Salamat sa pagbisita sa Nature.com. Ang bersyon sa browser nga imong gigamit adunay limitado nga suporta sa CSS. Para sa pinakamaayong kasinatian, among girekomendar nga mogamit ka og updated nga browser (o i-disable ang Compatibility Mode sa Internet Explorer). Samtang, aron masiguro ang padayon nga suporta, among i-render ang site nga walay mga style ug JavaScript.
Niini nga trabaho, ang mga rGO/nZVI composites gi-synthesize sa unang higayon gamit ang usa ka simple ug mahigalaon sa kalikopan nga pamaagi gamit ang Sophora yellowish leaf extract isip reducing agent ug stabilizer aron mosunod sa mga prinsipyo sa "green" nga kemistri, sama sa dili kaayo makadaot nga kemikal nga synthesis. Daghang mga himan ang gigamit aron mapamatud-an ang malampuson nga synthesis sa mga composites, sama sa SEM, EDX, XPS, XRD, FTIR, ug zeta potential, nga nagpakita sa malampuson nga composite fabrication. Ang kapasidad sa pagtangtang sa nobela nga mga composites ug puro nga nZVI sa lainlaing mga sinugdanan nga konsentrasyon sa antibiotic nga doxycycline gitandi aron imbestigahan ang synergistic nga epekto tali sa rGO ug nZVI. Ubos sa mga kondisyon sa pagtangtang sa 25mg L-1, 25°C ug 0.05g, ang adsorptive removal rate sa puro nga nZVI kay 90%, samtang ang adsorptive removal rate sa doxycycline sa rGO/nZVI composite nakaabot sa 94.6%, nga nagpamatuod nga ang nZVI ug rGO. Ang proseso sa adsorption katumbas sa usa ka pseudo-second order ug nahiuyon sa modelo sa Freundlich nga adunay labing taas nga kapasidad sa adsorption nga 31.61 mg g-1 sa 25 °C ug pH 7. Usa ka makatarunganon nga mekanismo alang sa pagtangtang sa DC ang gisugyot. Dugang pa, ang paggamit pag-usab sa rGO/nZVI composite kay 60% human sa unom ka sunod-sunod nga siklo sa regeneration.
Ang kanihit ug polusyon sa tubig karon usa ka seryosong hulga sa tanang nasud. Sa bag-ohay nga mga tuig, ang polusyon sa tubig, labi na ang polusyon sa antibiotic, misaka tungod sa pagtaas sa produksiyon ug konsumo atol sa pandemya sa COVID-191,2,3. Busa, ang pagpalambo sa usa ka epektibo nga teknolohiya alang sa pagwagtang sa mga antibiotic sa wastewater usa ka dinalian nga buluhaton.
Usa sa mga semi-synthetic antibiotics nga dili daling madaot gikan sa tetracycline group mao ang doxycycline (DC)4,5. Gikataho nga ang mga DC residue sa tubig sa ilalom sa yuta ug sa ibabaw sa yuta dili ma-metabolize, 20-50% ra ang ma-metabolize ug ang nahabilin gipagawas sa palibot, nga hinungdan sa seryosong mga problema sa palibot ug panglawas6.
Ang pagkaladlad sa DC sa ubos nga lebel makapatay sa mga photosynthetic microorganism sa tubig, makahulga sa pagkaylap sa antimicrobial bacteria, ug makadugang sa antimicrobial resistance, busa kini nga kontaminante kinahanglan nga tangtangon gikan sa wastewater. Ang natural nga pagkadaot sa DC sa tubig usa ka hinay kaayo nga proseso. Ang mga proseso sa physico-chemical sama sa photolysis, biodegradation ug adsorption mahimo ra nga madaot sa ubos nga konsentrasyon ug sa ubos kaayo nga rate7,8. Bisan pa, ang labing ekonomikanhon, yano, mahigalaon sa kalikopan, dali dumalahon ug episyente nga pamaagi mao ang adsorption9,10.
Ang Nano zero valent iron (nZVI) usa ka gamhanan kaayong materyal nga makatangtang sa daghang antibiotics gikan sa tubig, lakip na ang metronidazole, diazepam, ciprofloxacin, chloramphenicol, ug tetracycline. Kini nga abilidad tungod sa katingalahang mga kabtangan nga anaa sa nZVI, sama sa taas nga reactivity, dako nga surface area, ug daghang external binding sites11. Bisan pa, ang nZVI dali nga mo-aggregate sa aqueous media tungod sa van der Wells forces ug taas nga magnetic properties, nga nagpamenos sa epektibo niini sa pagtangtang sa mga kontaminante tungod sa pagporma sa oxide layers nga nagpugong sa reactivity sa nZVI10,12. Ang agglomeration sa mga particle sa nZVI mahimong maminusan pinaagi sa pag-usab sa ilang mga nawong gamit ang mga surfactant ug polymer o pinaagi sa paghiusa niini sa ubang mga nanomaterial sa porma sa mga composite, nga napamatud-an nga usa ka maayong pamaagi aron mapauswag ang ilang kalig-on sa palibot13,14.
Ang Graphene usa ka two-dimensional carbon nanomaterial nga gilangkoban sa sp2-hybridized carbon atoms nga gihan-ay sa usa ka honeycomb lattice. Kini adunay dako nga surface area, dakong mechanical strength, maayo kaayong electrocatalytic activity, taas nga thermal conductivity, paspas nga electron mobility, ug usa ka angay nga carrier material aron suportahan ang inorganic nanoparticles sa ibabaw niini. Ang kombinasyon sa metal nanoparticles ug graphene mahimong molabaw pag-ayo sa indibidwal nga mga benepisyo sa matag materyal ug, tungod sa superior nga pisikal ug kemikal nga mga kabtangan niini, makahatag og labing maayo nga distribusyon sa mga nanoparticle para sa mas episyente nga water treatment15.
Ang mga plant extracts mao ang pinakamaayong alternatibo sa makadaot nga kemikal nga mga reducing agents nga kasagarang gigamit sa synthesis sa reduced graphene oxide (rGO) ug nZVI tungod kay kini dali ra makuha, barato, one-step, luwas sa kalikopan, ug magamit isip mga reducing agents. Sama sa flavonoids ug phenolic compounds, kini usab nagsilbing stabilizer. Busa, ang Atriplex halimus L. leaf extract gigamit isip repairing ug closing agent para sa synthesis sa rGO/nZVI composites niini nga pagtuon. Ang Atriplex halimus gikan sa pamilyang Amaranthaceae usa ka perennial shrub nga mahigugmaon sa nitroheno nga adunay lapad nga geographic range16.
Sumala sa mga literatura nga anaa, ang Atriplex halimus (A. halimus) unang gigamit sa paghimo og rGO/nZVI composites isip usa ka ekonomikanhon ug mahigalaon sa kalikupan nga pamaagi sa sintesis. Busa, ang tumong niini nga trabaho gilangkoban sa upat ka bahin: (1) phytosynthesis sa rGO/nZVI ug parental nZVI composites gamit ang A. halimus aquatic leaf extract, (2) characterization sa phytosynthesized composites gamit ang daghang pamaagi aron makumpirma ang ilang malampuson nga paghimo, (3) tun-an ang synergistic nga epekto sa rGO ug nZVI sa adsorption ug pagtangtang sa mga organikong kontaminante sa doxycycline antibiotics ubos sa lain-laing mga parameter sa reaksyon, i-optimize ang mga kondisyon sa proseso sa adsorption, (3) imbestigahan ang mga composite materials sa lain-laing padayon nga pagtambal human sa processing cycle.
Ang Doxycycline hydrochloride (DC, MM = 480.90, kemikal nga pormula nga C22H24N2O·HCl, 98%), iron chloride hexahydrate (FeCl3.6H2O, 97%), graphite powder nga gipalit gikan sa Sigma-Aldrich, USA. Ang sodium hydroxide (NaOH, 97%), ethanol (C2H5OH, 99.9%) ug hydrochloric acid (HCl, 37%) gipalit gikan sa Merck, USA. Ang NaCl, KCl, CaCl2, MnCl2 ug MgCl2 gipalit gikan sa Tianjin Comio Chemical Reagent Co., Ltd. Ang tanang reagent taas og analytical purity. Ang double-distilled water gigamit sa pag-andam sa tanang aqueous solutions.
Ang mga representante nga espesimen sa A. halimus nakolekta gikan sa ilang natural nga puy-anan sa Nile Delta ug mga yuta daplin sa baybayon sa Mediteranyo sa Ehipto. Ang materyal sa tanom nakolekta subay sa magamit nga nasyonal ug internasyonal nga mga giya17. Si Prof. Manal Fawzi nakaila sa mga espesimen sa tanom sumala sa Boulos18, ug ang Department of Environmental Sciences sa Alexandria University nagtugot sa pagkolekta sa gitun-an nga mga espisye sa tanom alang sa siyentipikong katuyoan. Ang mga sample voucher gitipigan sa Tanta University Herbarium (TANE), mga voucher nos. 14 122–14 127, usa ka publikong herbarium nga naghatag og access sa mga nadeposito nga materyales. Dugang pa, aron makuha ang abog o hugaw, putla ang mga dahon sa tanom ngadto sa gagmay nga mga piraso, hugasi 3 ka beses gamit ang gripo ug distilled water, ug dayon paugahon sa 50°C. Ang tanom gidugmok, 5 g sa pino nga pulbos gituslob sa 100 ml nga distilled water ug gikutaw sa 70°C sulod sa 20 minutos aron makakuha og extract. Ang nakuha nga extract sa Bacillus nicotianae gisala pinaagi sa Whatman filter paper ug gitipigan sa limpyo ug isterilisado nga mga tubo sa 4°C alang sa dugang nga paggamit.
Sama sa gipakita sa Figure 1, ang GO gihimo gikan sa graphite powder pinaagi sa modified Hummers method. 10 mg nga GO powder ang gisabwag sa 50 ml nga deionized nga tubig sulod sa 30 minutos ubos sa sonication, ug dayon 0.9 g nga FeCl3 ug 2.9 g nga NaAc ang gisagol sulod sa 60 minutos. 20 ml nga atriplex leaf extract ang gidugang sa gisagol nga solusyon uban ang pagkutaw ug gipabugnaw sa 80°C sulod sa 8 ka oras. Ang resulta nga itom nga suspension gisala. Ang giandam nga mga nanocomposites gihugasan gamit ang ethanol ug bidistilled nga tubig ug dayon gipauga sa vacuum oven sa 50°C sulod sa 12 ka oras.
Mga eskematiko ug digital nga litrato sa berde nga sintesis sa rGO/nZVI ug nZVI complexes ug pagtangtang sa DC antibiotics gikan sa kontaminado nga tubig gamit ang Atriplex halimus extract.
Sa laktod nga pagkasulti, sama sa gipakita sa Fig. 1, 10 ml sa iron chloride solution nga adunay 0.05 M Fe3+ ions gidugang nga tinulo ngadto sa 20 ml sa bitter leaf extract solution sulod sa 60 minutos nga adunay kasarangang pagpainit ug pagkutaw, ug dayon ang solusyon gi-centrifuge sa 14,000 rpm (Hermle, 15,000 rpm) sulod sa 15 minutos aron makakuha og itom nga mga partikulo, nga gihugasan og 3 ka beses gamit ang ethanol ug distilled water ug dayon gipauga sa vacuum oven sa 60° C. sa tibuok gabii.
Ang mga plant-synthesized nga rGO/nZVI ug nZVI composites gi-characterize gamit ang UV-visible spectroscopy (T70/T80 series UV/Vis spectrophotometers, PG Instruments Ltd, UK) sa scanning range nga 200-800 nm. Aron ma-analisa ang topography ug size distribution sa rGO/nZVI ug nZVI composites, gigamit ang TEM spectroscopy (JOEL, JEM-2100F, Japan, accelerating voltage 200 kV). Aron masusi ang mga functional group nga mahimong nalambigit sa plant extracts nga responsable sa recovery ug stabilization process, gihimo ang FT-IR spectroscopy (JASCO spectrometer sa range nga 4000-600 cm-1). Dugang pa, gigamit ang zeta potential analyzer (Zetasizer Nano ZS Malvern) aron tun-an ang surface charge sa mga synthesized nanomaterials. Para sa mga pagsukod sa X-ray diffraction sa mga powdered nanomaterials, gigamit ang X-ray diffractometer (X'PERT PRO, Netherlands), nga nag-operate sa current (40 mA), voltage (45 kV) sa 2θ range gikan sa 20° hangtod 80° ug CuKa1 radiation (\(\lambda =\ ) 1.54056 Ao). Ang energy dispersive X-ray spectrometer (EDX) (modelo JEOL JSM-IT100) ang responsable sa pagtuon sa elemental composition sa pagkolekta sa Al K-α monochromatic X-rays gikan sa -10 hangtod 1350 eV sa XPS, spot size 400 μm K-ALPHA (Thermo Fisher Scientific, USA) ang transmission energy sa full spectrum kay 200 eV ug ang narrow spectrum kay 50 eV. Ang powder sample gi-press sa sample holder, nga gibutang sa vacuum chamber. Ang C1s spectrum gigamit isip reperensya sa 284.58 eV aron mahibal-an ang binding energy.
Gihimo ang mga eksperimento sa adsorption aron masulayan ang kaepektibo sa gi-synthesize nga rGO/nZVI nanocomposites sa pagtangtang sa doxycycline (DC) gikan sa mga solusyon sa tubig. Ang mga eksperimento sa adsorption gihimo sa 25 ml nga Erlenmeyer flasks sa gikusgon sa pag-uyog nga 200 rpm sa usa ka orbital shaker (Stuart, Orbital Shaker/SSL1) sa 298 K. Pinaagi sa pagtunaw sa DC stock solution (1000 ppm) gamit ang bidistilled water. Aron masusi ang epekto sa dosis sa rGO/nSVI sa kahusayan sa adsorption, ang mga nanocomposites nga lainlain ang gibug-aton (0.01–0.07 g) gidugang sa 20 ml nga solusyon sa DC. Aron tun-an ang kinetics ug adsorption isotherms, 0.05 g sa adsorbent ang gilublob sa usa ka tubigon nga solusyon sa CD nga adunay inisyal nga konsentrasyon (25–100 mg L–1). Ang epekto sa pH sa pagtangtang sa DC gitun-an sa pH (3–11) ug usa ka inisyal nga konsentrasyon nga 50 mg L-1 sa 25°C. I-adjust ang pH sa sistema pinaagi sa pagdugang og gamay nga kantidad sa HCl o NaOH solution (Crison pH meter, pH meter, pH 25). Dugang pa, gisusi ang impluwensya sa temperatura sa reaksyon sa mga eksperimento sa adsorption sa range nga 25-55°C. Gitun-an ang epekto sa ionic strength sa proseso sa adsorption pinaagi sa pagdugang og lain-laing konsentrasyon sa NaCl (0.01–4 mol L–1) sa inisyal nga konsentrasyon sa DC nga 50 mg L–1, pH 3 ug 7), 25°C, ug usa ka adsorbent dose nga 0.05 g. Ang adsorption sa non-adsorbed DC gisukod gamit ang dual beam UV-Vis spectrophotometer (T70/T80 series, PG Instruments Ltd, UK) nga adunay 1.0 cm nga path length quartz cuvettes sa maximum wavelengths (λmax) nga 270 ug 350 nm. Ang porsyento sa pagtangtang sa DC antibiotics (R%; Eq. 1) ug ang adsorption amount sa DC, qt, Eq. 2 (mg/g) ang gisukod gamit ang mosunod nga ekwasyon.
diin ang %R mao ang kapasidad sa pagtangtang sa DC (%), ang Co mao ang inisyal nga konsentrasyon sa DC sa oras nga 0, ug ang C mao ang konsentrasyon sa DC sa oras nga t, matag usa (mg L-1).
diin ang qe mao ang gidaghanon sa DC nga na-adsorb kada unit mass sa adsorbent (mg g-1), ang Co ug Ce mao ang mga konsentrasyon sa zero time ug sa equilibrium, matag usa (mg l-1), ang V mao ang solution volume (l), ug ang m mao ang adsorption mass reagent (g).
Ang mga hulagway sa SEM (Figs. 2A–C) nagpakita sa lamellar morphology sa rGO/nZVI composite nga adunay spherical iron nanoparticles nga parehas nga nagkatag sa ibabaw niini, nga nagpakita sa malampuson nga pagkabit sa nZVI NPs sa ibabaw sa rGO. Dugang pa, adunay pipila ka mga kunot sa dahon sa rGO, nga nagpamatuod sa pagtangtang sa mga grupo nga adunay oksiheno dungan sa pagpahiuli sa A. halimus GO. Kini nga dagkong mga kunot nagsilbing mga lugar alang sa aktibo nga pagkarga sa iron NPs. Ang mga hulagway sa nZVI (Fig. 2D-F) nagpakita nga ang spherical iron NPs nagkatag kaayo ug wala magtapok, nga tungod sa kinaiya sa pagtabon sa mga botanical components sa plant extract. Ang gidak-on sa partikulo nagkalainlain sulod sa 15–26 nm. Bisan pa, ang ubang mga rehiyon adunay mesoporous morphology nga adunay istruktura sa mga bulge ug mga lungag, nga makahatag og taas nga epektibo nga kapasidad sa adsorption sa nZVI, tungod kay kini makadugang sa posibilidad sa pag-trap sa mga DC molecule sa ibabaw sa nZVI. Sa dihang gigamit ang Rosa Damascus extract para sa synthesis sa nZVI, ang nakuha nga NPs dili homogenous, nga adunay mga voids ug lain-laing mga porma, nga nakapakunhod sa ilang efficiency sa Cr(VI) adsorption ug nakapataas sa reaction time 23. Ang mga resulta nahiuyon sa nZVI nga gi-synthesize gikan sa mga dahon sa oak ug mulberry, nga kasagaran mga spherical nanoparticles nga adunay lain-laing mga gidak-on sa nanometer nga walay klaro nga agglomeration.
Mga hulagway sa SEM sa rGO/nZVI (AC), nZVI (D, E) composites ug mga sumbanan sa EDX sa nZVI/rGO (G) ug nZVI (H) composites.
Ang elementong komposisyon sa mga plant-synthesized nga rGO/nZVI ug nZVI composites gitun-an gamit ang EDX (Fig. 2G, H). Gipakita sa mga pagtuon nga ang nZVI gilangkoban sa carbon (38.29% sa masa), oxygen (47.41% sa masa) ug iron (11.84% sa masa), apan adunay usab ubang mga elemento sama sa phosphorus24, nga makuha gikan sa mga plant extracts. Dugang pa, ang taas nga porsyento sa carbon ug oxygen tungod sa presensya sa mga phytochemical gikan sa mga plant extracts sa mga subsurface nZVI samples. Kini nga mga elemento parehas nga giapod-apod sa rGO apan sa lainlaing mga ratio: C (39.16 wt %), O (46.98 wt %) ug Fe (10.99 wt %), EDX Ang rGO/nZVI nagpakita usab sa presensya sa ubang mga elemento sama sa S, nga mahimong i-associate sa mga plant extracts, gigamit. Ang kasamtangang C:O ratio ug iron content sa rGO/nZVI composite gamit ang A. halimus mas maayo kay sa paggamit sa eucalyptus leaf extract, tungod kay kini nagpakita sa komposisyon sa C (23.44 wt.%), O (68.29 wt.%) ug Fe (8.27 wt.%). wt %). 25. Si Nataša et al., 2022 nagtaho sa susamang elemental nga komposisyon sa nZVI nga gi-synthesize gikan sa mga dahon sa oak ug mulberry ug gikumpirma nga ang mga polyphenol group ug uban pang mga molekula nga anaa sa leaf extract ang responsable sa proseso sa reduction.
Ang morpolohiya sa nZVI nga gi-synthesize sa mga tanom (Fig. S2A,B) kay spherical ug partially irregular, nga adunay average nga gidak-on sa partikulo nga 23.09 ± 3.54 nm, apan ang mga chain aggregate naobserbahan tungod sa van der Waals forces ug ferromagnetism. Kini nga porma sa partikulo nga kasagaran granular ug spherical nahiuyon sa mga resulta sa SEM. Usa ka susamang obserbasyon ang nakit-an ni Abdelfatah et al. niadtong 2021 sa dihang gigamit ang castor bean leaf extract sa synthesis sa nZVI11. Ang mga NP sa Ruelas tuberosa leaf extract nga gigamit isip reducing agent sa nZVI adunay usab spherical nga porma nga adunay diametro nga 20 hangtod 40 nm26.
Ang mga hulagway sa hybrid rGO/nZVI composite TEM (Fig. S2C-D) nagpakita nga ang rGO usa ka basal plane nga adunay marginal folds ug wrinkles nga naghatag og daghang loading sites para sa nZVI NPs; kini nga lamellar morphology nagpamatuod usab sa malampuson nga paghimo sa rGO. Dugang pa, ang nZVI NPs adunay spherical nga porma nga adunay mga gidak-on sa partikulo gikan sa 5.32 hangtod 27 nm ug nasulod sa rGO layer nga adunay halos parehas nga dispersion. Ang eucalyptus leaf extract gigamit sa pag-synthesize sa Fe NPs/rGO; Ang mga resulta sa TEM nagpamatuod usab nga ang mga wrinkles sa rGO layer nakapauswag sa dispersion sa Fe NPs labaw pa sa puro nga Fe NPs ug nagdugang sa reactivity sa mga composite. Susamang mga resulta ang nakuha ni Bagheri et al. 28 sa dihang ang composite gihimo gamit ang ultrasonic techniques nga adunay average nga gidak-on sa iron nanoparticle nga gibana-bana nga 17.70 nm.
Ang FTIR spectra sa A. halimus, nZVI, GO, rGO, ug rGO/nZVI composites gipakita sa Figs. 3A. Ang presensya sa surface functional groups sa mga dahon sa A. halimus makita sa 3336 cm-1, nga katumbas sa polyphenols, ug 1244 cm-1, nga katumbas sa carbonyl groups nga gihimo sa protina. Ang ubang mga grupo sama sa alkanes sa 2918 cm-1, alkenes sa 1647 cm-1 ug CO-O-CO extensions sa 1030 cm-1 naobserbahan usab, nga nagsugyot sa presensya sa mga sangkap sa tanom nga nagsilbing sealing agents ug responsable sa pagbawi gikan sa Fe2+ ngadto sa Fe0 ug GO ngadto sa rGO29. Sa kinatibuk-an, ang nZVI spectra nagpakita sa parehas nga absorption peaks sama sa bitter sugars, apan adunay gamay nga pagbalhin sa posisyon. Usa ka kusog nga banda ang makita sa 3244 cm-1 nga nalangkit sa OH stretching vibrations (phenols), ang peak sa 1615 katumbas sa C=C, ug ang mga banda sa 1546 ug 1011 cm-1 motumaw tungod sa pag-inat sa C=O (polyphenols ug flavonoids), CN-groups sa aromatic amines ug aliphatic amines ang naobserbahan usab sa 1310 cm-1 ug 1190 cm-1, matag usa13. Ang FTIR spectrum sa GO nagpakita sa presensya sa daghang high-intensity oxygen-containing groups, lakip ang alkoxy (CO) stretching band sa 1041 cm-1, ang epoxy (CO) stretching band sa 1291 cm-1, ug C=O stretch. usa ka banda sa C=C stretching vibrations sa 1619 cm-1, usa ka banda sa 1708 cm-1 ug usa ka lapad nga banda sa OH group stretching vibrations sa 3384 cm-1 ang mitungha, nga gikumpirma sa gipauswag nga pamaagi sa Hummers, nga malampusong nag-oxidize sa proseso sa graphite. Kung itandi ang rGO ug rGO/nZVI composites sa GO spectra, ang intensity sa pipila ka mga grupo nga adunay oxygen, sama sa OH sa 3270 cm-1, mikunhod pag-ayo, samtang ang uban, sama sa C=O sa 1729 cm-1, hingpit nga mikunhod. nawala, nga nagpakita sa malampuson nga pagtangtang sa mga functional group nga adunay oxygen sa GO pinaagi sa A. halimus extract. Bag-ong hait nga kinaiya nga mga taluktok sa rGO sa C=C tension ang naobserbahan mga 1560 ug 1405 cm-1, nga nagpamatuod sa pagkunhod sa GO ngadto sa rGO. Naobserbahan ang mga kalainan gikan sa 1043 ngadto sa 1015 cm-1 ug gikan sa 982 ngadto sa 918 cm-1, posible tungod sa paglakip sa materyal sa tanom31,32. Si Weng et al., 2018 nakamatikod usab sa usa ka dakong pagkunhod sa oxygenated functional groups sa GO, nga nagpamatuod sa malampuson nga pagporma sa rGO pinaagi sa bioreduction, tungod kay ang mga extract sa dahon sa eucalyptus, nga gigamit sa pag-synthesize sa reduced iron graphene oxide composites, nagpakita og mas duol nga FTIR spectra sa plant component functional groups.33.
A. FTIR spectrum sa gallium, nZVI, rGO, GO, composite rGO/nZVI (A). Roentgenogrammy composites rGO, GO, nZVI ug rGO/nZVI (B).
Ang pagkaporma sa rGO/nZVI ug nZVI composites gikumpirmar sa mga X-ray diffraction pattern (Fig. 3B). Usa ka taas nga intensity nga Fe0 peak ang naobserbahan sa 2Ɵ 44.5°, nga katumbas sa index (110) (JCPDS no. 06–0696)11. Laing peak sa 35.1° sa (311) plane ang gipahinungod sa magnetite Fe3O4, ang 63.2° mahimong nalangkit sa Miller index sa (440) plane tungod sa presensya sa ϒ-FeOOH (JCPDS no. 17-0536)34. Ang X-ray pattern sa GO nagpakita og hait nga peak sa 2Ɵ 10.3° ug laing peak sa 21.1°, nga nagpakita sa kompleto nga pag-exfoliate sa graphite ug nagpasiugda sa presensya sa mga oxygen-containing group sa ibabaw sa GO35. Ang mga composite pattern sa rGO ug rGO/nZVI nagrekord sa pagkawala sa kinaiya nga mga GO peak ug ang pagporma sa halapad nga rGO peak sa 2Ɵ 22.17 ug 24.7° para sa rGO ug rGO/nZVI composites, matag usa, nga nagpamatuod sa malampuson nga pagbawi sa GO pinaagi sa mga plant extracts. Bisan pa, sa composite rGO/nZVI pattern, ang dugang nga mga peak nga nalangkit sa lattice plane sa Fe0 (110) ug bcc Fe0 (200) naobserbahan sa 44.9\(^\circ\) ug 65.22\(^\circ\), matag usa.
Ang zeta potential mao ang potential tali sa ionic layer nga gilakip sa nawong sa usa ka partikulo ug sa usa ka aqueous solution nga nagtino sa electrostatic properties sa usa ka materyal ug nagsukod sa kalig-on niini37. Ang Zeta potential analysis sa plant-synthesized nZVI, GO, ug rGO/nZVI composites nagpakita sa ilang kalig-on tungod sa presensya sa mga negatibong karga nga -20.8, -22, ug -27.4 mV, matag usa, sa ilang nawong, sama sa gipakita sa Figure S1A-C. . Ang maong mga resulta nahiuyon sa daghang mga report nga naghisgot nga ang mga solusyon nga adunay mga partikulo nga adunay mga kantidad sa zeta potential nga ubos sa -25 mV sa kinatibuk-an nagpakita sa taas nga lebel sa kalig-on tungod sa electrostatic repulsion tali niining mga partikulo. Ang kombinasyon sa rGO ug nZVI nagtugot sa composite nga makakuha og dugang nga negatibo nga karga ug busa adunay mas taas nga kalig-on kaysa sa GO o nZVI lamang. Busa, ang panghitabo sa electrostatic repulsion mosangpot sa pagporma sa lig-on nga rGO/nZVI39 composites. Ang negatibo nga nawong sa GO nagtugot niini nga parehas nga masabwag sa usa ka aqueous medium nga walay agglomeration, nga nagmugna og paborableng mga kondisyon alang sa interaksyon sa nZVI. Ang negatibong karga mahimong nalangkit sa presensya sa lain-laing mga functional group sa bitter melon extract, nga nagpamatuod usab sa interaksyon tali sa GO ug iron precursors ug sa plant extract aron maporma ang rGO ug nZVI, matag usa, ug ang rGO/nZVI complex. Kini nga mga plant compound mahimo usab nga molihok isip capping agents, tungod kay kini makapugong sa pag-ipon sa mga resulta nga nanoparticles ug sa ingon nagdugang sa ilang kalig-on40.
Ang elementong komposisyon ug mga valence states sa nZVI ug rGO/nZVI composites gitino pinaagi sa XPS (Fig. 4). Ang kinatibuk-ang pagtuon sa XPS nagpakita nga ang rGO/nZVI composite kasagaran gilangkoban sa mga elemento nga C, O, ug Fe, nga nahiuyon sa EDS mapping (Fig. 4F–H). Ang C1s spectrum gilangkoban sa tulo ka peak sa 284.59 eV, 286.21 eV ug 288.21 eV nga nagrepresentar sa CC, CO ug C=O, matag usa. Ang O1s spectrum gibahin sa tulo ka peak, lakip ang 531.17 eV, 532.97 eV, ug 535.45 eV, nga gi-assign sa O=CO, CO, ug NO groups, matag usa. Apan, ang mga peak sa 710.43, 714.57 ug 724.79 eV nagtumong sa Fe 2p3/2, Fe+3 ug Fe p1/2, matag usa. Ang XPS spectra sa nZVI (Fig. 4C-E) nagpakita og mga peak para sa mga elemento nga C, O, ug Fe. Ang mga peak sa 284.77, 286.25, ug 287.62 eV nagpamatuod sa presensya sa iron-carbon alloys, kay kini nagtumong sa CC, C-OH, ug CO, matag usa. Ang O1s spectrum katumbas sa tulo ka peak nga C–O/iron carbonate (531.19 eV), hydroxyl radical (532.4 eV) ug O–C=O (533.47 eV). Ang peak sa 719.6 gipahinungod sa Fe0, samtang ang FeOOH nagpakita og mga peak sa 717.3 ug 723.7 eV, dugang pa, ang peak sa 725.8 eV nagpakita sa presensya sa Fe2O342.43.
Mga pagtuon sa XPS sa nZVI ug rGO/nZVI composites, matag usa (A, B). Bug-os nga spectra sa nZVI C1s (C), Fe2p (D), ug O1s (E) ug rGO/nZVI C1s (F), Fe2p (G), O1s (H) composite.
Ang N2 adsorption/desorption isotherm (Fig. 5A, B) nagpakita nga ang nZVI ug rGO/nZVI composites nahisakop sa type II. Dugang pa, ang specific surface area (SBET) sa nZVI misaka gikan sa 47.4549 ngadto sa 152.52 m2/g human sa rGO blinding. Kini nga resulta mahimong ipasabut pinaagi sa pagkunhod sa magnetic properties sa nZVI human sa rGO blinding, sa ingon nagpamenos sa particle aggregation ug nagdugang sa surface area sa mga composites. Dugang pa, sama sa gipakita sa Fig. 5C, ang pore volume (8.94 nm) sa rGO/nZVI composite mas taas kay sa orihinal nga nZVI (2.873 nm). Kini nga resulta nahiuyon sa El-Monaem et al. 45.
Aron masusi ang kapasidad sa adsorption sa pagtangtang sa DC tali sa rGO/nZVI composites ug sa orihinal nga nZVI depende sa pagtaas sa inisyal nga konsentrasyon, gihimo ang pagtandi pinaagi sa pagdugang og makanunayon nga dosis sa matag adsorbent (0.05 g) sa DC sa lain-laing inisyal nga konsentrasyon. Gisusi nga solusyon [25]. –100 mg l–1] sa 25°C. Ang mga resulta nagpakita nga ang kahusayan sa pagtangtang (94.6%) sa rGO/nZVI composite mas taas kaysa sa orihinal nga nZVI (90%) sa mas ubos nga konsentrasyon (25 mg L-1). Bisan pa, sa dihang ang sinugdanan nga konsentrasyon gipataas ngadto sa 100 mg L-1, ang kahusayan sa pagtangtang sa rGO/nZVI ug ginikanan nga nZVI miubos ngadto sa 70% ug 65%, matag usa (Figure 6A), nga mahimong tungod sa mas gamay nga aktibo nga mga site ug pagkadaot sa mga partikulo sa nZVI. Sa kasukwahi, ang rGO/nZVI nagpakita og mas taas nga kahusayan sa pagtangtang sa DC, nga mahimong tungod sa synergistic nga epekto tali sa rGO ug nZVI, diin ang lig-on nga aktibo nga mga site nga magamit alang sa adsorption mas taas, ug sa kaso sa rGO/nZVI, mas daghang DC ang mahimong ma-adsorb kaysa wala madaot nga nZVI. Dugang pa, sa fig. 6B nagpakita nga ang kapasidad sa adsorption sa rGO/nZVI ug nZVI composites misaka gikan sa 9.4 mg/g ngadto sa 30 mg/g ug 9 mg/g, matag usa, nga adunay pagtaas sa inisyal nga konsentrasyon gikan sa 25–100 mg/L. -1.1 ngadto sa 28.73 mg g-1. Busa, ang rate sa pagtangtang sa DC negatibo nga nakig-uban sa inisyal nga konsentrasyon sa DC, nga tungod sa limitado nga gidaghanon sa mga sentro sa reaksyon nga gisuportahan sa matag adsorbent alang sa adsorption ug pagtangtang sa DC sa solusyon. Busa, mahimong ikahinapos gikan niini nga mga resulta nga ang rGO/nZVI composites adunay mas taas nga kahusayan sa adsorption ug reduction, ug ang rGO sa komposisyon sa rGO/nZVI mahimong gamiton isip adsorbent ug ingon man isip carrier material.
Ang kahusayan sa pagtangtang ug kapasidad sa adsorption sa DC para sa rGO/nZVI ug nZVI composite mao ang (A, B) [Co = 25 mg l-1–100 mg l-1, T = 25 °C, dosis = 0.05 g], pH. sa kapasidad sa adsorption ug kahusayan sa pagtangtang sa DC sa rGO/nZVI composites (C) [Co = 50 mg L–1, pH = 3–11, T = 25°C, dosis = 0.05 g].
Ang pH sa solusyon usa ka kritikal nga butang sa pagtuon sa mga proseso sa adsorption, tungod kay kini makaapekto sa lebel sa ionization, speciation, ug ionization sa adsorbent. Ang eksperimento gihimo sa 25°C nga adunay makanunayon nga dosis sa adsorbent (0.05 g) ug inisyal nga konsentrasyon nga 50 mg L-1 sa pH range (3–11). Sumala sa usa ka literature review46, ang DC usa ka amphiphilic molecule nga adunay daghang ionizable functional groups (phenols, amino groups, alcohols) sa lain-laing lebel sa pH. Tungod niini, ang nagkalain-laing gimbuhaton sa DC ug ang mga may kalabutan nga istruktura sa ibabaw sa rGO/nZVI composite mahimong mag-interact electrostatically ug mahimong maglungtad isip mga cation, zwitterions, ug anions, ang DC molecule naglungtad isip cationic (DCH3+) sa pH < 3.3, zwitterionic (DCH20) 3.3 < pH < 7.7 ug anionic (DCH− o DC2−) sa PH 7.7. Tungod niini, ang nagkalain-laing gimbuhaton sa DC ug ang mga may kalabutan nga istruktura sa ibabaw sa rGO/nZVI composite mahimong mag-interact electrostatically ug mahimong maglungtad isip mga cation, zwitterions, ug anions, ang DC molecule naglungtad isip cationic (DCH3+) sa pH < 3.3, zwitterionic (DCH20) 3.3 < pH < 7.7 ug anionic (DCH- o DC2-) sa PH 7.7. В результате различные функции ДК и связанных с ними структур на поверхности композита rGO/nZVI могут взативоткистер и могут существовать в виде катионов, цвиттер-ионов и анионов, молекула ДК существует в виде катиона (DCH3, тиона) (DCH3+) цвиттер-ионный (DCH20) 3,3 < pH < 7,7 ug анионный (DCH- o DC2-) kay pH 7,7. Tungod niini, ang lain-laing mga gimbuhaton sa DC ug mga may kalabutan nga istruktura sa ibabaw sa rGO/nZVI composite mahimong makig-interact sa electrostatic nga paagi ug mahimong maglungtad sa porma sa mga cation, zwitterions, ug anions; ang DC molecule naglungtad isip usa ka cation (DCH3+) sa pH < 3.3; ionic (DCH20) 3.3 < pH < 7.7 ug anionic (DCH- o DC2-) sa pH 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 可能 会 可生并 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 阳筐子阳离子 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. Следовательно, различные функции ДК и родственных им структур на поверхности композита rGO/nZVI могут могут вступлеткить взаимодействия и существовать в виде катионов, цвиттер-ионов и анионов, а молекулы ДК являются катионны катионны катионным 3,3. Busa, ang lain-laing mga gimbuhaton sa DC ug mga may kalabutan nga istruktura sa ibabaw sa rGO/nZVI composite mahimong mosulod sa mga electrostatic interaction ug anaa sa porma sa mga cation, zwitterions, ug anions, samtang ang mga molekula sa DC kay cationic (DCH3+) sa pH < 3.3. Он существует виде цвиттер-иона (DCH20) kay 3,3 < pH < 7,7 ug аниона (DCH- o DC2-) kay pH 7,7. Kini naglungtad isip usa ka zwitterion (DCH20) sa 3.3 < pH < 7.7 ug usa ka anion (DCH- o DC2-) sa pH 7.7.Uban sa pagtaas sa pH gikan sa 3 ngadto sa 7, ang kapasidad sa adsorption ug efficiency sa pagtangtang sa DC misaka gikan sa 11.2 mg/g (56%) ngadto sa 17 mg/g (85%) (Fig. 6C). Apan, samtang ang pH misaka ngadto sa 9 ug 11, ang kapasidad sa adsorption ug efficiency sa pagtangtang mikunhod gamay, gikan sa 10.6 mg/g (53%) ngadto sa 6 mg/g (30%), matag usa. Uban sa pagtaas sa pH gikan sa 3 ngadto sa 7, ang mga DC kasagaran anaa sa porma sa mga zwitterion, nga naghimo kanila nga halos dili madani o ma-repulse sa electrostatic sa mga rGO/nZVI composites, kasagaran pinaagi sa electrostatic interaction. Samtang ang pH misaka labaw sa 8.2, ang nawong sa adsorbent negatibo nga nakarga, busa ang kapasidad sa adsorption mikunhod ug mikunhod tungod sa electrostatic repulsion tali sa negatibo nga nakarga nga doxycycline ug sa nawong sa adsorbent. Kini nga uso nagsugyot nga ang DC adsorption sa rGO/nZVI composites taas og pH dependent, ug ang mga resulta nagpakita usab nga ang rGO/nZVI composites angay isip adsorbents ubos sa acidic ug neutral nga mga kondisyon.
Ang epekto sa temperatura sa adsorption sa usa ka tubigon nga solusyon sa DC gihimo sa (25–55°C). Ang Figure 7A nagpakita sa epekto sa pagtaas sa temperatura sa kahusayan sa pagtangtang sa mga antibiotic sa DC sa rGO/nZVI, klaro nga ang kapasidad sa pagtangtang ug kapasidad sa adsorption misaka gikan sa 83.44% ug 13.9 mg/g ngadto sa 47% ug 7.83 mg/g. , matag usa. Kini nga dakong pagkunhod mahimong tungod sa pagtaas sa thermal energy sa mga DC ion, nga mosangpot sa desorption47.
Epekto sa Temperatura sa Kaepektibo sa Pagtangtang ug Kapasidad sa Adsorption sa CD sa mga Composites sa rGO/nZVI (A) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, Dosis = 0.05 g], Dosis sa Adsorbent sa Kaepektibo sa Pagtangtang ug Kaepektibo sa Pagtangtang sa CD Epekto sa Inisyal nga Konsentrasyon sa kapasidad sa adsorption ug kaepektibo sa pagtangtang sa DC sa rGO/nSVI composite (B) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, T = 25°C] (C, D) [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, dosis = 0.05 g].
Ang epekto sa pagpataas sa dosis sa composite adsorbent rGO/nZVI gikan sa 0.01 g ngadto sa 0.07 g sa removal efficiency ug adsorption capacity gipakita sa Fig. 7B. Ang pagpataas sa dosis sa adsorbent misangpot sa pagkunhod sa adsorption capacity gikan sa 33.43 mg/g ngadto sa 6.74 mg/g. Apan, uban sa pagpataas sa adsorbent dose gikan sa 0.01 g ngadto sa 0.07 g, ang removal efficiency mosaka gikan sa 66.8% ngadto sa 96%, nga, sumala niana, mahimong nalangkit sa pagpataas sa gidaghanon sa mga active center sa nanocomposite surface.
Gitun-an ang epekto sa inisyal nga konsentrasyon sa kapasidad sa adsorption ug kahusayan sa pagtangtang [25–100 mg L-1, 25°C, pH 7, dosis 0.05 g]. Sa dihang ang inisyal nga konsentrasyon gipataas gikan sa 25 mg L-1 ngadto sa 100 mg L-1, ang porsyento sa pagtangtang sa rGO/nZVI composite mikunhod gikan sa 94.6% ngadto sa 65% (Fig. 7C), lagmit tungod sa pagkawala sa gitinguha nga mga aktibo nga site. . Mosuhop sa daghang konsentrasyon sa DC49. Sa laing bahin, samtang nagdugang ang inisyal nga konsentrasyon, ang kapasidad sa adsorption misaka usab gikan sa 9.4 mg/g ngadto sa 30 mg/g hangtod nga naabot ang equilibrium (Fig. 7D). Kini nga dili kalikayan nga reaksyon tungod sa pagtaas sa kusog sa pagmaneho nga adunay inisyal nga konsentrasyon sa DC nga mas dako kaysa sa resistensya sa pagbalhin sa masa sa ion sa DC aron makaabot sa nawong 50 sa rGO/nZVI composite.
Ang mga pagtuon sa oras sa kontak ug kinetic nagtumong sa pagsabot sa oras sa ekwilibriyo sa adsorption. Una, ang gidaghanon sa DC nga na-adsorb sa unang 40 minutos sa oras sa kontak gibana-bana nga katunga sa kinatibuk-ang gidaghanon nga na-adsorb sa tibuok nga oras (100 minutos). Samtang ang mga molekula sa DC sa solusyon nagbangga hinungdan nga kini paspas nga mibalhin ngadto sa ibabaw sa rGO/nZVI composite nga miresulta sa dakong adsorption. Pagkahuman sa 40 minutos, ang adsorption sa DC hinay-hinay nga misaka hangtod nga naabot ang ekwilibriyo pagkahuman sa 60 minutos (Fig. 7D). Tungod kay adunay makatarunganon nga gidaghanon nga na-adsorb sulod sa unang 40 minutos, adunay gamay nga bangga sa mga molekula sa DC ug gamay nga aktibo nga mga site ang magamit alang sa mga molekula nga wala ma-adsorb. Busa, ang rate sa adsorption mahimong maminusan51.
Aron mas masabtan ang adsorption kinetics, gigamit ang mga line plot sa pseudo first order (Fig. 8A), pseudo second order (Fig. 8B), ug Elovich (Fig. 8C) kinetic models. Gikan sa mga parameter nga nakuha gikan sa kinetic studies (Table S1), nahimong klaro nga ang pseudosecond model mao ang pinakamaayong modelo alang sa paghulagway sa adsorption kinetics, diin ang R2 value gibutang nga mas taas kaysa sa laing duha ka modelo. Adunay usab pagkaparehas tali sa gikalkulo nga adsorption capacities (qe, cal). Ang pseudo-second order ug ang experimental values (qe, exp.) dugang nga ebidensya nga ang pseudo-second order usa ka mas maayo nga modelo kaysa sa ubang mga modelo. Sama sa gipakita sa Table 1, ang mga kantidad sa α (initial adsorption rate) ug β (desorption constant) nagpamatuod nga ang adsorption rate mas taas kaysa sa desorption rate, nga nagpakita nga ang DC lagmit nga mo-adsorb nga episyente sa rGO/nZVI52 composite.
Mga linear adsorption kinetic plot sa pseudo-second order (A), pseudo-first order (B) ug Elovich (C) [Co = 25–100 mg l–1, pH = 7, T = 25 °C, dose = 0.05 g].
Ang mga pagtuon sa mga adsorption isotherm makatabang sa pagtino sa kapasidad sa adsorption sa adsorbent (RGO/nRVI composite) sa lain-laing mga konsentrasyon sa adsorbate (DC) ug temperatura sa sistema. Ang pinakataas nga kapasidad sa adsorption gikalkulo gamit ang Langmuir isotherm, nga nagpakita nga ang adsorption homogenous ug naglakip sa pagporma sa usa ka adsorbate monolayer sa ibabaw sa adsorbent nga walay interaksyon tali kanila53. Duha pa ka kaylap nga gigamit nga mga modelo sa isotherm mao ang mga modelo sa Freundlich ug Temkin. Bisan kung ang modelo sa Freundlich wala gigamit sa pagkalkulo sa kapasidad sa adsorption, makatabang kini sa pagsabot sa heterogeneous nga proseso sa adsorption ug nga ang mga bakante sa adsorbent adunay lain-laing mga enerhiya, samtang ang modelo sa Temkin makatabang sa pagsabot sa pisikal ug kemikal nga mga kabtangan sa adsorption54.
Ang mga Hulagway 9A-C nagpakita sa mga line plot sa mga modelo sa Langmuir, Freindlich, ug Temkin, matag usa. Ang mga kantidad sa R2 nga gikalkulo gikan sa mga linya sa Freundlich (Hulagway 9A) ug Langmuir (Hulagway 9B) ug gipakita sa Talaan 2 nagpakita nga ang DC adsorption sa rGO/nZVI composite nagsunod sa mga modelo sa isotherm sa Freundlich (0.996) ug Langmuir (0.988) ug Temkin (0.985). Ang labing taas nga kapasidad sa adsorption (qmax), nga gikalkulo gamit ang modelo sa isotherm sa Langmuir, kay 31.61 mg g-1. Dugang pa, ang gikalkulo nga kantidad sa dimensionless separation factor (RL) anaa sa taliwala sa 0 ug 1 (0.097), nga nagpakita sa usa ka paborable nga proseso sa adsorption. Kung dili, ang gikalkulo nga Freundlich constant (n = 2.756) nagpakita sa usa ka pagpalabi alang niini nga proseso sa pagsuhop. Sumala sa linear model sa Temkin isotherm (Fig. 9C), ang adsorption sa DC sa rGO/nZVI composite usa ka pisikal nga proseso sa adsorption, tungod kay ang b kay ˂ 82 kJ mol-1 (0.408)55. Bisan tuod ang pisikal nga adsorption kasagaran gipahinabo sa huyang nga pwersa sa van der Waals, ang direct current adsorption sa rGO/nZVI composite nanginahanglan og ubos nga adsorption energies [56, 57].
Freundlich (A), Langmuir (B), ug Temkin (C) linear adsorption isotherms [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, dose = 0.05 g]. Plot sa van't Hoff equation para sa DC adsorption pinaagi sa rGO/nZVI composites (D) [Co = 25–100 mg l-1, pH = 7, T = 25–55 °C ug dose = 0.05 g].
Aron masusi ang epekto sa pagbag-o sa temperatura sa reaksyon sa pagtangtang sa DC gikan sa rGO/nZVI composites, ang mga thermodynamic parameter sama sa pagbag-o sa entropy (ΔS), pagbag-o sa enthalpy (ΔH), ug pagbag-o sa libre nga enerhiya (ΔG) gikalkulo gikan sa mga equation. 3 ug 458.
diin ang \({K}_{e}\)=\(\frac{{C}_{Ae}}{{C}_{e}}\) – thermodynamic equilibrium constant, Ce ug CAe – rGO sa solusyon, matag usa /nZVI DC concentrations sa surface equilibrium. Ang R ug RT mao ang gas constant ug adsorption temperature, matag usa. Ang pag-plot sa ln Ke batok sa 1/T naghatag og tul-id nga linya (Fig. 9D) diin ang ∆S ug ∆H mahimong matino.
Ang negatibo nga kantidad sa ΔH nagpakita nga ang proseso exothermic. Sa laing bahin, ang kantidad sa ΔH naa sa sulod sa proseso sa pisikal nga adsorption. Ang negatibo nga kantidad sa ΔG sa Talaan 3 nagpakita nga ang adsorption posible ug spontaneous. Ang negatibo nga kantidad sa ΔS nagpakita sa taas nga pagkahan-ay sa mga molekula sa adsorbent sa liquid interface (Talaan 3).
Ang Talaan 4 nagtandi sa rGO/nZVI composite sa ubang mga adsorbents nga gitaho sa miaging mga pagtuon. Klaro nga ang VGO/nCVI composite adunay taas nga kapasidad sa adsorption ug mahimong usa ka maayong materyal alang sa pagtangtang sa DC antibiotics gikan sa tubig. Dugang pa, ang adsorption sa rGO/nZVI composites usa ka paspas nga proseso nga adunay oras sa equilibration nga 60 min. Ang maayo kaayo nga mga kabtangan sa adsorption sa rGO/nZVI composites mahimong ipasabut sa synergistic nga epekto sa rGO ug nZVI.
Ang mga Hulagway 10A, B nagpakita sa makatarunganong mekanismo sa pagtangtang sa mga DC antibiotics pinaagi sa rGO/nZVI ug nZVI complexes. Sumala sa mga resulta sa mga eksperimento sa epekto sa pH sa kahusayan sa DC adsorption, uban sa pagtaas sa pH gikan sa 3 ngadto sa 7, ang DC adsorption sa rGO/nZVI composite wala makontrol sa electrostatic interactions, tungod kay kini naglihok isip zwitterion; busa, ang pagbag-o sa pH value wala makaapekto sa proseso sa adsorption. Sunod, ang mekanismo sa adsorption mahimong makontrol pinaagi sa mga non-electrostatic interactions sama sa hydrogen bonding, hydrophobic effects, ug π-π stacking interactions tali sa rGO/nZVI composite ug DC66. Nahibal-an nga ang mekanismo sa aromatic adsorbates sa mga nawong sa layered graphene gipasabot sa π–π stacking interactions isip pangunang driving force. Ang composite usa ka layered material nga susama sa graphene nga adunay absorption maximum sa 233 nm tungod sa π-π* transition. Base sa presensya sa upat ka aromatic rings sa molecular structure sa DC adsorbate, among gi-hypothesize nga adunay mekanismo sa π-π-stacking interaction tali sa aromatic DC (π-electron acceptor) ug sa rehiyon nga dato sa π-electrons ngadto sa RGO surface. /nZVI composites. Dugang pa, sama sa gipakita sa fig. 10B, gihimo ang mga FTIR studies aron tun-an ang molecular interaction sa rGO/nZVI composites uban sa DC, ug ang FTIR spectra sa rGO/nZVI composites human sa DC adsorption gipakita sa Figure 10B. 10b. Usa ka bag-ong peak ang naobserbahan sa 2111 cm-1, nga katumbas sa framework vibration sa C=C bond, nga nagpakita sa presensya sa katugbang nga organic functional groups sa surface sa 67 rGO/nZVI. Ang ubang mga peak mobalhin gikan sa 1561 ngadto sa 1548 cm-1 ug gikan sa 1399 ngadto sa 1360 cm-1, nga nagpamatuod usab nga ang mga interaksyon sa π-π adunay hinungdanong papel sa adsorption sa graphene ug mga organikong pollutant68,69. Human sa DC adsorption, ang intensity sa pipila ka mga grupo nga adunay oxygen, sama sa OH, mikunhod ngadto sa 3270 cm-1, nga nagsugyot nga ang hydrogen bonding usa sa mga mekanismo sa adsorption. Busa, base sa mga resulta, ang DC adsorption sa rGO/nZVI composite mahitabo labi na tungod sa π-π stacking interactions ug H-bonds.
Makatarunganon nga mekanismo sa adsorption sa DC antibiotics pinaagi sa rGO/nZVI ug nZVI complexes (A). FTIR adsorption spectra sa DC sa rGO/nZVI ug nZVI (B).
Ang intensity sa absorption bands sa nZVI sa 3244, 1615, 1546, ug 1011 cm–1 misaka human sa DC adsorption sa nZVI (Fig. 10B) kon itandi sa nZVI, nga unta may kalabutan sa interaksyon sa posibleng functional groups sa carboxylic acid O groups sa DC. Apan, kining mas ubos nga porsyento sa transmission sa tanang naobserbahang bands nagpakita nga walay dakong kausaban sa adsorption efficiency sa phytosynthetic adsorbent (nZVI) kon itandi sa nZVI sa wala pa ang adsorption process. Sumala sa pipila ka DC removal research gamit ang nZVI71, kon ang nZVI mo-react sa H2O, ang mga electron mopagawas ug dayon ang H+ gamiton aron makahimo og highly reducible active hydrogen. Sa katapusan, ang ubang cationic compounds modawat og mga electron gikan sa active hydrogen, nga moresulta sa -C=N ug -C=C-, nga gipahinungod sa pagkabahin sa benzene ring.
Oras sa pag-post: Nob-14-2022