых NZVI пры розных зыходных канцэнтрацыях антыбіётыка даксіцыкліну параўноўваюць для даследавання сінэргічнага эфекту паміж RGO і NZVI. Ва ўмовах выдалення 25 мг L-1, 25 ° С і 0,05 г, хуткасць выдалення адсарбацыі чыстага NZVI склала 90%, у той час як хуткасць выдалення даксіцыкліну ў кампазіце RGO/NZVI дасягнула 94,6%, што пацвердзіла, што NZVI і RGO. Працэс адсорбцыі адпавядае псеўда-секунду і добра супадае з мадэллю Freundlich з максімальнай адсорбцыйнай здольнасцю 31,61 мг G-1 пры 25 ° С і рН 7. Разумны механізм выдалення пастаяннага току. Акрамя таго, паўторнае выкарыстанне кампазіта RGO/NZVI склала 60% пасля шасці цыклаў рэгенерацыі запар.
Дэфіцыт вады і забруджванне забруджвання цяпер сур'ёзная пагроза для ўсіх краін. У апошнія гады забруджванне вады, асабліва забруджванне антыбіётыкамі, павялічылася з-за павелічэння вытворчасці і спажывання падчас Pandemic1,2,3 Covid-191,2,3. Такім чынам, распрацоўка эфектыўнай тэхналогіі для ліквідацыі антыбіётыкаў у сцёкавых водах з'яўляецца актуальнай задачай.
Адзін з устойлівых паўсінтэтычных антыбіётыкаў з групы тэтрацыкліну-даксіцыклін (DC) 4,5. Паведамляецца, што рэшткі пастаяннага току ў грунтавых водах і паверхневых водах не могуць быць метабалізаваны, толькі 20-50% метаболізуюцца, а астатняе вылучаецца ў навакольнае асяроддзе, што выклікае сур'ёзныя праблемы з навакольным асяроддзем і здароўем6.
Ўздзеянне пастаяннага току на нізкім узроўні можа знішчыць водныя фотасінтэтычныя мікраарганізмы, пагражаць распаўсюджванню антымікробных бактэрый і павысіць антымікробную рэзістэнтнасць, таму гэты забруджвальнік павінен быць выдалены са сцёкавых вод. Натуральная дэградацыя пастаяннага току ў вадзе - гэта вельмі павольны працэс. Фізіка-хімічныя працэсы, такія як фоталіз, біяраскладанне і адсорбцыя, могуць пагоршыць толькі нізкія канцэнтрацыі і пры вельмі нізкіх 7,8. Аднак самым эканамічным, простым, экалагічна чыстым, простым у кіраванні і эфектыўным метадам з'яўляецца адсорбцыя9,10.
Nano Zero Valent жалеза (NZVI) - гэта вельмі магутны матэрыял, які можа выдаліць мноства антыбіётыкаў з вады, у тым ліку метронідазол, дыязепам, ципрофлоксацин, левамецын і тэтрацыклін. Гэтая здольнасць звязана з дзіўнымі ўласцівасцямі, якія валодае NZVI, напрыклад, высокая рэактыўнасць, вялікая плошча паверхні і шматлікія знешнія сайты звязвання11. Аднак NZVI схільны да агрэгацыі ў водных асяроддзях з -за сіл ван -дэр -свідравін і высокіх магнітных уласцівасцей, што зніжае яго эфектыўнасць у выдаленні забруджвальных рэчываў з -за адукацыі аксідных слаёў, якія інгібіруюць рэактыўнасць NZVI10,12. Агламерацыя часціц NZVI можа быць зніжана, змяніўшы іх паверхні з павярхоўна -актыўнымі рэчывамі і палімерамі альбо спалучаючы іх з іншымі нанаматэрыяламі ў выглядзе кампазітаў, што аказалася жыццяздольным падыходам да паляпшэння іх стабільнасці ў навакольным асяроддзі 13,14.
Графен-гэта двухмерны вугляродны нанаматэрыял, які складаецца з SP2-гібрыдызаваных атамаў вугляроду, размешчаных у рашотцы з сотам. Ён мае вялікую плошчу паверхні, значную механічную трываласць, выдатную электракаталітычную актыўнасць, высокую цеплаправоднасць, хуткую мабільнасць электронаў і падыходны матэрыял для носьбіта для падтрымкі неарганічных наначасціц на яго паверхні. Спалучэнне металічных наначасціц і графена можа значна перавышаць індывідуальныя перавагі кожнага матэрыялу і, дзякуючы сваім цудоўным фізічным і хімічным уласцівасцям, забяспечыць аптымальнае размеркаванне наначасціц для больш эфектыўнай апрацоўкі вады15.
Экстракты раслін з'яўляюцца лепшай альтэрнатывай шкодным хімічным рэчывам, якія звычайна выкарыстоўваюцца пры сінтэзе зніжанага аксіду графена (RGO) і NZVI, паколькі яны даступныя, недарагія, аднаступенныя, экалагічна бяспечныя і могуць быць выкарыстаны ў якасці агентаў, якія зніжаюць. Як і флавоноіды і фенольныя злучэнні, таксама дзейнічаюць як стабілізатар. Такім чынам, экстракт лісця Atriplex Halimus L. быў выкарыстаны ў якасці рамонту і закрыцця для сінтэзу кампазітаў RGO/NZVI ў гэтым даследаванні. Atriplex Halimus з сямейства Amaranthaceae-гэта азот, які любіць шматгадовы хмызняк з шырокім геаграфічным дыяпазонам16.
Згодна з даступнай літаратурай, Atriplex Halimus (A. halimus) упершыню выкарыстоўваўся для вырабу кампазітаў RGO/NZVI як эканамічнага і экалагічна чыстым метадам сінтэзу. Thus, the aim of this work consists of four parts: (1) phytosynthesis of rGO/nZVI and parental nZVI composites using A. halimus aquatic leaf extract, (2) characterization of phytosynthesized composites using multiple methods to confirm their successful fabrication, (3) study the synergistic effect of rGO and nZVI in the adsorption and removal of organic contaminants of Антыбіётыкі даксіцыкліну пры розных параметрах рэакцыі, аптымізуюць умовы працэсу адсорбцыі, (3) даследуюць кампазітныя матэрыялы ў розных бесперапынных працэдурах пасля цыкла апрацоўкі.
Даксіцыклін гідрахларыд (DC, MM = 480,90, хімічная формула C22H24N2O · HCl, 98%), гексагідрат жалеза (Fecl3.6H2O, 97%), графітны парашок, набыты ў Sigma-Aldrich, ЗША. Гідраксід натрыю (NAOH, 97%), этанол (C2H5OH, 99,9%) і саляная кіслата (HCl, 37%) былі закуплены ў Merck, ЗША. NaCl, KCL, CACL2, MNCL2 і MGCL2 былі закуплены ў Tianjin Comio Chemical Reagent Co., Ltd. Усе рэагенты маюць высокую аналітычную чысціню. Для падрыхтоўкі ўсіх водных раствораў выкарыстоўвалася двухбаковая вада.
Прадстаўнікі А. Халімуса былі сабраны з натуральнага асяроддзя пражывання ў дэльце Ніла і прызямляюцца ўздоўж міжземнаморскага ўзбярэжжа Егіпта. Раслінныя матэрыялы збіраліся ў адпаведнасці з дзеючымі нацыянальнымі і міжнароднымі рэкамендацыямі17. Прафесар Манал Фаўзі вызначыў узоры раслін у адпаведнасці з Boulos18, а Дэпартамент навук аб навакольным асяроддзі Александрыйскага універсітэта дазваляе калекцыю вывучаных відаў раслін у навуковых мэтах. Узорныя ваўчары праводзяцца ў Гербарыі ўніверсітэта Танта (TANE), ваўчараў NOS. 14 122–14 127, грамадскі гербарый, які забяспечвае доступ да нанесеных матэрыялаў. Акрамя таго, каб выдаліць пыл ці бруд, разрэжце лісце расліны на невялікія кавалачкі, прамыйце 3 разы крана і дыстыляванай вадой, а затым высушыце пры 50 ° С. Расліна здрабняюць, 5 г дробнага парашка апускаюць у 100 мл дыстыляванай вады і змешваюць пры 70 ° С на працягу 20 мін, каб атрымаць экстракт. Атрыманы экстракт Bacillus nicotianae быў адфільтраваны праз фільтруе паперу Whatman і захоўваецца ў чыстых і стэрылізаваных труб пры 4 ° С для далейшага выкарыстання.
Як паказана на малюнку 1, GO быў зроблены з графітавага парашка метадам мадыфікаваных Hummers. 10 мг парашка GO рассеялі ў 50 мл деионизированной вады на працягу 30 мін пад ультрагукам, а затым 0,9 г FECL3 і 2,9 г NAAC змешваюць на працягу 60 мін. Да памешвання дадаюць 20 мл экстракта лісця Atriplex лісця з памешваннем і пакінулі пры 80 ° С на працягу 8 гадзін. Атрыманая чорная падвеска фільтруюць. Падрыхтаваныя нанакампазіты прамываюць этанолам і бістуілляванай вадой, а затым высушваюць у вакуумнай духоўцы пры 50 ° С на працягу 12 гадзін.
Схематычныя і лічбавыя фатаграфіі зялёных сінтэзу комплексаў RGO/NZVI і NZVI і выдаленне антыбіётыкаў пастаяннага току з забруджанай вады з выкарыстаннем экстракта Atriplex Halimus.
Briefly, as shown in Fig. 1, 10 ml of an iron chloride solution containing 0.05 M Fe3+ ions was added dropwise to 20 ml of a bitter leaf extract solution for 60 minutes with moderate heating and stirring, and then the solution was then centrifuged at 14,000 rpm (Hermle , 15,000 rpm) for 15 min to give black particles, which were then washed 3 times with ethanol and distilled water and then Высушаны ў вакуумнай духоўцы пры 60 ° С на працягу ночы.
Кампазіты RGO/NZVI і NZVI былі характарызаваны ўльтрафіялетавай спектраскапіяй (серыі T70/T80 Series/VIS Spectrophotometers, PG Instruments Ltd, Вялікабрытанія) у дыяпазоне сканавання 200-800 нм. Для аналізу тапаграфіі і размеркавання памераў кампазітаў RGO/NZVI і NZVI была выкарыстана спектраскапія TEM (Joel, JEM-2100F, Японія, паскарэнне напружання 200 кВ). Для ацэнкі функцыянальных груп, якія могуць удзельнічаць у раслінных экстрактах, якія адказваюць за працэс аднаўлення і стабілізацыі, была праведзена FT-IR-спектраскапія (спектраметр Jasco ў дыяпазоне 4000-600 см-1). Акрамя таго, для вывучэння павярхоўнага зарадкі сінтэзаваных нанаматэрыялаў быў выкарыстаны патэнцыяльны аналізатар Zeta (Zetasizer Nano ZS Malvern). Для рэнтгенаўскіх вымярэнняў парашковых нанаматэрыялаў быў выкарыстаны рэнтгенаўскі дыфрактометр (X'Pert Pro, Нідэрланды), які працуе на току (40 мА), напружання (45 кВ) у дыяпазоне 2θ ад 20 ° да 80 ° і прамянёў CUKA1 (\ (\ lambda = \) 1.54056 AO). Энергетычны дысперсійны рэнтгенаўскі спектрометр (EDX) (мадэль JEOL JSM-IT100) нясе адказнасць за вывучэнне элементарнага складу пры зборы аднатонных рэнтгенаўскіх прамянёў Al K-α ад -10 да 1350 эВ на XPS, памеру пляма 400 мкМ K-Alpha (Thermo Fisher Scientific, ЗША) перадача энергіі перадачы поўнага Spectrum IS 200 EV і NORSOW IS 50 EV. Узор парашка націскаецца на трымальнік для ўзору, які змяшчаецца ў вакуумную камеру. Спектр C 1 S быў выкарыстаны ў якасці спасылкі на 284,58 эВ для вызначэння энергіі звязвання.
Эксперыменты адсорбцыі былі праведзены для праверкі эфектыўнасці сінтэзаваных нанакампазітаў RGO/NZVI пры выдаленні даксіцыкліну (DC) з водных раствораў. Эксперыменты адсорбцыі праводзіліся ў 25 мл колбаў Erlenmeyer з хуткасцю ўціскання 200 абаротаў на арбітальны шейкер (Stuart, Orbital Shaker/SSL1) пры 298 К., разводзячы раствор DC (1000 праміле) з дапамогай бістылічнай вады. Для ацэнкі ўплыву дазоўкі RGO/NSVI на эфектыўнасць адсорбцыі нанокомпозиты рознай вагі (0,01–0,07 г) дадаюць у 20 мл раствора пастаяннага току. Для вывучэння кінетыкі і адсорбцыйных ізатэрм, 0,05 г адсарбента пагружаны ў водны раствор CD з першапачатковай канцэнтрацыяй (25–100 мг L - 1). Уплыў рН на выдаленне пастаяннага току вывучаецца пры рн (3–11) і першапачатковай канцэнтрацыяй 50 мг L-1 пры 25 ° С. Адрэгулюйце рН сістэмы, дадаўшы невялікую колькасць раствора HCl або NaOH (Crison PH -метр, рН, рН 25). Акрамя таго, быў даследаваны ўплыў тэмпературы рэакцыі на эксперыменты адсорбцыі ў дыяпазоне 25-55 ° С. Уплыў іённай трываласці на працэс адсорбцыі быў вывучаны шляхам дадання розных канцэнтрацый NaCl (0,01–4 моль L -1) пры першапачатковай канцэнтрацыі DC 50 мг L -1, pH 3 і 7), 25 ° C і дозы адсарбента 0,05 г. Адсорбцыя несарбаванага пастаяннага току вымяраецца пры дапамозе падвойнага ўльтрафіялетавага спектрафатометра (серыі T70/T80, PG Instruments Ltd, Вялікабрытанія), абсталяванай кварцамі даўжынёй 1,0 см кварцавага кварца на максімальнай даўжыні хваль (λmax) 270 і 350 нм. Працэнтнае выдаленне антыбіётыкаў пастаяннага току (r%; экв. 1) і колькасць адсорбцыі пастаяннага току, QT, ураўн. 2 (мг/г) вымяраліся пры дапамозе наступнага раўнання.
Там, дзе %R-гэта здольнасць выдалення пастаяннага току ( %), CO-пачатковая канцэнтрацыя пастаяннага току ў момант 0, а C-канцэнтрацыя пастаяннага току ў момант t (Mg L-1).
Там, дзе QE з'яўляецца колькасцю адсарбаванага пастаяннага току на адзінку масы адсарбента (Mg G-1), CO і CE-канцэнтрацыя ў нулявы час і ў раўнавазе адпаведна (Mg L-1), V-аб'ём раствора (L), а M-адсорбцыйная маса рэагента (G).
Выявы SEM (мал. 2а -С) паказваюць пласцінку марфалогіі кампазіта RGO/NZVI са сферычнымі наначасціцамі жалеза, раўнамерна рассеянай на яго паверхні, што сведчыць аб паспяховым мацаванні NZVI NPS на паверхню RGO. Акрамя таго, у лісце RGO ёсць некаторыя маршчыны, якія пацвярджаюць выдаленне кіслародных груп адначасова пры аднаўленні A. halimus go. Гэтыя вялікія маршчыны дзейнічаюць у якасці сайтаў для актыўнай загрузкі жалезных НП. Выявы NZVI (мал. 2D-F) паказалі, што сферычныя жалезныя НП былі вельмі раскіданы і не аб'ядноўваюцца, што звязана з характарам пакрыцця батанічных кампанентаў экстракта раслін. Памер часціц вар'іраваўся ў межах 15–26 нм. Аднак у некаторых рэгіёнах ёсць мезапорыстая марфалогія са структурай выпінання і паражнін, што можа забяспечыць высокую эфектыўную адсорбцыйную здольнасць NZVI, паколькі яны могуць павялічыць магчымасць захопу малекул пастаяннага току на паверхні NZVI. Калі экстракт Rosa Damascus быў выкарыстаны для сінтэзу NZVI, атрыманыя НП былі неаднароднымі, з пустэчамі і рознымі формамі, што зніжала іх эфектыўнасць у адсорбцыі Cr (VI) і павялічыла час рэакцыі 23. Вынікі адпавядаюць NZVI, сінтэзаванага з лісця дуба і шаўкоўніцы, якія ў асноўным з'яўляюцца сферычнымі наначасціцамі з рознымі памерамі нанаметра без відавочнай агламерацыі.
SEM выявы RGO/NZVI (AC), NZVI (D, E) кампазіты і ўзоры EDX NZVI/RGO (G) і NZVI (H).
Элементальны склад кампазітаў, сінтэзаваных раслін RGO/NZVI і NZVI, быў вывучаны з выкарыстаннем EDX (мал. 2 г, Н). Даследаванні паказваюць, што NZVI складаецца з вугляроду (38,29% па масе), кіслароду (47,41% ад масы) і жалеза (11,84% ад масы), але таксама прысутнічаюць іншыя элементы, такія як Phosphorus24, якія можна атрымаць з раслінных экстрактаў. Акрамя таго, высокі адсотак вугляроду і кіслароду абумоўлены наяўнасцю фітахімічных рэчываў з раслінных экстрактаў у пробах NZVI. Гэтыя элементы раўнамерна размеркаваны на RGO, але ў розных суадносінах: C (39,16 мас. %), O (46,98 мас. %) І Fe (10,99 мас. %), EDX RGO/NZVI таксама паказвае наяўнасць іншых элементаў, такіх як S, якія могуць быць звязаны з экстрактамі раслін. Цяперашні C: O суадносіны і ўтрыманне жалеза ў кампазіце RGO/NZVI з выкарыстаннем A. halimus значна лепш, чым выкарыстанне экстракта лісця эўкаліпта, паколькі ён характарызуе склад C (23,44 мас.%), O (68,29 мас.%) І Fe (8,27 мас.%). WT %) 25. Nataša і інш.
Марфалогія NZVI, сінтэзаванай у раслінах (мал. S2A, B), была сферычнай і часткова нерэгулярнай, з сярэднім памерам часціц 23,09 ± 3,54 нм, аднак ланцуговыя агрэгаты назіраліся з -за сіл Ван дэр Ваальса і ферамагнетызму. Гэтая пераважна дэталёвая і сферычная форма часціц добра супадае з вынікамі SEM. Аналагічнае назіранне было знойдзена Абдэльфата і інш. У 2021 годзе, калі экстракт лісця лісця кастара выкарыстоўваўся пры сінтэзе NZVI11. Ruelas Tuberosa Leaf Extract NPS, які выкарыстоўваецца ў якасці аднаўленчага рэчыва ў NZVI, таксама мае сферычную форму дыяметрам ад 20 да 40 нм26.
Гібрыдны RGO/NZVI Composite TEM выявы (мал. S2C-D) паказалі, што RGO-гэта базальная плоскасць з маргінальнымі складкамі і маршчынамі, якія забяспечваюць некалькі месцаў загрузкі для NZVI NPS; Гэтая пласцінкавая марфалогія таксама пацвярджае паспяховае выраб RGO. Акрамя таго, NZVI NP мае сферычную форму з памерамі часціц ад 5,32 да 27 нм і ўбудаваны ў пласт RGO з амаль раўнамернай дысперсіяй. Экстракт лісця эўкаліпта быў выкарыстаны для сінтэзу Fe NPS/RGO; Вынікі TEM таксама пацвердзілі, што маршчыны ў пласце RGO палепшылі дысперсію FE NP больш, чым чыстыя НП і павысілі рэакцыйную здольнасць кампазітаў. Аналагічныя вынікі былі атрыманы Bagheri et al. 28 Калі кампазіт быў выраблены з выкарыстаннем ультрагукавых метадаў з сярэднім памерам наночастиц жалеза прыблізна 17,70 нм.
Спектры FTIR кампазітаў A. Halimus, NZVI, GO, RGO і RGO/NZVI паказаны на мал. 3а. Наяўнасць павярхоўных функцыянальных груп у лісці A. halimus з'яўляецца пры 3336 см-1, што адпавядае поліфенолам, і 1244 см-1, што адпавядае карбонільным групам, якія выпрацоўваюцца бялком. Былі адзначаны іншыя групы, такія як алканы на 2918 CM-1, Alkenes на 1647 CM-1 і Co-O-CO на 1030 см-1, што сведчыць аб наяўнасці раслінных кампанентаў, якія дзейнічаюць у якасці герметычных агентаў і адказваюць за аднаўленне ад Fe2+ да Fe0 і пераходзяць у RGO29. Увогуле, спектры NZVI паказваюць тыя ж самыя пікі паглынання, што і горкія цукру, але з злёгку зрушаным становішчам. An intense band appears at 3244 cm-1 associated with OH stretching vibrations (phenols), a peak at 1615 corresponds to C=C, and bands at 1546 and 1011 cm-1 arise due to stretching of C=O (polyphenols and flavonoids), CN -groups of aromatic amines and aliphatic amines were also observed at 1310 cm-1 and 1190 CM-1, адпаведна ,13. Спектр FTIR GO паказвае наяўнасць шматлікіх груп, якія змяшчаюць кісларод з высокай інтэнсіўнасцю, у тым ліку дыяпазон расцяжкі Alkoxy (CO) пры 1041 см-1, эпаксіднай (CO), якая расцягвае паласу на 1291 см-1, C = O расцяжка. З'явілася дыяпазона C = C, якія расцягваюць вібрацыі на 1619 см-1, дыяпазон 1708 см-1 і шырокая паласа вібрацый, якія расцягваюць групы OH, з'явіліся пры 3384 см-1, што пацвярджаецца ўдасканаленым метадам Hummers, які паспяхова акісляе працэс графіту. Пры параўнанні кампазітаў RGO і RGO/NZVI з спектрамі GO, інтэнсіўнасць некаторых груп, якія змяшчаюць кісларод, напрыклад, OH пры 3270 см-1, значна памяншаецца, а іншыя, напрыклад, C = O пры 1729 см-1, цалкам зніжаюцца. знік, што сведчыць пра паспяховае выдаленне функцыянальных груп, якія змяшчаюць кісларод, у Go з дапамогай экстракта A. halimus. Новыя рэзкія характэрныя пікі RGO пры нацяжэнні C = C назіраюцца каля 1560 і 1405 см-1, што пацвярджае зніжэнне пераходу ў RGO. Былі адзначаны змены ад 1043 да 1015 см-1 і з 982 да 918 см-1, магчыма, з-за ўключэння расліннага матэрыялу31,32. Weng et al., 2018 таксама назіралі значнае паслабленне функцыянальных груп кіслароду ў GO, што пацвярджае паспяховае фарміраванне RGO з дапамогай біярэдукцыі, паколькі эўкаліптавыя лісця, якія выкарыстоўваліся для сінтэзацыі скарачаных кампазітаў аксіду жалеза, паказалі бліжэйшыя спектры кампанентаў кампанентаў раслін функцыянальных груп. 33.
A. FTIR Spectrum of Gallium, NZVI, RGO, GO, кампазітны RGO/NZVI (A). Roentgenogrammy composites rgo, go, nzvi і rgo/nzvi (b).
Фарміраванне кампазітаў RGO/NZVI і NZVI ў значнай ступені пацверджана рэнтгенаўскімі дыфракцыйнымі мадэлямі (мал. 3, б). Пік высокай інтэнсіўнасці Fe0 назіраецца пры 2ɵ 44,5 °, што адпавядае індэксу (110) (JCPDS № 06–0696) 11. Яшчэ адзін пік пры 35,1 ° плоскасці (311) прыпісваецца магнетыту Fe3O4, 63,2 ° можа быць звязаны з індэксам Мілера (440) плоскасці з-за наяўнасці ϒ-FeOOH (JCPDS № 17-0536) 34. Рэнтгенаўская схема GO паказвае рэзкі пік пры 2ɵ 10,3 ° і яшчэ адзін пік пры 21,1 °, што сведчыць аб поўнай эксфолиации графіту і падкрэсліваючы наяўнасць кіслародных груп на паверхні GO35. Кампазітныя ўзоры RGO і RGO/NZVI зафіксавалі знікненне характэрных пікаў GO і фарміраванне шырокіх пікаў RGO пры 22,17 і 24,7 ° для кампазітаў RGO і RGO/NZVI адпаведна, што пацвердзіла паспяховае аднаўленне экстрактаў раслін. Аднак у кампазітнай карціне RGO/NZVI дадатковыя пікі, звязаныя з плоскасцю кратаў Fe0 (110) і BCC Fe0 (200), назіраліся пры 44,9 \ (^\ circ \) і 65,22 \ (^\ circ \) адпаведна.
Зета -патэнцыял - гэта патэнцыял паміж іённым пластом, прымацаваным да паверхні часціцы, і водным растворам, які вызначае электрастатычныя ўласцівасці матэрыялу і вымярае яго ўстойлівасць37. Патэнцыяльны аналіз Zeta, сінтэзаваны раслін NZVI, GO і RGO/NZVI, паказаў сваю стабільнасць з -за наяўнасці адмоўных зарадаў -20,8, -22 і -27,4 мВ адпаведна, на іх паверхні, як паказана на малюнку S1A -C. . Такія вынікі адпавядаюць шэрагу паведамленняў, у якіх згадваецца, што растворы, якія змяшчаюць часціцы з значэннямі патэнцыялу Zeta, менш за -25 мВ, як правіла, паказваюць высокую ступень стабільнасці з -за электрастатычнага адштурхоўвання паміж гэтымі часціцамі. Спалучэнне RGO і NZVI дазваляе кампазіту набываць больш адмоўныя зарады і, такім чынам, мае больш высокую стабільнасць, чым альбо Go, альбо NZVI. Такім чынам, з'ява электрастатычнага адштурхоўвання прывядзе да адукацыі стабільных кампазітаў RGO/NZVI39. Адмоўная паверхня GO дазваляе ёй раўнамерна рассейвацца ў воднай асяроддзі без агламерацыі, што стварае спрыяльныя ўмовы для ўзаемадзеяння з NZVI. Адмоўны зарад можа быць звязаны з наяўнасцю розных функцыянальных груп у экстракце горкай дыні, што таксама пацвярджае ўзаемадзеянне паміж папярэднікамі GO і жалеза і экстрактам раслін, утвараючы RGO і NZVI адпаведна, і комплекс RGO/NZVI. Гэтыя раслінныя злучэнні таксама могуць выступаць у якасці абмежаваных сродкаў, паколькі яны прадухіляюць агрэгацыю атрыманых наначасціц і, такім чынам, павялічваюць іх стабільнасць40.
Элементальны склад і валентныя стану кампазітаў NZVI і RGO/NZVI вызначаліся XPS (мал. 4). Агульнае даследаванне XPS паказала, што кампазіт RGO/NZVI у асноўным складаецца з элементаў C, O і Fe, што адпавядае адлюстраванню EDS (мал. 4, 4, H). Спектр C1S складаецца з трох пікаў пры 284,59 эВ, 286,21 эВ і 288,21 эВ, якія прадстаўляюць CC, CO і C = O адпаведна. Спектр O1S быў падзелены на тры пікі, у тым ліку 531,17 эВ, 532,97 эВ і 535,45 эВ, якія былі прызначаны адпаведна O = Co, Co і ніякіх груп. Аднак пікі на 710,43, 714,57 і 724,79 эВ звяртаюцца да Fe 2P3/2, Fe+3 і Fe P1/2 адпаведна. Спектры XPS NZVI (мал. 4С) паказалі пікі для элементаў C, O і Fe. Пікі на 284,77, 286,25 і 287,62 эВ пацвярджаюць наяўнасць жалезных вугляродных сплаваў, як яны спасылаюцца на CC, C-OH і CO адпаведна. Спектр O1S адпавядаў трох пікам C - O/жалезнага карбаната (531,19 эВ), гідраксільнага радыкала (532,4 эВ) і O - C = O (533,47 эВ). Пік на 719,6 прыпісваецца Fe0, у той час як FeOOH паказвае пікі на 717,3 і 723,7 эВ, акрамя таго, пік у 725,8 эВ паказвае на наяўнасць Fe2O342.43.
Даследаванні XPS для кампазітаў NZVI і RGO/NZVI адпаведна (A, B). Поўны спектр NZVI C1S (C), FE2P (D) і O1S (E) і RGO/NZVI C1S (F), Fe2P (G), O1 (H) кампазіт.
Ізатэрм адсорбцыі/дэсорбцыі N2 (мал. 5А, б) паказвае, што кампазіты NZVI і RGO/NZVI належаць да II тыпу. Акрамя таго, пэўная плошча паверхні (SBET) NZVI павялічылася з 47,4549 да 152,52 м2/г пасля асляплення RGO. Гэты вынік можна растлумачыць зніжэннем магнітных уласцівасцей NZVI пасля асляплення RGO, зніжаючы тым самым агрэгацыю часціц і павелічэнне плошчы паверхні кампазітаў. Акрамя таго, як паказана на мал. 5С, аб'ём пары (8,94 нм) кампазіта RGO/NZVI вышэй, чым у арыгінальнага NZVI (2,873 нм). Гэты вынік супадае з El-Monaem et al. 45.
Для ацэнкі адсорбцыйнай здольнасці для выдалення пастаяннага току паміж кампазітамі RGO/NZVI і першапачатковымі NZVI у залежнасці ад павелічэння першапачатковай канцэнтрацыі было праведзена параўнанне, дадаючы пастаянную дозу кожнага адсарбента (0,05 г) у пастаянны ток пры розных пачатковых канцэнтрацыях. Даследаванае рашэнне [25]. –100 мг L - 1] пры 25 ° С. Вынікі паказалі, што эфектыўнасць выдалення (94,6%) кампазіта RGO/NZVI была вышэй, чым у першапачатковай NZVI (90%) пры меншай канцэнтрацыі (25 мг L-1). Аднак, калі стартавая канцэнтрацыя павялічылася да 100 мг L-1, эфектыўнасць выдалення RGO/NZVI і бацькоўскага NZVI знізілася да 70% і 65% адпаведна (мал. 6А), што можа быць звязана з меншай колькасцю актыўных участкаў і дэградацыі часціц NZVI. Наадварот, RGO/NZVI паказаў больш высокую эфектыўнасць выдалення пастаяннага току, што можа быць звязана з сінэргічным эфектам паміж RGO і NZVI, пры якім стабільныя актыўныя ўчасткі, даступныя для адсорбцыі, значна вышэйшыя, і ў выпадку RGO/NZVI, больш DC можа быць адсарбіваным, чым у непашкоджаным NZVI. Акрамя таго, на мал. 6b паказвае, што адсорбцыйная здольнасць кампазітаў RGO/NZVI і NZVI павялічылася з 9,4 мг/г да 30 мг/г і 9 мг/г адпаведна з павелічэннем першапачатковай канцэнтрацыі з 25–100 мг/л. -1,1 да 28,73 мг G-1. Такім чынам, хуткасць выдалення пастаяннага току была негатыўна карэлявана з пачатковай канцэнтрацыяй пастаяннага току, якая была звязана з абмежаванай колькасцю рэакцыйных цэнтраў, якія падтрымліваюцца кожным адсарбентам для адсорбцыі і выдалення пастаяннага току ў растворы. Такім чынам, з гэтых вынікаў можна зрабіць выснову, што кампазіты RGO/NZVI маюць больш высокую эфектыўнасць адсорбцыі і зніжэння, а RGO ў складзе RGO/NZVI можа выкарыстоўвацца як у якасці адсарбента, так і ў якасці носьбіта.
Эфектыўнасць выдалення і адсорбцыя пастаяннага току для кампазіта RGO/NZVI і NZVI былі (A, B) [CO = 25 мг L-1–100 мг L-1, T = 25 ° C, доза = 0,05 г], рн. на адсорбцыйную здольнасць і эфектыўнасць выдалення пастаяннага току на кампазітах RGO/NZVI (C) [CO = 50 мг L - 1, PH = 3–11, T = 25 ° C, доза = 0,05 г].
РН раствора з'яўляецца найважнейшым фактарам у вывучэнні працэсаў адсорбцыі, паколькі ён уплывае на ступень іянізацыі, спецыфікацыі і іянізацыі адсарбенту. Эксперымент праводзіўся пры 25 ° С з пастаяннай адсарбентнай дозай (0,05 г) і пачатковай канцэнтрацыяй 50 мг L-1 у дыяпазоне рН (3–11). Згодна з аглядам літаратуры46, DC з'яўляецца амфіфільнай малекулай з некалькімі іянізаванымі функцыянальнымі групамі (фенолы, амінагрупы, спірты) на розных узроўнях рН. У выніку розныя функцыі пастаяннага току і звязаных з імі структур на паверхні кампазіта RGO/NZVI могуць узаемадзейнічаць электрастатычна і могуць існаваць у якасці катыёнаў, Zwitterions і Anions, малекула пастаяннага току існуе ў выглядзе катыёна (DCH3+) пры рн <3,3, Zwitterionic (DCH20) 3.3) 3,3 <7,7 і аніёна (DCH-- або DC2 - PH. У выніку розныя функцыі пастаяннага току і звязаных з імі структур на паверхні кампазіта RGO/NZVI могуць узаемадзейнічаць электрастатычна і могуць існаваць у якасці катыёнаў, Zwitterions і Anions, малекула пастаяннага току існуе ў выглядзе катыёна (DCH3+) пры рн <3,3, Zwitterionic (DCH20) 3.3) 3,3 <7,7 і аніёна (DCH-або DC2- або DC2. Rезwult эLECTROSTATICHICHISKI IMOGUT SUOщESTVOVOTH wiDе Катионов, цVITTER-IONOV и анионов, mOLEKULALAD Катыона (dch3+) prie rn <3,3, цvitter-yolonnый (dCh20) 3,3 <ph <7,7 и аниона (dch-или dc2-) pRi 7,7. У выніку розныя функцыі пастаяннага току і звязаных з імі структур на паверхні кампазіта RGO/NZVI могуць узаемадзейнічаць электрастатычна і могуць існаваць у выглядзе катыёнаў, Zwitterions і аніёнаў; Малекула пастаяннага току існуе як катыён (DCH3+) пры рн <3,3; Іённы (DCH20) 3,3 <pH <7,7 і аніённы (DCH- або DC2-) пры рн 7,7.因此 ， DC 的各种功能和 rgo/nzvi 复合材料表面的相关结构可能会发生静电相互作用 ， 并可能以阳离子、两性离子和阴离子的形式存在 ， dc 分子在 ph <3,3 时以阳离子 (dch3+) 的形式存在 两性离子 (dch20) 3,3 <ph <7,7 和阴离子 (dch- 或 dc2-) 在 ph 7,7。。因此 ， dc 的 种 功能 和 和 和 和 和 复合 材料 表面 的 相关 结构 可能 会 发生 静电 相互 ， 并 可能 以 阳离子 两 性 和 阴离子 形式 ， ， dc 分子 在 pH <3.3 时 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 (dch3+)形式存在，两性离子(DCH20) 3.3 < pH < 7.7和阴离子 (DCH- 或 DC2-) 在 pH 7,7。 Sletovatilyno, raзliynые funkцi dk y rodstvеnnnых им ым ым ым, наадіроваротирониромико, кумпозита rgo/nzvi, мют viTь электростатические взаимодействия и существовать в виде катионов, цвиттер-ионов и анионов, а молекулы ДК являются Каціоненми (dцg3+) prie rn <3,3. Такім чынам, розныя функцыі пастаяннага току і звязаных з імі структур на паверхні кампазіта RGO/NZVI могуць увайсці ў электрастатычныя ўзаемадзеянні і існуюць у выглядзе катыёнаў, Zwitterions і аніёнаў, у той час як малекулы пастаяннага току катыённыя (DCH3+) пры рн <3,3. On SuщеStvUEt vidе цvitter-yolonary (dch20) prie 3,3 <ph <7,7 і аніоне (dch- или dc2-) pri ph 7,7. Ён існуе як Zwitterion (DCH20) пры 3,3 <рн <7,7 і аніёнам (DCH- або DC2-) пры рн 7,7.З павелічэннем рН з 3 да 7, адсорбцыйная здольнасць і эфектыўнасць выдалення пастаяннага току павялічыліся з 11,2 мг/г (56%) да 17 мг/г (85%) (мал. 6С). Аднак па меры павелічэння рН да 9 і 11, адсорбцыйная здольнасць і эфектыўнасць выдалення некалькі знізіліся з 10,6 мг/г (53%) да 6 мг/г (30%) адпаведна. З павелічэннем рН ад 3 да 7, ДК у асноўным існавалі ў выглядзе Zwitterions, што зрабіла іх практычна неэлектостатычна прыцягнутымі або адбітымі кампазітамі RGO/NZVI, пераважна электрастатычным узаемадзеяннем. Па меры павелічэння рН вышэй за 8,2, паверхня адсарбента была адмоўна зараджана, такім чынам, адсорбцыйная здольнасць памяншалася і памяншалася з -за электрастатычнага адштурхоўвання паміж негатыўна зараджанай даксіцыклінам і паверхняй адсарбента. Гэтая тэндэнцыя дазваляе выказаць здагадку, што адсорбцыя пастаяннага току на кампазітах RGO/NZVI вельмі залежыць ад рН, а вынікі таксама паказваюць, што кампазіты RGO/NZVI падыходзяць у якасці адсарбентаў у кіслых і нейтральных умовах.
Уплыў тэмпературы на адсорбцыю воднага раствора пастаяннага току праводзіўся пры (25–55 ° С). На малюнку 7а паказаны ўплыў павышэння тэмпературы на эфектыўнасць выдалення антыбіётыкаў пастаяннага току на RGO/NZVI, зразумела, што здольнасць вывядзення і адсорбцыя павялічыліся з 83,44% і 13,9 мг/г да 47% і 7,83 мг/г. , адпаведна. Гэта значнае зніжэнне можа быць звязана з павелічэннем цеплавой энергіі іёнаў пастаяннага току, што прыводзіць да дэсорбцыі47.
Effect of Temperature on Removal Efficiency and Adsorption Capacity of CD on rGO/nZVI Composites (A) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, Dose = 0.05 g], Adsorbent Dose on Removal Efficiency and Removal Efficiency of CD Effect of Initial Concentration on the adsorption capacity and efficiency of DC removal on the rGO/nSVI composite (B) [Co = 50 mg L - 1, PH = 7, T = 25 ° C] (C, D) [CO = 25–100 мг l - 1, pH = 7, t = 25 ° C, доза = 0,05 г].
Уплыў павелічэння дозы кампазітнага адсарбента RGO/NZVI з 0,01 г да 0,07 г на эфектыўнасць выдалення і адсорбцыйнай здольнасці паказаны на мал. 7b. Павелічэнне дозы адсарбента прывяло да зніжэння адсорбцыйнай здольнасці з 33,43 мг/г да 6,74 мг/г. Аднак з павелічэннем адсарбентнай дозы ад 0,01 г да 0,07 г эфектыўнасць выдалення павялічваецца з 66,8% да 96%, што, адпаведна, можа быць звязана з павелічэннем колькасці актыўных цэнтраў на паверхні нанакампазіта.
Было вывучана ўплыў першапачатковай канцэнтрацыі на адсорбцыйную здольнасць і эфектыўнасць выдалення [25–100 мг L-1, 25 ° C, рН 7, дозу 0,05 г]. Калі першапачатковая канцэнтрацыя павялічылася з 25 мг L-1 да 100 мг L-1, працэнт выдалення кампазіта RGO/NZVI знізіўся з 94,6% да 65% (мал. 7С), верагодна, з-за адсутнасці жаданых актыўных участкаў. . Адсарбус вялікія канцэнтрацыі DC49. З іншага боку, па меры павелічэння першапачатковай канцэнтрацыі адсорбцыйная здольнасць таксама павялічылася з 9,4 мг/г да 30 мг/г да дасягнення раўнавагі (мал. 7, д). Гэтая непазбежная рэакцыя звязана з павелічэннем рухаючай сілы пры пачатковай канцэнтрацыі пастаяннага току, чым устойлівасць да іённай масы пастаяннага току, каб дасягнуць паверхні 50 кампазіта RGO/NZVI.
Час кантакту і кінетычныя даследаванні накіраваны на разуменне часу адсорбцыі раўнавагі. Па -першае, колькасць пастаяннага току, адсарбаванага на працягу першых 40 хвілін часу кантакту, склала прыблізна палову ад агульнай колькасці адсарбаванай за ўвесь час (100 хвілін). У той час як малекулы пастаяннага току ў растворы сутыкаюцца, у выніку чаго яны хутка мігруюць на паверхню кампазіта RGO/NZVI, што прыводзіць да значнай адсорбцыі. Праз 40 мін адсорбцыя пастаяннага току павялічвалася паступова і павольна, пакуль раўнавагу не была дасягнута праз 60 мін (мал. 7, д). Паколькі разумная колькасць адсарбавана на працягу першых 40 хвілін, будзе менш сутыкненняў з малекуламі пастаяннага току, і для малекул, якія не з'яўляюцца адсорбаванымі малекуламі, будуць даступныя менш актыўных сайтаў. Такім чынам, хуткасць адсорбцыі можа быць зніжана51.
Каб лепш зразумець кінетыку адсорбцыі, былі выкарыстаны графікі псеўда -першага парадку (мал. 8А), псеўда -другога парадку (мал. 8, б) і эловіча (мал. 8С), кінетычныя мадэлі. З параметраў, атрыманых з кінетычных даследаванняў (табліца S1), становіцца зразумела, што псеўдасекундная мадэль з'яўляецца лепшай мадэллю для апісання кінетыкі адсорбцыі, дзе значэнне R2 усталёўваецца вышэй, чым у двух іншых мадэлях. Існуе таксама падабенства паміж разлічанай адсорбцыйнай здольнасцю (QE, CAL). Псеўда-секундны парадак і эксперыментальныя значэнні (QE, Exp.) З'яўляюцца яшчэ адным сведчаннем таго, што парадак псеўда-секунды з'яўляецца лепшай мадэллю, чым іншыя мадэлі. Як паказана ў табліцы 1, значэнні α (пачатковая хуткасць адсорбцыі) і β (пастаянная дэсорбцыя) пацвярджаюць, што хуткасць адсорбцыі вышэй, чым хуткасць дэсорбцыі, што сведчыць аб тым, што DC, як правіла, эфектыўна адсарбаваў на кампазіце RGO/NZVI52. .
Лінейная адсорбцыя Кінетычныя ўчасткі псеўда-секунды (а), першага парадку псеўда (B) і Elovich (C) [CO = 25–100 мг L-1, PH = 7, T = 25 ° C, доза = 0,05 г].
Даследаванні ізатэрм адсорбцыі дапамагаюць вызначыць адсорбцыйную здольнасць адсарбента (RGO/NRVI Composite) у розных канцэнтрацыях адсарбата (DC) і тэмпературы сістэмы. Максімальная адсорбцыйная здольнасць была разлічана з выкарыстаннем ізатэрмы Лангмюра, што паказала, што адсорбцыя была аднастайнай і ўключала ўтварэнне адсарбатнага аднаслаёвага на паверхні адсарбента без узаемадзеяння паміж імі53. Дзве іншыя шырока выкарыстаныя ізатэрмныя мадэлі - гэта мадэлі Freundlich і Temkin. Хоць мадэль Freundlich не выкарыстоўваецца для вылічэння адсорбцыйнай здольнасці, яна дапамагае зразумець неаднародны працэс адсорбцыі і што вакансіі на адсарбенту маюць розныя энергіі, у той час як мадэль Тэмкіна дапамагае зразумець фізічныя і хімічныя ўласцівасці адсорбцыі54.
Малюнкі 9A-C Паказаць сюжэты Langmuir, Freindlich і Temkin адпаведна. Значэнні R2, разлічаныя з лінійных участкаў Freundlich (мал. 9А) і Лангмюра (мал. 9, б), і прадстаўленыя ў табліцы 2, паказваюць, што адсорбцыя пастаяннага току на кампазіце RGO/NZVI варта па выніках FREUNDLICH (0,996) і Лангмюра (0,988) мадэляў ізатэрм і тэмы (0,985). Максімальная адсорбцыйная здольнасць (QMAX), разлічаная з выкарыстаннем ізатэрмнай мадэлі Лангмюра, склала 31,61 мг G-1. Акрамя таго, разлічанае значэнне каэфіцыента аддзялення бязмернага (RL) складае ад 0 да 1 (0,097), што сведчыць аб спрыяльным працэсе адсорбцыі. У адваротным выпадку разлічаная канстанта Freundlich (n = 2,756) паказвае на перавагу гэтага працэсу паглынання. Згодна з лінейнай мадэллю ізатэрмы Temkin (мал. 9С), адсорбцыя пастаяннага току на кампазіце RGO/NZVI з'яўляецца фізічным працэсам адсорбцыі, паколькі B складае ˂ 82 кДж-1 (0,408) 55. Нягледзячы на тое, што фізічная адсорбцыя звычайна апасродкавана слабымі сіламі ван дэр Ваальса, прамое адсорбцыя току на кампазітах RGO/NZVI патрабуе нізкай энергіі адсорбцыі [56, 57].
Freundlich (A), Langmuir (B) і Temkin (C) лінейныя ізатэрмы адсорбцыі [CO = 25–100 мг L - 1, PH = 7, T = 25 ° C, доза = 0,05 г]. Сюжэт ураўнення ван не Хофа для адсорбцыі пастаяннага току з дапамогай кампазітаў RGO/NZVI (D) [CO = 25–100 мг L-1, pH = 7, T = 25–55 ° C і дозы = 0,05 г].
Каб ацаніць уплыў змены тэмпературы рэакцыі на выдаленне пастаяннага току з кампазітаў RGO/NZVI, былі разлічаны тэрмадынамічныя параметры, такія як змена энтрапіі (ΔS), змяненне энтальпіі (ΔH) і змену свабоднай энергіі (ΔG). 3 і 458.
дзе \ ({k} _ {e} \) = \ (\ frac {{c} _ {ae}} {{c} _ {e}} \) - пастаянная канстанта тэрмадынамічнай раўнавагі, CE і CAE - RGO ў рашэнні адпаведна /NZVI DC -канцэнтрацыі пры роўных павярхоўных роўных. R і RT - гэта пастаянная тэмпература газу і адсорбцыя адпаведна. Пабудова ln ke супраць 1/T дае прамую лінію (мал. 9d), з якой можна вызначыць ∆S і ∆H.
Адмоўнае значэнне ΔH паказвае на тое, што працэс экзатэрмічны. З іншага боку, значэнне ΔH знаходзіцца ў працэсе фізічнай адсорбцыі. Адмоўныя значэнні ΔG у табліцы 3 паказваюць, што адсорбцыя магчымая і спантанная. Адмоўныя значэнні Δs паказваюць на высокі ўпарадкаванне адсарбентных малекул на вадкім інтэрфейсе (табліца 3).
У табліцы 4 параўноўваецца кампазіт RGO/NZVI з іншымі адсарбентамі, пра якія паведамлялася ў папярэдніх даследаваннях. Зразумела, што кампазіт VGO/NCVI мае высокую адсорбцыйную здольнасць і можа стаць перспектыўным матэрыялам для выдалення антыбіётыкаў пастаяннага току з вады. Акрамя таго, адсорбцыя кампазітаў RGO/NZVI - гэта хуткі працэс з часам раўнавагі 60 мін. Выдатныя адсорбцыйныя ўласцівасці кампазітаў RGO/NZVI можна растлумачыць сінэргічным эфектам RGO і NZVI.
Малюнкі 10а, B ілюструюць рацыянальны механізм выдалення антыбіётыкаў пастаяннага току з дапамогай комплексаў RGO/NZVI і NZVI. У адпаведнасці з вынікамі эксперыментаў пра ўплыў рН на эфектыўнасць адсорбцыі пастаяннага току з павелічэннем рН з 3 да 7, адсорбцыя DC на кампазіце RGO/NZVI не кантралявалася электрастатычнымі ўзаемадзеяннямі, паколькі ён дзейнічаў як Zwitterion; Такім чынам, змяненне значэння рН не паўплывала на працэс адсорбцыі. У далейшым механізм адсорбцыі можа кантраляваць неэлектрастатычнымі ўзаемадзеяннямі, такімі як вадародная сувязь, гідрафобныя эфекты і π-π ўзаемадзеянне паміж кампазітам RGO/NZVI і DC66. Агульнавядома, што механізм араматычных адсарбатаў на паверхнях слаістага графена быў растлумачаны π - π ўзаемадзеяннямі ўкладвання ў якасці асноўнай рухаючай сілы. Кампазіт уяўляе сабой слаісты матэрыял, падобны на графен, з максімумам паглынання пры 233 нм з-за π-π*. Зыходзячы з наяўнасці чатырох араматычных кольцаў у малекулярнай структуры адсарбату пастаяннага току, мы выказалі здагадку, што існуе механізм π-π-сцягвання ўзаемадзеяння паміж араматычным пастаянным токам (π-электронны акцэптар) і вобласці, багатай π-электронамі на паверхні RGO. /nzvi composites. Акрамя таго, як паказана на мал. Былі праведзены даследаванні FTIR 10B, FTIR для вывучэння малекулярнага ўзаемадзеяння кампазітаў RGO/NZVI з DC, а спектры FTIR кампазітаў RGO/NZVI пасля адсорбцыі пастаяннага току прыведзены на малюнку 10B. 10б. Новы пік назіраецца пры 2111 см-1, што адпавядае рамкі вібрацыі C = C, што паказвае на наяўнасць адпаведных арганічных функцыянальных груп на паверхні 67 RGO/NZVI. Іншыя пікі пераходзяць з 1561 да 1548 см-1 і з 1399 да 1360 см-1, што таксама пацвярджае, што π-π ўзаемадзеяння гуляюць важную ролю ў адсорбцыі графена і арганічных забруджвальных рэчываў68,69. Пасля адсорбцыі пастаяннага току інтэнсіўнасць некаторых груп, якія змяшчаюць кіслароду, такія як OH, знізіліся да 3270 см-1, што дазваляе выказаць здагадку, што вадародная сувязь з'яўляецца адным з механізмаў адсорбцыі. Такім чынам, на аснове вынікаў адсорбцыя пастаяннага току на кампазіце RGO/NZVI адбываецца ў асноўным з-за π-π ўзаемадзеянняў і Н-сувязяў.
Рацыянальны механізм адсорбцыі антыбіётыкаў пастаяннага току з дапамогай комплексаў RGO/NZVI і NZVI (A). Спектры адсорбцыі FTIR DC на RGO/NZVI і NZVI (B).
Інтэнсіўнасць дыяпазонаў паглынання NZVI на 3244, 1615, 1546 і 1011 см -1 павялічылася пасля адсорбцыі пастаяннага току на NZVI (мал. 10, б) у параўнанні з NZVI, што павінна быць звязана з узаемадзеяннем з магчымымі функцыянальнымі групамі карбоксилновой кіслаты ў DC. Аднак гэты меншы адсотак перадачы ва ўсіх назіраных палосах не паказвае на істотнае змяненне эфектыўнасці адсорбцыі фітасінтэтычнага адсарбента (NZVI) у параўнанні з NZVI да працэсу адсорбцыі. Згодна з некаторымі даследаваннямі выдалення пастаяннага току з NZVI71, калі NZVI рэагуе з H2O, электроны вылучаюцца, а затым H+ выкарыстоўваецца для атрымання высокаадукаванага актыўнага вадароду. Нарэшце, некаторыя катыённыя злучэнні прымаюць электроны з актыўнага вадароду, у выніку чаго -c = n і -c = c-, што тлумачыцца расшчапленнем бензольнага кольца.
Час паведамлення: 14 лістапада-2022