Dankon pro via vizito al Nature.com. La retumilversio, kiun vi uzas, havas limigitan subtenon por CSS. Por la plej bona sperto, ni rekomendas, ke vi uzu ĝisdatigitan retumilon (aŭ malŝaltu la Kongruecan Reĝimon en Internet Explorer). Dume, por certigi daŭran subtenon, ni prezentos la retejon sen stiloj kaj JavaScript.
En ĉi tiu laboro, rGO/nZVI-kompozitoj estis sintezitaj por la unua fojo uzante simplan kaj ekologie amikan proceduron uzante Sophora-flavecan folian ekstrakton kiel reduktantan agenton kaj stabiligilon por observi la principojn de "verda" kemio, kiel ekzemple malpli damaĝa kemia sintezo. Pluraj iloj estis uzitaj por validigi la sukcesan sintezon de kompozitoj, kiel SEM, EDX, XPS, XRD, FTIR kaj zeta-potencialo, kiuj indikas sukcesan fabrikadon de kompozitoj. La forigkapacito de la novaj kompozitoj kaj pura nZVI ĉe diversaj komencaj koncentriĝoj de la antibiotika doksiciklino estis komparita por esplori la sinergian efikon inter rGO kaj nZVI. Sub la forigaj kondiĉoj de 25mg L-1, 25°C kaj 0.05g, la adsorba foriga indico de pura nZVI estis 90%, dum la adsorba foriga indico de doksiciklino per la rGO/nZVI-kompozito atingis 94.6%, konfirmante ke nZVI kaj rGO... La adsorba procezo respondas al pseŭdo-dua ordo kaj bone kongruas kun la modelo de Freundlich kun maksimuma adsorba kapacito de 31.61 mg g-1 je 25 °C kaj pH 7. Racia mekanismo por la forigo de dendritaj dioksidoj estis proponita. Krome, la reuzeblo de la kompozito rGO/nZVI estis 60% post ses sinsekvaj regeneradaj cikloj.
Akvomanko kaj poluado nun estas grava minaco por ĉiuj landoj. En la lastaj jaroj, akvopoluado, precipe antibiotika poluado, pliiĝis pro pliigita produktado kaj konsumo dum la COVID-19-pandemio1,2,3. Tial, la disvolviĝo de efika teknologio por la elimino de antibiotikoj en kloakaĵo estas urĝa tasko.
Unu el la rezistemaj duonsintezaj antibiotikoj el la tetraciklina grupo estas doksiciklino (DC)4,5. Oni raportis, ke DC-restaĵoj en grundakvo kaj surfacaj akvoj ne povas esti metaboligitaj, nur 20-50% estas metaboligitaj kaj la resto estas liberigita en la medion, kaŭzante gravajn mediajn kaj sanproblemojn6.
Eksponiĝo al dendritaj dissolvantoj (DC) je malaltaj niveloj povas mortigi akvajn fotosintezajn mikroorganismojn, minaci la disvastiĝon de antimikrobaj bakterioj, kaj pliigi antimikroban reziston, do ĉi tiu poluaĵo devas esti forigita el kloakaĵo. La natura putriĝo de DC en akvo estas tre malrapida procezo. Fiziko-kemiaj procezoj kiel fotolizo, biodegradado kaj adsorbado povas degradiĝi nur je malaltaj koncentriĝoj kaj je tre malaltaj rapidoj7,8. Tamen, la plej ekonomia, simpla, ekologie amika, facile manipulebla kaj efika metodo estas adsorbado9,10.
Nano-nulvalenta fero (nZVI) estas tre potenca materialo, kiu povas forigi multajn antibiotikojn el akvo, inkluzive de metronidazolo, diazepamo, ciprofloksacino, kloramfenikolo kaj tetraciklino. Ĉi tiu kapablo ŝuldiĝas al la mirindaj ecoj, kiujn nZVI havas, kiel ekzemple alta reagemo, granda surfaca areo kaj multaj eksteraj liglokoj11. Tamen, nZVI emas agregiĝi en akvaj medioj pro fortoj de van der Wells kaj altaj magnetaj ecoj, kio reduktas ĝian efikecon en forigo de poluaĵoj pro la formado de oksidaj tavoloj, kiuj inhibicias la reagemon de nZVI10,12. La aglomerado de nZVI-partikloj povas esti reduktita per modifo de iliaj surfacoj per surfaktantoj kaj polimeroj aŭ per kombinado de ili kun aliaj nanomaterialoj en la formo de kompozitoj, kio pruviĝis esti realigebla aliro por plibonigi ilian stabilecon en la medio13,14.
Grafeno estas dudimensia karbonnanomaterialo konsistanta el sp²-hibridigitaj karbonatomoj aranĝitaj en mielĉelara krado. Ĝi havas grandan surfacareon, signifan mekanikan forton, bonegan elektrokatalizan agadon, altan varmokonduktivecon, rapidan elektronan moveblecon, kaj taŭgan portantan materialon por subteni neorganikajn nanopartiklojn sur sia surfaco. La kombinaĵo de metalaj nanopartikloj kaj grafeno povas multe superi la individuajn avantaĝojn de ĉiu materialo kaj, pro siaj pli bonaj fizikaj kaj kemiaj ecoj, provizi optimuman distribuon de nanopartikloj por pli efika akvopurigado15.
Plantaj ekstraktoj estas la plej bona alternativo al damaĝaj kemiaj reduktaj agentoj ofte uzataj en la sintezo de reduktita grafena oksido (rGO) kaj nZVI ĉar ili estas haveblaj, nekostaj, unupaŝaj, ekologie sekuraj, kaj povas esti uzataj kiel reduktaj agentoj. Plantekstraktoj kiel flavonoidoj kaj fenolaj kombinaĵoj ankaŭ funkcias kiel stabiligilo. Tial, Atriplex halimus L. foliekstrakto estis uzata kiel ripara kaj ferma agento por la sintezo de rGO/nZVI-kompozitoj en ĉi tiu studo. Atriplex halimus el la familio Amarantacoj estas nitrogen-ama plurjara arbedo kun vasta geografia areo16.
Laŭ la disponebla literaturo, *Atriplex halimus* (A. halimus) unue estis uzata por fari rGO/nZVI-kompozitojn kiel ekonomia kaj ekologie amika sinteza metodo. Tial, la celo de ĉi tiu laboro konsistas el kvar partoj: (1) fitosintezo de rGO/nZVI kaj gepatraj nZVI-kompozitoj uzante akvan folian ekstrakton de *A. halimus*, (2) karakterizado de fitosintezitaj kompozitoj uzante plurajn metodojn por konfirmi ilian sukcesan fabrikadon, (3) studi la sinergian efikon de rGO kaj nZVI en la adsorbado kaj forigo de organikaj poluaĵoj de doksiciklinaj antibiotikoj sub malsamaj reakciaj parametroj, optimumigi la kondiĉojn de la adsorbada procezo, (3) esplori kompozitajn materialojn en diversaj kontinuaj traktadoj post la prilabora ciklo.
Doksiciklina hidroĥlorido (DC, MM = 480.90, kemia formulo C22H24N2O·HCl, 98%), fera klorida heksahidrato (FeCl3.6H2O, 97%), grafita pulvoro aĉetita de Sigma-Aldrich, Usono. Natria hidroksido (NaOH, 97%), etanolo (C2H5OH, 99.9%) kaj klorida acido (HCl, 37%) estis aĉetitaj de Merck, Usono. NaCl, KCl, CaCl2, MnCl2 kaj MgCl2 estis aĉetitaj de Tianjin Comio Chemical Reagent Co., Ltd. Ĉiuj reakciaĵoj estas de alta analiza pureco. Duoble distilita akvo estis uzata por prepari ĉiujn akvajn solvaĵojn.
Reprezentaj specimenoj de A. halimus estis kolektitaj el ilia natura vivejo en la Nildelto kaj teroj laŭlonge de la mediteranea marbordo de Egiptujo. Plantmaterialo estis kolektita laŭ aplikeblaj naciaj kaj internaciaj gvidlinioj17. Profesoro Manal Fawzi identigis plantspecimenojn laŭ Boulos18, kaj la Fako de Mediaj Sciencoj de la Universitato de Aleksandrio rajtigas la kolektadon de la studitaj plantspecioj por sciencaj celoj. Specimenaj kuponoj estas konservataj ĉe la Herbario de la Universitato Tanta (TANE), kuponoj n-roj 14 122–14 127, publika herbario kiu provizas aliron al deponitaj materialoj. Krome, por forigi polvon aŭ malpuraĵon, tranĉu la foliojn de la planto en malgrandajn pecojn, lavu ilin 3 fojojn per krana kaj distilita akvo, kaj poste sekigu ilin je 50°C. La planto estis dispremita, 5 g da la fajna pulvoro estis mergitaj en 100 ml da distilita akvo kaj kirlite je 70°C dum 20 minutoj por akiri ekstrakton. La akirita ekstrakto de Bacillus nicotianae estis filtrita tra Whatman-filtrilpapero kaj konservita en puraj kaj steriligitaj tuboj je 4°C por plia uzo.
Kiel montrite en Figuro 1, la GO estis farita el grafita pulvoro per la modifita metodo de Hummers. 10 mg da GO-pulvoro estis dispersigitaj en 50 ml da dejonigita akvo dum 30 minutoj sub sonikado, kaj poste 0.9 g da FeCl3 kaj 2.9 g da NaAc estis miksitaj dum 60 minutoj. 20 ml da atriplex-folia ekstrakto estis aldonitaj al la kirlita solvaĵo sub kirlado kaj lasitaj je 80°C dum 8 horoj. La rezulta nigra suspendo estis filtrita. La preparitaj nanokompozitoj estis lavitaj per etanolo kaj bidestilita akvo kaj poste sekigitaj en vakua forno je 50°C dum 12 horoj.
Skemaj kaj ciferecaj fotoj de verda sintezo de rGO/nZVI kaj nZVI-kompleksoj kaj forigo de DC-antibiotikoj el poluita akvo uzante Atriplex halimus-ekstrakton.
Mallonge, kiel montrite en Fig. 1, 10 ml da solvaĵo de fera klorido enhavanta 0,05 M Fe3+ jonojn estis aldonitaj gute al 20 ml da solvaĵo de amara foliekstrakto dum 60 minutoj kun modera varmigo kaj kirlado, kaj poste la solvaĵo estis centrifugita je 14 000 rpm (Hermle, 15 000 rpm) dum 15 minutoj por doni nigrajn partiklojn, kiuj estis poste lavitaj 3 fojojn per etanolo kaj distilita akvo kaj poste sekigitaj en vakua forno je 60 °C dumnokte.
Plant-sintezitaj rGO/nZVI kaj nZVI kompozitoj estis karakterizitaj per UV-videbla spektroskopio (T70/T80 serio UV/Vis spektrofotometroj, PG Instruments Ltd, UK) en la skanada gamo de 200-800 nm. Por analizi la topografion kaj grandecdistribuon de la rGO/nZVI kaj nZVI kompozitoj, oni uzis TEM-spektroskopion (JOEL, JEM-2100F, Japanio, akcela tensio 200 kV). Por taksi la funkciajn grupojn, kiuj povas esti implikitaj en plantekstraktoj respondecaj pri la reakira kaj stabiliga procezo, oni efektivigis FT-IR-spektroskopion (JASCO-spektrometro en la gamo de 4000-600 cm-1). Krome, oni uzis zeta-potencialan analizilon (Zetasizer Nano ZS Malvern) por studi la surfacan ŝargon de la sintezitaj nanomaterialoj. Por mezuradoj per rentgen-difrakto de pulvoraj nanomaterialoj, oni uzis rentgen-difraktometron (X'PERT PRO, Nederlando), funkciantan je kurento (40 mA), tensio (45 kV) en la 2θ-intervalo de 20° ĝis 80° kaj CuKa1-radiado (\(\lambda =\) 1.54056 Ao). La energi-dispersa rentgen-spektrometro (EDX) (modelo JEOL JSM-IT100) respondecis pri la studado de la elementa konsisto dum kolektado de Al-K-α monokromataj rentgen-radioj de -10 ĝis 1350 eV sur XPS, punktograndeco 400 μm K-ALPHA (Thermo Fisher Scientific, Usono). La transmisia energio de la plena spektro estas 200 eV kaj la mallarĝa spektro estas 50 eV. La pulvora specimeno estas premita sur specimenujon, kiu estas metita en vakuan ĉambron. La C1s-spektro estis uzata kiel referenco je 284.58 eV por determini la ligenergion.
Adsorbaj eksperimentoj estis efektivigitaj por testi la efikecon de la sintezitaj rGO/nZVI-nanokompozitoj en forigo de doksiciklino (DC) el akvaj solvaĵoj. Adsorbaj eksperimentoj estis efektivigitaj en 25 ml erlenmeyer-flakonoj je skuadrapideco de 200 rpm sur orbita skuilo (Stuart, Orbital Shaker/SSL1) je 298 K. Diluante la DC-solvaĵon (1000 ppm) per bidestilita akvo. Por taksi la efikon de la rGO/nSVI-dozo sur la adsorban efikecon, nanokompozitoj de malsamaj pezoj (0,01–0,07 g) estis aldonitaj al 20 ml da DC-solvaĵo. Por studi la kinetikon kaj adsorbajn izotermojn, 0,05 g da la adsorbanto estis mergitaj en akvan solvaĵon de CD kun komenca koncentriĝo (25–100 mg L–1). La efiko de pH sur la forigon de DC estis studita je pH (3–11) kaj komenca koncentriĝo de 50 mg L-1 je 25°C. Adaptu la pH de la sistemo per aldono de malgranda kvanto da HCl aŭ NaOH-solvaĵo (Crison pH-mezurilo, pH-mezurilo, pH 25). Krome, la influo de reakcia temperaturo sur adsorbaj eksperimentoj en la intervalo de 25-55°C estis esplorita. La efiko de jona forto sur la adsorban procezon estis studita per aldono de diversaj koncentriĝoj de NaCl (0,01–4 mol L-1) je komenca koncentriĝo de DC de 50 mg L-1, pH 3 kaj 7), 25°C, kaj adsorba dozo de 0,05 g. La adsorbado de ne-adsorbita dendritika elektrono (DC) estis mezurita per du-faska UV-Vis-spektrofotometro (serio T70/T80, PG Instruments Ltd, UK) ekipita per kvarcaj kuvetoj kun 1.0 cm da vojlongo je maksimumaj ondolongoj (λmax) de 270 kaj 350 nm. La procenta forigo de DC-antibiotikoj (R%; ekvacio 1) kaj la adsorba kvanto de DC, qt, ekvacio 2 (mg/g) estis mezuritaj per la sekva ekvacio.
kie %R estas la kapacito de DC-forigo (%), Co estas la komenca DC-koncentriĝo je tempo 0, kaj C estas la DC-koncentriĝo je tempo t, respektive (mg L-1).
kie qe estas la kvanto de DC adsorbita por unuo de maso de la adsorbanto (mg g-1), Co kaj Ce estas la koncentriĝoj je nula tempo kaj je ekvilibro, respektive (mg l-1), V estas la volumeno de la solvaĵo (l), kaj m estas la reakciilo por adsorba maso (g).
SEM-bildoj (Fig. 2A-C) montras la lamenan morfologion de la rGO/nZVI-kompozito kun sferaj feraj nanopartikloj unuforme disigitaj sur ĝia surfaco, indikante sukcesan alkroĉiĝon de nZVI-NP-oj al la rGO-surfaco. Krome, estas kelkaj sulkoj en la rGO-folio, konfirmante la forigon de oksigen-entenantaj grupoj samtempe kun la restarigo de A. halimus GO. Ĉi tiuj grandaj sulkoj agas kiel lokoj por aktiva ŝarĝado de feraj NP-oj. nZVI-bildoj (Fig. 2D-F) montris, ke la sferaj feraj NP-oj estis tre disigitaj kaj ne agregiĝis, kio ŝuldiĝas al la kovranta naturo de la botanikaj komponantoj de la plantekstrakto. La partikla grandeco variis ene de 15-26 nm. Tamen, kelkaj regionoj havas mezoporan morfologion kun strukturo de ŝvelaĵoj kaj kavaĵoj, kiuj povas provizi altan efikan adsorban kapaciton de nZVI, ĉar ili povas pliigi la eblecon kapti dendritaj dentradikaj molekuloj sur la surfaco de nZVI. Kiam la ekstrakto de Rosa Damascus estis uzata por la sintezo de nZVI, la akiritaj nanopartikloj estis nehomogenaj, kun malplenoj kaj malsamaj formoj, kio reduktis ilian efikecon en Cr(VI)-adsorbado kaj pliigis la reakcian tempon 23. La rezultoj kongruas kun nZVI sintezita el kverkaj kaj morusaj folioj, kiuj estas ĉefe sferaj nanopartikloj kun diversaj nanometraj grandecoj sen evidenta aglomerado.
SEM-bildoj de rGO/nZVI (AC), nZVI (D, E) kompozitoj kaj EDX-padronoj de nZVI/rGO (G) kaj nZVI (H) kompozitoj.
La elementa konsisto de plant-sintezitaj rGO/nZVI kaj nZVI-kompozitoj estis studita per EDX (Fig. 2G, H). Studoj montras, ke nZVI konsistas el karbono (38,29% laŭ maso), oksigeno (47,41% laŭ maso) kaj fero (11,84% laŭ maso), sed ankaŭ ĉeestas aliaj elementoj kiel fosforo24, kiuj povas esti akiritaj el plantekstraktoj. Krome, la alta procento de karbono kaj oksigeno ŝuldiĝas al la ĉeesto de fitokemiaĵoj el plantekstraktoj en subteraj nZVI-provaĵoj. Ĉi tiuj elementoj estas egale distribuitaj sur rGO sed en malsamaj proporcioj: C (39,16 pez%), O (46,98 pez%) kaj Fe (10,99 pez%), EDX rGO/nZVI ankaŭ montras la ĉeeston de aliaj elementoj kiel ekzemple S, kiuj povas esti asociitaj kun plantekstraktoj. La nuna C:O-proporcio kaj ferenhavo en la rGO/nZVI-kompozito uzanta A. halimus estas multe pli bonaj ol uzante la eŭkaliptan folian ekstrakton, ĉar ĝi karakterizas la konsiston de C (23.44 pez.%), O (68.29 pez.%) kaj Fe (8.27 pez.%) 25. Nataša et al., 2022 raportis similan elementan konsiston de nZVI sintezita el kverkaj kaj morusaj folioj kaj konfirmis, ke polifenolaj grupoj kaj aliaj molekuloj enhavitaj en la folian ekstrakton respondecas pri la reduktoprocezo.
La morfologio de nZVI sintezita en plantoj (Fig. S2A,B) estis sfera kaj parte neregula, kun averaĝa partikla grandeco de 23.09 ± 3.54 nm, tamen ĉenaj agregaĵoj estis observitaj pro fortoj de van der Waals kaj feromagnetismo. Ĉi tiu ĉefe grajneca kaj sfera partikla formo bone kongruas kun la SEM-rezultoj. Similan observadon trovis Abdelfatah et al. en 2021 kiam ekstrakto de folioj de ricino estis uzata en la sintezo de nZVI11. Nanopartikloj de la foliekstrakto de *Ruelas tuberosa* uzataj kiel reduktanta agento en nZVI ankaŭ havas sferan formon kun diametro de 20 ĝis 40 nm26.
Hibridaj rGO/nZVI-kompozitaj TEM-bildoj (Fig. S2C-D) montris, ke rGO estas baza ebeno kun marĝenaj faldoj kaj sulkoj, provizantaj plurajn ŝarĝlokojn por nZVI-NP-oj; ĉi tiu lamena morfologio ankaŭ konfirmas la sukcesan fabrikadon de rGO. Krome, nZVI-NP-oj havas sferan formon kun partiklaj grandecoj de 5,32 ĝis 27 nm kaj estas enigitaj en la rGO-tavolon kun preskaŭ uniforma disperso. Eŭkaliptofolia ekstrakto estis uzata por sintezi Fe-NP-ojn/rGO; La TEM-rezultoj ankaŭ konfirmis, ke sulkoj en la rGO-tavolo plibonigis la disperson de Fe-NP-oj pli ol puraj Fe-NP-oj kaj pliigis la reaktivecon de la kompozitoj. Similajn rezultojn akiris Bagheri et al. 28 kiam la kompozito estis fabrikita per ultrasonaj teknikoj kun averaĝa fera nanopartikla grandeco de proksimume 17,70 nm.
La FTIR-spektroj de A. halimus, nZVI, GO, rGO, kaj rGO/nZVI-kompozitoj estas montritaj en Fig. 3A. La ĉeesto de surfacaj funkciaj grupoj en la folioj de A. halimus aperas je 3336 cm⁻¹, kio respondas al polifenoloj, kaj 1244 cm⁻¹, kio respondas al karbonilaj grupoj produktitaj de la proteino. Aliaj grupoj kiel alkanoj je 2918 cm⁻¹, alkenoj je 1647 cm⁻¹ kaj CO-O-CO-etendaĵoj je 1030 cm⁻¹ ankaŭ estis observitaj, sugestante la ĉeeston de plantkomponentoj, kiuj agas kiel sigelantaj agentoj kaj respondecas pri la reakiro de Fe2+ al Fe0 kaj GO al rGO29. Ĝenerale, la nZVI-spektroj montras la samajn absorbajn pintojn kiel amaraj sukeroj, sed kun iomete ŝovita pozicio. Intensa bendo aperas je 3244 cm⁻¹ asociita kun streĉaj vibroj de OH (fenoloj), pinto je 1615 respondas al C=C, kaj bendoj je 1546 kaj 1011 cm⁻¹ aperas pro streĉado de C=O (polifenoloj kaj flavonoidoj), CN-grupoj de aromaj aminoj kaj alifataj aminoj ankaŭ estis observitaj je 1310 cm⁻¹ kaj 1190 cm⁻¹, respektive13. La FTIR-spektro de GO montras la ĉeeston de multaj alt-intensecaj oksigen-entenantaj grupoj, inkluzive de la alkoksila (CO) streĉa bendo je 1041 cm⁻¹, la epoksila (CO) streĉa bendo je 1291 cm⁻¹, C=O streĉado. Aperis bendo de C=C streĉaj vibroj je 1619 cm⁻¹, bendo je 1708 cm⁻¹ kaj larĝa bendo de OH-grupoj streĉaj vibroj je 3384 cm⁻¹, kion konfirmas la plibonigita metodo de Hummers, kiu sukcese oksidigas la grafitan procezon. Kiam oni komparas rGO kaj rGO/nZVI-kompozitojn kun GO-spektroj, la intenseco de iuj oksigen-entenantaj grupoj, kiel ekzemple OH je 3270 cm⁻¹, estas signife reduktita, dum aliaj, kiel ekzemple C=O je 1729 cm⁻¹, estas tute reduktitaj. Ili malaperis, indikante la sukcesan forigon de oksigen-entenantaj funkciaj grupoj en GO per la ekstrakto de A. halimus. Novaj akraj karakterizaj pintoj de rGO je C=C-streĉo estas observataj ĉirkaŭ 1560 kaj 1405 cm⁻¹, kio konfirmas la redukton de GO al rGO. Varioj de 1043 ĝis 1015 cm⁻¹ kaj de 982 ĝis 918 cm⁻¹ estis observitaj, eble pro la inkludo de plantmaterialo31,32. Weng et al., 2018 ankaŭ observis signifan malpliiĝon de oksigenitaj funkciaj grupoj en GO, konfirmante la sukcesan formadon de rGO per bioredukto, ĉar eŭkaliptofoliaj ekstraktoj, kiuj estis uzitaj por sintezi reduktitajn fergrafenoksidajn kompozitojn, montris pli proksimajn FTIR-spektrojn de plantkomponentaj funkciaj grupoj.33.
A. FTIR-spektro de galiumo, nZVI, rGO, GO, kombinaĵo rGO/nZVI (A). Radiografio de kombinaĵoj rGO, GO, nZVI kaj rGO/nZVI (B).
La formado de rGO/nZVI kaj nZVI kompozitoj estis plejparte konfirmita per rentgen-difraktaj padronoj (Fig. 3B). Alt-intensa Fe0-pinto estis observita je 2Ɵ 44.5°, korespondante al indekso (110) (JCPDS-numero 06–0696)11. Alia pinto je 35.1° de la (311) ebeno estas atribuita al magnetito Fe3O4, 63.2° eble estas asociita kun la Miller-indekso de la (440) ebeno pro la ĉeesto de ϒ-FeOOH (JCPDS-numero 17-0536)34. La rentgen-padrono de GO montras akran pinton je 2Ɵ 10.3° kaj alian pinton je 21.1°, indikante kompletan deskvamiĝon de la grafito kaj elstarigante la ĉeeston de oksigen-entenantaj grupoj sur la surfaco de GO35. Kompozitaj padronoj de rGO kaj rGO/nZVI registris la malaperon de karakterizaj GO-pintoj kaj la formadon de larĝaj rGO-pintoj je 2Ɵ 22.17 kaj 24.7° por la rGO kaj rGO/nZVI-kompozitoj, respektive, kio konfirmis la sukcesan reakiron de GO per plantekstraktoj. Tamen, en la kompozita rGO/nZVI-padrono, pliaj pintoj asociitaj kun la krada ebeno de Fe₂O₃ (110) kaj bcc Fe₂O₃ (200) estis observitaj je 44.9\(^\circ\) kaj 65.22\(^\circ\), respektive.
La zeta-potencialo estas la potencialo inter jona tavolo alkroĉita al la surfaco de partiklo kaj akva solvaĵo, kiu determinas la elektrostatikajn ecojn de materialo kaj mezuras ĝian stabilecon37. Analizo de zeta-potencialo de plant-sintezitaj nZVI, GO, kaj rGO/nZVI kompozitoj montris ilian stabilecon pro la ĉeesto de negativaj ŝargoj de -20.8, -22, kaj -27.4 mV, respektive, sur ilia surfaco, kiel montrite en Figuro S1A-C. Tiaj rezultoj kongruas kun pluraj raportoj, kiuj mencias, ke solvaĵoj enhavantaj partiklojn kun zeta-potencialaj valoroj malpli ol -25 mV ĝenerale montras altan gradon de stabileco pro elektrostatika repuŝo inter ĉi tiuj partikloj. La kombinaĵo de rGO kaj nZVI permesas al la kompozito akiri pli da negativaj ŝargoj kaj tiel havas pli altan stabilecon ol aŭ GO aŭ nZVI sole. Tial, la fenomeno de elektrostatika repuŝo kondukos al la formado de stabilaj rGO/nZVI39 kompozitoj. La negativa surfaco de GO permesas al ĝi esti egale dispersita en akva medio sen aglomerado, kio kreas favorajn kondiĉojn por interagado kun nZVI. La negativa ŝargo povas esti asociita kun la ĉeesto de malsamaj funkciaj grupoj en la ekstrakto de amarmelono, kio ankaŭ konfirmas la interagadon inter GO kaj feraj antaŭuloj kaj la plantekstrakto por formi rGO kaj nZVI, respektive, kaj la rGO/nZVI-komplekson. Ĉi tiuj plantekkomponaĵoj ankaŭ povas agi kiel kovrantaj agentoj, ĉar ili malhelpas la agregon de la rezultantaj nanopartikloj kaj tiel pliigas ilian stabilecon40.
La elementa konsisto kaj valentaj statoj de la nZVI kaj rGO/nZVI kompozitoj estis determinitaj per XPS (Fig. 4). La ĝenerala XPS-studo montris, ke la rGO/nZVI kompozito konsistas ĉefe el la elementoj C, O, kaj Fe, konforme al la EDS-mapado (Fig. 4F–H). La C1s-spektro konsistas el tri pintoj je 284.59 eV, 286.21 eV kaj 288.21 eV, reprezentantaj CC, CO kaj C=O, respektive. La O1s-spektro estis dividita en tri pintojn, inkluzive de 531.17 eV, 532.97 eV, kaj 535.45 eV, kiuj estis asignitaj al la O=CO, CO, kaj NO-grupoj, respektive. Tamen, la pintoj je 710.43, 714.57 kaj 724.79 eV rilatas al Fe2p3/2, Fe+3 kaj Fep1/2, respektive. La XPS-spektroj de nZVI (Fig. 4C-E) montris pintojn por la elementoj C, O, kaj Fe. Pintoj je 284.77, 286.25, kaj 287.62 eV konfirmas la ĉeeston de fero-karbonaj alojoj, ĉar ili rilatas al CC, C-OH, kaj CO, respektive. La O1s-spektro korespondis al tri pintoj C–O/fera karbonato (531.19 eV), hidroksila radikalo (532.4 eV) kaj O–C=O (533.47 eV). La pinto je 719.6 estas atribuita al Fe0, dum FeOOH montras pintojn je 717.3 kaj 723.7 eV, krome, la pinto je 725.8 eV indikas la ĉeeston de Fe2O342.43.
XPS-studoj de nZVI kaj rGO/nZVI-kompozitoj, respektive (A, B). Plena spektro de nZVI C1s (C), Fe2p (D), kaj O1s (E) kaj rGO/nZVI C1s (F), Fe2p (G), O1s (H) kompozito.
La N2-adsorba/desorba izotermo (Fig. 5A, B) montras, ke la nZVI kaj rGO/nZVI-kompozitoj apartenas al tipo II. Krome, la specifa surfaca areo (SBET) de nZVI pliiĝis de 47,4549 ĝis 152,52 m²/g post blindigo per rGO. Ĉi tiu rezulto povas esti klarigita per la malpliiĝo de la magnetaj ecoj de nZVI post blindigo per rGO, tiel reduktante partiklan agregon kaj pliigante la surfacan areon de la kompozitoj. Krome, kiel montrite en Fig. 5C, la porvolumeno (8,94 nm) de la rGO/nZVI-kompozito estas pli alta ol tiu de la originala nZVI (2,873 nm). Ĉi tiu rezulto kongruas kun El-Monaem et al. 45.
Por taksi la adsorban kapaciton forigi dendritan densan substancon (DC) inter la rGO/nZVI-kompozitoj kaj la originala nZVI depende de la pliiĝo de la komenca koncentriĝo, oni komparis per aldono de konstanta dozo de ĉiu adsorbanto (0.05 g) al DC je diversaj komencaj koncentriĝoj. Esplorita solvo [25]. –100 mg l–1] je 25°C. La rezultoj montris, ke la foriga efikeco (94.6%) de la rGO/nZVI-kompozito estis pli alta ol tiu de la originala nZVI (90%) je pli malalta koncentriĝo (25 mg L-1). Tamen, kiam la komenca koncentriĝo estis pliigita al 100 mg L-1, la foriga efikeco de rGO/nZVI kaj gepatra nZVI falis al 70% kaj 65%, respektive (Figuro 6A), kio eble ŝuldiĝas al malpli da aktivaj lokoj kaj degenero de nZVI-partikloj. Male, rGO/nZVI montris pli altan efikecon de forigo de dendritaj elektronoj (DC), kio eble ŝuldiĝas al sinergia efiko inter rGO kaj nZVI, en kiu stabilaj aktivaj lokoj disponeblaj por adsorbado estas multe pli altaj, kaj en la kazo de rGO/nZVI, pli da DC povas esti adsorbita ol sendifekta nZVI. Krome, en fig. 6B montras, ke la adsorba kapacito de la rGO/nZVI kaj nZVI-kompozitoj pliiĝis de 9,4 mg/g ĝis 30 mg/g kaj 9 mg/g, respektive, kun pliiĝo de la komenca koncentriĝo de 25–100 mg/L -1,1 ĝis 28,73 mg g-1. Tial, la foriga rapideco de DC estis negative korelaciita kun la komenca DC-koncentriĝo, kio ŝuldiĝis al la limigita nombro da reakciaj centroj subtenataj de ĉiu adsorbanto por adsorbado kaj forigo de DC en solvaĵo. Tiel, oni povas konkludi el ĉi tiuj rezultoj, ke la rGO/nZVI-kompozitoj havas pli altan efikecon de adsorbado kaj reduktado, kaj rGO en la konsisto de rGO/nZVI povas esti uzata kaj kiel adsorbanto kaj kiel transportmaterialo.
La foriga efikeco kaj la adsorba kapacito de kondensita elektrono (DC) por la rGO/nZVI kaj nZVI-kompozitoj estis (A, B) [Co = 25 mg l-1–100 mg l-1, T = 25 °C, dozo = 0,05 g], pH-temperaturo dependas de la adsorba kapacito kaj la foriga efikeco de DC sur rGO/nZVI-kompozitoj (C) [Co = 50 mg L-1, pH = 3–11, T = 25 °C, dozo = 0,05 g].
La pH de la solvaĵo estas kritika faktoro en la studo de adsorbaj procezoj, ĉar ĝi influas la gradon de jonigo, speciiĝo kaj jonigo de la adsorbanto. La eksperimento estis efektivigita je 25 °C kun konstanta adsorbanta dozo (0.05 g) kaj komenca koncentriĝo de 50 mg L-1 en la pH-intervalo (3–11). Laŭ literaturrevizio46, DC estas amfifila molekulo kun pluraj jonigeblaj funkciaj grupoj (fenoloj, amino-grupoj, alkoholoj) je diversaj pH-niveloj. Rezulte, la diversaj funkcioj de DC kaj la rilataj strukturoj sur la surfaco de la rGO/nZVI-kompozito povas interagi elektrostatike kaj povas ekzisti kiel katjonoj, kunieroj, kaj anjonoj, la DC-molekulo ekzistas kiel katjona (DCH3+) je pH < 3.3, kunieroona (DCH20) 3.3 < pH < 7.7 kaj anjona (DCH− aŭ DC2−) je pH 7.7. Rezulte, la diversaj funkcioj de DC kaj la rilataj strukturoj sur la surfaco de la rGO/nZVI-kompozito povas interagi elektrostatike kaj povas ekzisti kiel katjonoj, kunieroj-jonoj, kaj anjonoj, la DC-molekulo ekzistas kiel katjona (DCH3+) je pH < 3.3, kuniero-jona (DCH20) 3.3 < pH < 7.7 kaj anjona (DCH- aŭ DC2-) je pH 7.7. В результате различные функции ДК и связанных с ними структур на поверхности комости комтампозанных взаимодействовать электростатически и могут существовать в виде катионов, цвитростатически, могут существовать в виде катионов, цвиттер-ионов олионов ДК существует в виде катиона (DCH3+) при рН < 3,3, цвиттер-ионный (DCH20) 3,3 < pH < 7,7 kaj анионный (DCH- или DC2-) при pH 7,7. Rezulte, diversaj funkcioj de dendritaj elektrostatike (DC) kaj rilataj strukturoj sur la surfaco de la rGO/nZVI-kompozito povas interagi elektrostatike kaj povas ekzisti en la formo de katjonoj, kunieroj kaj anjonoj; la DC-molekulo ekzistas kiel katjono (DCH3+) je pH < 3.3; jona (DCH20) 3.3 < pH < 7.7 kaj anjona (DCH- aŭ DC2-) je 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 结构 可能 伵 合 材料 表面相互 ， 并 可能 以 阳离子 两 性 和 阴离子 形式 ， ， dc 分子 在 pH <3.3 旘妻子 离子 形式阳离子 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。 Следовательно, различные функции ДК и родственных им структур на поверхности компости композгитаVI вступать в электростатические взаимодействия и существовать в виде катионов, цвиттер-ион, цвиттер-ион, существовать молекулы ДК являются катионными (ДЦГ3+) при рН < 3,3. Tial, diversaj funkcioj de DC kaj rilataj strukturoj sur la surfaco de la rGO/nZVI-kompozito povas eniri en elektrostatikajn interagojn kaj ekzisti en la formo de katjonoj, kunieroj kaj anjonoj, dum DC-molekuloj estas katjonaj (DCH3+) je pH < 3.3. Он существует виде цвиттер-иона (DCH20) при 3,3 < pH < 7,7 и аниона (DCH- или DC2-) при pH 7,7. Ĝi ekzistas kiel kuniteriono (DCH20) je 3.3 < pH < 7.7 kaj anjono (DCH- aŭ DC2-) je pH 7.7.Kun pliiĝo de pH de 3 al 7, la adsorba kapacito kaj efikeco de forigo de dendritaj kondensitoj (DC) pliiĝis de 11,2 mg/g (56%) al 17 mg/g (85%) (Fig. 6C). Tamen, kiam la pH pliiĝis al 9 kaj 11, la adsorba kapacito kaj foriga efikeco iom malpliiĝis, de 10,6 mg/g (53%) al 6 mg/g (30%), respektive. Kun pliiĝo de pH de 3 al 7, dendritaj kondensitoj ĉefe ekzistis en la formo de kunigaj jonoj, kio igis ilin preskaŭ ne-elektrostatike altiritaj aŭ repuŝitaj de rGO/nZVI-kompozitoj, ĉefe per elektrostatika interagado. Kiam la pH pliiĝis super 8,2, la surfaco de la adsorbanto negative ŝargiĝis, tial la adsorba kapacito malpliiĝis kaj malpliiĝis pro la elektrostatika repuŝo inter la negative ŝargita doksiciklino kaj la surfaco de la adsorbanto. Ĉi tiu tendenco sugestas, ke DC-adsorbado sur rGO/nZVI-kompozitoj estas tre pH-dependa, kaj la rezultoj ankaŭ indikas, ke rGO/nZVI-kompozitoj taŭgas kiel adsorbantoj sub acidaj kaj neŭtralaj kondiĉoj.
La efiko de temperaturo sur la adsorbado de akva solvaĵo de DC estis efektivigita je (25–55°C). Figuro 7A montras la efikon de temperaturpliiĝo sur la forigan efikecon de DC-antibiotikoj sur rGO/nZVI, estas klare, ke la foriga kapacito kaj adsorba kapacito pliiĝis de 83,44% kaj 13,9 mg/g ĝis 47% kaj 7,83 mg/g, respektive. Ĉi tiu signifa malpliiĝo povas ŝuldiĝi al pliiĝo de la varmenergio de DC-jonoj, kiu kondukas al desorbado.47
Efiko de Temperaturo sur Foriga Efikeco kaj Adsorba Kapacito de CD sur rGO/nZVI-Kompozitoj (A) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, Dozo = 0.05 g], Adsorba Dozo sur Foriga Efikeco kaj Foriga Efikeco de CD. Efiko de Komenca Koncentriĝo sur la adsorba kapacito kaj efikeco de DC-forigo sur la rGO/nSVI-kompozito (B) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, T = 25°C] (C, D) [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, dozo = 0.05 g].
La efiko de pliigo de la dozo de la kompozita adsorbanto rGO/nZVI de 0.01 g ĝis 0.07 g sur la forigan efikecon kaj adsorban kapaciton estas montrita en Fig. 7B. Pliigo de la dozo de la adsorbanto kaŭzis malpliiĝon de la adsorba kapacito de 33.43 mg/g ĝis 6.74 mg/g. Tamen, kun pliigo de la adsorba dozo de 0.01 g ĝis 0.07 g, la forigan efikecon pliiĝas de 66.8% ĝis 96%, kio, sekve, povas esti asociita kun pliigo de la nombro da aktivaj centroj sur la nanokompozita surfaco.
La efiko de komenca koncentriĝo sur la adsorba kapacito kaj foriga efikeco [25–100 mg L-1, 25°C, pH 7, dozo 0.05 g] estis studita. Kiam la komenca koncentriĝo estis pliigita de 25 mg L-1 al 100 mg L-1, la foriga procento de la rGO/nZVI-kompozito malpliiĝis de 94.6% al 65% (Fig. 7C), probable pro la foresto de la dezirataj aktivaj lokoj. . Adsorbas grandajn koncentriĝojn de DC49. Aliflanke, kiam la komenca koncentriĝo pliiĝis, la adsorba kapacito ankaŭ pliiĝis de 9.4 mg/g al 30 mg/g ĝis ekvilibro estis atingita (Fig. 7D). Ĉi tiu neevitebla reakcio ŝuldiĝas al pliiĝo de la mova forto kun komenca DC-koncentriĝo pli granda ol la rezisto al amasa transigo de la DC-jono por atingi la surfacon 50 de la rGO/nZVI-kompozito.
Kontaktotempo kaj kinetikaj studoj celas kompreni la ekvilibran tempon de adsorbado. Unue, la kvanto de dendritika elektrono (DC) adsorbita dum la unuaj 40 minutoj de la kontaktotempo estis proksimume duono de la tuta kvanto adsorbita dum la tuta tempo (100 minutoj). Dum la DC-molekuloj en solvaĵo kolizias, ili rapide migras al la surfaco de la rGO/nZVI-kompozito, rezultante en signifa adsorbado. Post 40 minutoj, la DC-adsorbado pliiĝis iom post iom kaj malrapide ĝis ekvilibro estis atingita post 60 minutoj (Fig. 7D). Ĉar akceptebla kvanto estas adsorbita ene de la unuaj 40 minutoj, estos malpli da kolizioj kun DC-molekuloj kaj malpli da aktivaj lokoj estos haveblaj por ne-adsorbitaj molekuloj. Tial, la adsorba rapideco povas esti reduktita51.
Por pli bone kompreni la adsorban kinetikon, oni uzis liniajn grafikaĵojn de pseŭdo-unuaordaj (Fig. 8A), pseŭdo-duaordaj (Fig. 8B), kaj Elovich-kinetikaj modeloj (Fig. 8C). El la parametroj akiritaj de la kinetaj studoj (Tabelo S1), evidentiĝas, ke la pseŭdo-dua modelo estas la plej bona modelo por priskribi la adsorban kinetikon, kie la R2-valoro estas pli alta ol en la aliaj du modeloj. Ekzistas ankaŭ simileco inter la kalkulitaj adsorbaj kapacitoj (qe, cal). La pseŭdo-duaordaj kaj la eksperimentaj valoroj (qe, exp.) estas plia pruvo, ke la pseŭdo-duaorda estas pli bona modelo ol aliaj modeloj. Kiel montrite en Tabelo 1, la valoroj de α (komenca adsorba rapido) kaj β (desorba konstanto) konfirmas, ke la adsorba rapido estas pli alta ol la desorba rapido, indikante, ke DC emas adsorbi efike sur la rGO/nZVI52-kompoziton.
Linearaj adsorbaj kinetikaj grafikaĵoj de pseŭdo-dua ordo (A), pseŭdo-unua ordo (B) kaj Elovich (C) [Co = 25–100 mg l–1, pH = 7, T = 25 °C, dozo = 0,05 g].
Studoj pri adsorbaj izotermoj helpas determini la adsorban kapaciton de la adsorbanto (RGO/nRVI-kompozitaĵo) ĉe diversaj adsorbaj koncentriĝoj (DC) kaj sistemaj temperaturoj. La maksimuma adsorba kapacito estis kalkulita uzante la izotermon de Langmuir, kiu indikis, ke la adsorbo estis homogena kaj inkluzivis la formadon de adsorbata monotavolo sur la surfaco de la adsorbanto sen interagado inter ili53. Du aliaj vaste uzataj izotermaj modeloj estas la modeloj de Freundlich kaj Temkin. Kvankam la modelo de Freundlich ne estas uzata por kalkuli la adsorban kapaciton, ĝi helpas kompreni la heterogenan adsorban procezon kaj ke vakantaĵoj sur la adsorbanto havas malsamajn energiojn, dum la modelo de Temkin helpas kompreni la fizikajn kaj kemiajn ecojn de adsorbo54.
Figuroj 9A-C montras liniajn grafikaĵojn de la modeloj de Langmuir, Freindlich, kaj Temkin, respektive. La R2-valoroj kalkulitaj el la liniaj grafikaĵoj de Freundlich (Fig. 9A) kaj Langmuir (Fig. 9B) kaj prezentitaj en Tabelo 2 montras, ke DC-adsorbado sur la rGO/nZVI-kompozito sekvas la izotermajn modelojn de Freundlich (0.996) kaj Langmuir (0.988) kaj Temkin (0.985). La maksimuma adsorba kapacito (qmax), kalkulita uzante la izoterman modelon de Langmuir, estis 31.61 mg g-1. Krome, la kalkulita valoro de la sendimensia apartiga faktoro (RL) estas inter 0 kaj 1 (0.097), indikante favoran adsorban procezon. Alie, la kalkulita konstanto de Freundlich (n = 2.756) indikas preferon por ĉi tiu sorba procezo. Laŭ la lineara modelo de la Temkin-izotermo (Fig. 9C), la adsorbado de kontinua kurento sur la rGO/nZVI-kompozito estas fizika adsorba procezo, ĉar b estas ˂ 82 kJ mol-1 (0.408)55. Kvankam fizika adsorbado kutime okazas per malfortaj fortoj de van der Waals, adsorbado per kontinua kurento sur rGO/nZVI-kompozitoj postulas malaltajn adsorbajn energiojn [56, 57].
Linearaj adsorbaj izotermoj de Freundlich (A), Langmuir (B), kaj Temkin (C) [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, dozo = 0,05 g]. Diagramo de la ekvacio de van't Hoff por DC-adsorbo per rGO/nZVI-kompozitoj (D) [Co = 25–100 mg l-1, pH = 7, T = 25–55 °C kaj dozo = 0,05 g].
Por taksi la efikon de ŝanĝo de reakcia temperaturo sur forigon de kontinua kurento (DC) el rGO/nZVI-kompozitoj, termodinamikaj parametroj kiel entropia ŝanĝo (ΔS), entalpia ŝanĝo (ΔH), kaj libera energia ŝanĝo (ΔG) estis kalkulitaj el ekvacioj 3 kaj 458.
kie \({K}_{e}\)=\(\frac{{C}_{Ae}}{{C}_{e}}\) – termodinamika ekvilibro-konstanto, Ce kaj CAe – rGO en solvaĵo, respektive /nZVI DC-koncentriĝoj ĉe surfaca ekvilibro. R kaj RT estas la gaskonstanto kaj la adsorba temperaturo, respektive. Se oni desegnas ln Ke kontraŭ 1/T, oni ricevas rektan linion (Fig. 9D) el kiu ∆S kaj ∆H povas esti determinitaj.
Negativa ΔH-valoro indikas, ke la procezo estas eksoterma. Aliflanke, la ΔH-valoro estas ene de la fizika adsorba procezo. Negativaj ΔG-valoroj en Tabelo 3 indikas, ke adsorbo eblas kaj spontanea. Negativaj valoroj de ΔS indikas altan ordigon de adsorbaj molekuloj ĉe la likva interfaco (Tabelo 3).
Tabelo 4 komparas la kompoziton rGO/nZVI kun aliaj adsorbantoj raportitaj en antaŭaj studoj. Estas klare, ke la VGO/nCVI kompozito havas altan adsorban kapaciton kaj povas esti promesplena materialo por la forigo de DC-antibiotikoj el akvo. Krome, la adsorbado de rGO/nZVI kompozitoj estas rapida procezo kun ekvilibriga tempo de 60 minutoj. La bonegaj adsorbaj ecoj de la rGO/nZVI kompozitoj povas esti klarigitaj per la sinergia efiko de rGO kaj nZVI.
Figuroj 10A, B ilustras la racian mekanismon por la forigo de DC-antibiotikoj per la kompleksoj rGO/nZVI kaj nZVI. Laŭ la rezultoj de eksperimentoj pri la efiko de pH sur la efikeco de DC-adsorbado, kun pliiĝo de pH de 3 al 7, DC-adsorbado sur la rGO/nZVI-kompozito ne estis kontrolita per elektrostatikaj interagoj, ĉar ĝi agis kiel kunzvitiono; tial, ŝanĝo en la pH-valoro ne influis la adsorban procezon. Poste, la adsorba mekanismo povas esti kontrolita per ne-elektrostatikaj interagoj kiel hidrogena ligado, hidrofobaj efikoj kaj π-π-stakigaj interagoj inter la rGO/nZVI-kompozito kaj DC66. Estas bone konate, ke la mekanismo de aromaj adsorbatoj sur la surfacoj de tavoligita grafeno estis klarigita per π-π-stakigaj interagoj kiel la ĉefa mova forto. La kompozito estas tavoligita materialo simila al grafeno kun sorba maksimumo je 233 nm pro la π-π*-transiro. Surbaze de la ĉeesto de kvar aromaj ringoj en la molekula strukturo de la DC-adsorbato, ni hipotezis, ke ekzistas mekanismo de π-π-stakiga interago inter la aroma DC (π-elektrona akceptanto) kaj la regiono riĉa je π-elektronoj sur la RGO-surfaco. /nZVI-kompozitoj. Krome, kiel montrite en fig. 10B, FTIR-studoj estis faritaj por studi la molekulan interagadon de rGO/nZVI-kompozitoj kun DC, kaj la FTIR-spektroj de rGO/nZVI-kompozitoj post DC-adsorbo estas montritaj en Figuro 10B. 10b. Nova pinto estas observata je 2111 cm-1, kiu korespondas al la kadra vibrado de la C=C-ligo, kiu indikas la ĉeeston de la respondaj organikaj funkciaj grupoj sur la surfaco de 67rGO/nZVI. Aliaj pintoj ŝoviĝas de 1561 al 1548 cm⁻¹ kaj de 1399 al 1360 cm⁻¹, kio ankaŭ konfirmas, ke π-π-interagoj ludas gravan rolon en la adsorbado de grafeno kaj organikaj poluaĵoj68,69. Post kontinukurenta adsorbado, la intenseco de iuj oksigen-entenantaj grupoj, kiel ekzemple OH, malpliiĝis al 3270 cm⁻¹, kio sugestas, ke hidrogena ligado estas unu el la adsorbaj mekanismoj. Tiel, surbaze de la rezultoj, kontinukurenta adsorbado sur la rGO/nZVI-kompozito okazas ĉefe pro π-π-stakigaj interagoj kaj hidrogenaj ligoj.
Racia mekanismo de adsorbado de dendritaj antibiotikoj per rGO/nZVI kaj nZVI-kompleksoj (A). FTIR-adsorbaj spektroj de dendritaj ĉeloj sur rGO/nZVI kaj nZVI (B).
La intenseco de la absorbaj bendoj de nZVI je 3244, 1615, 1546, kaj 1011 cm–1 pliiĝis post dendrita elektrono (DC) adsorbo sur nZVI (Fig. 10B) kompare kun nZVI, kio devus esti rilatita al la interago kun eblaj funkciaj grupoj de la karboksilacidaj O-grupoj en DC. Tamen, ĉi tiu pli malalta procento de transdono en ĉiuj observitaj bendoj indikas neniun signifan ŝanĝon en la adsorba efikeco de la fitosinteza adsorbanto (nZVI) kompare kun nZVI antaŭ la adsorba procezo. Laŭ iuj esploroj pri DC-forigo kun nZVI71, kiam nZVI reagas kun H2O, elektronoj estas liberigitaj kaj poste H+ estas uzata por produkti tre redukteblan aktivan hidrogenon. Fine, iuj katjonaj kombinaĵoj akceptas elektronojn de aktiva hidrogeno, rezultante en -C=N kaj -C=C-, kio estas atribuita al la disiĝo de la benzena ringo.
Afiŝtempo: 14-a de novembro 2022