Eskerrik asko Nature.com bisitatzeagatik. Erabiltzen ari zaren arakatzailearen bertsioak CSS laguntza mugatua du. Esperientzia onena lortzeko, arakatzaile eguneratua erabiltzea gomendatzen dizugu (edo Internet Explorer-en bateragarritasun modua desgaitzea). Bitartean, laguntza jarraitua bermatzeko, gunea estilo eta JavaScript gabe errendatuko dugu.
Lan honetan, rGO/nZVI konpositeak lehen aldiz sintetizatu ziren prozedura sinple eta ingurumena errespetatzen duen bat erabiliz, Sophora hosto horixkaren erauzkin bat erreduzitzaile eta egonkortzaile gisa erabiliz, "kimika berdearen" printzipioak betetzeko, hala nola sintesi kimiko kaltegarri gutxiago. Hainbat tresna erabili dira konpositeen sintesi arrakastatsua balioztatzeko, hala nola SEM, EDX, XPS, XRD, FTIR eta zeta potentziala, eta horrek konpositeen fabrikazio arrakastatsua adierazten du. Konposite berrien eta nZVI puruaren kentzeko gaitasuna doxiziklina antibiotikoaren hasierako kontzentrazio desberdinetan alderatu zen rGO eta nZVI arteko efektu sinergikoa ikertzeko. 25 mg L-1, 25 °C eta 0,05 g kentzeko baldintzetan, nZVI puruaren xurgapen-kentze tasa % 90ekoa izan zen, eta doxiziklinaren xurgapen-kentze tasa rGO/nZVI konpositeak % 94,6ra iritsi zen, eta horrek baieztatzen du nZVI eta rGO... Adsorzio-prozesua pseudo-bigarren ordenakoa da eta Freundlich-en ereduarekin bat dator, 31,61 mg g-1-ko adsorzio-ahalmen maximoa izanik 25 °C-tan eta pH 7-an. DC kentzeko mekanismo arrazoizko bat proposatu da. Horrez gain, rGO/nZVI konpositearen berrerabilgarritasuna % 60koa izan zen sei birsorkuntza-ziklo jarraian egin ondoren.
Ur eskasia eta kutsadura mehatxu larria dira orain herrialde guztientzat. Azken urteotan, uraren kutsadura, batez ere antibiotikoen kutsadura, areagotu egin da COVID-19 pandemiaren garaian ekoizpena eta kontsumoa handitu direlako1,2,3. Beraz, hondakin-uretatik antibiotikoak ezabatzeko teknologia eraginkor bat garatzea premiazko zeregina da.
Tetraziklina taldeko antibiotiko erdisintetiko erresistenteetako bat doxiziklina (DC)4,5 da. Jakinarazi da lurpeko eta gainazaleko uretan dauden DC hondarrak ezin direla metabolizatu, %20-50 baino ez direla metabolizatzen eta gainerakoa ingurumenera isurtzen dela, ingurumen- eta osasun-arazo larriak sortuz6.
DC maila baxuetan esposizioak uretako mikroorganismo fotosintetikoak hil ditzake, bakterio antimikrobianoen hedapena mehatxatu eta erresistentzia antimikrobianoa handitu, beraz, kutsatzaile hau hondakin-uretatik kendu behar da. DCren uretan degradazio naturala oso prozesu motela da. Fotolisia, biodegradazioa eta adsorzioa bezalako prozesu fisiko-kimikoak kontzentrazio baxuetan eta tasa oso baxuetan bakarrik degrada daitezke7,8. Hala ere, metodo ekonomikoena, sinpleena, ingurumena errespetatzen duena, erabiltzeko errazena eta eraginkorrena adsorzioa da9,10.
Nano balentzia zeroko burdina (nZVI) material oso indartsua da, uretatik antibiotiko asko kentzeko gai dena, besteak beste, metronidazola, diazepama, ziprofloxazina, kloranfenikola eta tetraziklina. Gaitasun hori nZVI-k dituen propietate harrigarriei zor zaie, hala nola erreaktibotasun handia, azalera handia eta kanpoko lotura-gune ugari11. Hala ere, nZVI-k joera du ur-inguruneetan agregatzeko van der Wells indarren eta propietate magnetiko handien ondorioz, eta horrek kutsatzaileak kentzeko duen eraginkortasuna murrizten du, nZVI-ren erreaktibotasuna inhibitzen duten oxido geruzak eratzeagatik10,12. nZVI partikulen aglomerazioa murriztu daiteke haien gainazalak gainazal-aktiboekin eta polimeroekin aldatuz edo beste nanomaterial batzuekin konbinatuz konposite moduan, eta hori bideragarria dela frogatu da haien egonkortasuna ingurumenean hobetzeko13,14.
Grafenoa bi dimentsioko karbono nanomaterial bat da, sp2-hibridatutako karbono atomoz osatua, ezti-orratz sare batean antolatuta. Azalera handia, erresistentzia mekaniko nabarmena, jarduera elektrokatalitiko bikaina, eroankortasun termiko handia, elektroi-mugikortasun azkarra eta nanopartikula ez-organikoak bere gainazalean eusteko euskarri-material egokia du. Nanopartikula metalikoen eta grafenoaren konbinazioak material bakoitzaren banakako onurak askoz gainditu ditzake eta, bere propietate fisiko eta kimiko hobeak direla eta, nanopartikulen banaketa optimoa eskaintzen du uraren tratamendu eraginkorragoa lortzeko15.
Landare-estraktuak dira grafeno oxido erreduzituaren (rGO) eta nZVI sintesian erabili ohi diren agente kimiko erreduzitzaile kaltegarrien alternatiba onena, eskuragarri daudelako, merkeak direlako, urrats bakarrekoak direlako, ingurumenerako seguruak direlako eta agente erreduzitzaile gisa erabil daitezkeelako. Flavonoideek eta konposatu fenolikoek bezala, egonkortzaile gisa ere jokatzen dute. Hori dela eta, Atriplex halimus L. hosto-estraktua erabili zen ikerketa honetan rGO/nZVI konpositeen sintesian konpontzeko eta ixteko agente gisa. Amaranthaceae familiako Atriplex halimus nitrogenoa maite duen zuhaixka iraunkorra da, hedadura geografiko zabala duena16.
Eskuragarri dagoen literaturaren arabera, Atriplex halimus (A. halimus) lehen aldiz erabili zen rGO/nZVI konpositeak egiteko sintesi-metodo ekonomiko eta ingurumena errespetatzen duen gisa. Beraz, lan honen helburua lau zatitan banatuta dago: (1) rGO/nZVI eta nZVI konpositeen fitosintesia A. halimus ur-hostoen erauzkin erabiliz, (2) fitosintetizatutako konpositeen karakterizazioa hainbat metodo erabiliz haien fabrikazio arrakastatsua berresteko, (3) rGO eta nZVI-ren efektu sinergikoa aztertzea doxiziklina antibiotikoen kutsatzaile organikoen adsorzioan eta kentzean erreakzio-parametro desberdinetan, adsorzio-prozesuaren baldintzak optimizatzea, (3) material konposatuak ikertzea prozesatzeko zikloaren ondoren hainbat tratamendu jarraitutan.
Doxiziklina hidrokloruroa (DC, MM = 480.90, formula kimikoa C22H24N2O·HCl, % 98), burdin kloruro hexahidratoa (FeCl3.6H2O, % 97), grafito hautsa Sigma-Aldrich-etik (AEB) erosi zen. Sodio hidroxidoa (NaOH, % 97), etanola (C2H5OH, % 99.9) eta azido klorhidrikoa (HCl, % 37) Merck-etik (AEB) erosi ziren. NaCl, KCl, CaCl2, MnCl2 eta MgCl2 Tianjin Comio Chemical Reagent Co., Ltd.-tik erosi ziren. Erreaktibo guztiak purutasun analitiko handikoak dira. Ura bikoitz destilatua erabili zen ur-disoluzio guztiak prestatzeko.
A. halimus-en ale adierazgarriak bildu dira Nilo ibaiaren deltan eta Egiptoko Mediterraneoko kostaldeko lurretan duten habitat naturaletik. Landare-materiala estatuko eta nazioarteko jarraibide aplikagarrien arabera bildu zen17. Manal Fawzi irakasleak landare-aleak identifikatu ditu Boulos18-ren arabera, eta Alexandriako Unibertsitateko Ingurumen Zientzien Sailak baimentzen du aztertutako landare-espezieen bilketa helburu zientifikoetarako. Lagin-txartelak Tanta Unibertsitateko Herbarioan (TANE) daude, 14 122–14 127 txartelak, gordailatutako materialetarako sarbidea ematen duen herbario publiko batean. Gainera, hautsa edo zikinkeria kentzeko, landarearen hostoak zati txikitan moztu, 3 aldiz garbitu txorrotarekin eta ur destilatuarekin, eta gero lehortu 50 °C-tan. Landarea xehatu egin zen, hauts finaren 5 g 100 ml ur destilatutan murgildu eta 70 °C-tan irabiatu zen 20 minutuz erauzketa bat lortzeko. Lortutako Bacillus nicotianae-ren erauzketa Whatman iragazki-paperaren bidez iragazi eta hodi garbi eta esterilizatuetan gorde zen 4 °C-tan, gero erabiltzeko.
1. irudian erakusten den bezala, GO grafito hautsetik egin zen Hummers metodo aldatuaren bidez. 10 mg GO hauts 50 ml ur desionizatutan barreiatu ziren 30 minutuz sonikazioan, eta ondoren 0,9 g FeCl3 eta 2,9 g NaAc nahastu ziren 60 minutuz. 20 ml atriplex hosto-estraktu gehitu zitzaion irabiatutako disoluzioari irabiatuz eta 80 °C-tan utzi zen 8 orduz. Sortutako esekidura beltza iragazi egin zen. Prestatutako nanokonpositeak etanolarekin eta ur bidestilatuarekin garbitu ziren eta ondoren hutseko labe batean lehortu ziren 50 °C-tan 12 orduz.
rGO/nZVI eta nZVI konplexuen sintesi berdearen eta DC antibiotikoen kentzearen eskema eta argazki digitalak ur kutsatuetatik Atriplex halimus extract erabiliz.
Laburbilduz, 1. irudian erakusten den bezala, 0,05 M Fe3+ ioiak dituen burdin kloruro disoluzio baten 10 ml tantaka gehitu zitzaizkion 20 ml hosto mingots-estraktu disoluzio bati 60 minutuz, berotze eta irabiatze moderatuarekin, eta ondoren disoluzioa 14.000 rpm-tan zentrifugatu zen (Hermle, 15.000 rpm) 15 minutuz partikula beltzak lortzeko, eta hauek 3 aldiz garbitu ziren etanolarekin eta ur destilatuarekin eta ondoren hutseko labe batean lehortu ziren 60 °C-tan gau osoan.
Landareetan sintetizatutako rGO/nZVI eta nZVI konpositeak UV-ikusgai espektroskopia bidez karakterizatu ziren (T70/T80 serieko UV/Vis espektrofotometroak, PG Instruments Ltd, Erresuma Batua), 200-800 nm-ko eskaneatze-tartean. rGO/nZVI eta nZVI konpositeen topografia eta tamaina-banaketa aztertzeko, TEM espektroskopia erabili zen (JOEL, JEM-2100F, Japonia, 200 kV-ko azelerazio-tentsioa). Berreskuratze eta egonkortze prozesuan erantzule diren landare-estraktuetan parte har dezaketen talde funtzionalak ebaluatzeko, FT-IR espektroskopia egin zen (JASCO espektrometroa, 4000-600 cm-1 tartean). Horrez gain, zeta potentzial analizatzaile bat (Zetasizer Nano ZS Malvern) erabili zen sintetizatutako nanomaterialen gainazaleko karga aztertzeko. Nanomaterial hautsen X izpien difrakzio neurketetarako, X izpien difraktometro bat (X'PERT PRO, Herbehereak) erabili zen, 20° eta 80° arteko 2θ tarteko korrontearekin (40 mA), tentsioarekin (45 kV) eta CuKa1 erradiazioarekin (\(\lambda =\ ) 1.54056 Ao). Energia dispertsiboko X izpien espektrometroak (EDX) (JEOL JSM-IT100 modeloa) elementuen konposizioa aztertzeaz arduratu zen -10 eta 1350 eV arteko Al K-α X izpi monokromatikoak XPS-n biltzean, 400 μm-ko puntu-tamainako K-ALPHA (Thermo Fisher Scientific, AEB). Espektro osoaren transmisio-energia 200 eV da eta espektro estuarena 50 eV. Hauts-lagina lagin-euskarri batean jartzen da, eta hau huts-ganbera batean jartzen da. Lotura-energia zehazteko, C 1 s espektroa erabili zen erreferentzia gisa 284.58 eV-tan.
Sintetizatutako rGO/nZVI nanokonpositeen eraginkortasuna probatzeko adsorzio-esperimentuak egin ziren doxiziklina (DC) ur-disoluzioetatik kentzeko. Adsorzio-esperimentuak 25 ml-ko Erlenmeyer matrazeetan egin ziren, 200 rpm-ko astintze-abiaduran, astintzaile orbitalean (Stuart, Orbital Shaker/SSL1) 298 K-tan. DC stock disoluzioa (1000 ppm) ur bidestilatuarekin diluituz. rGO/nSVI dosiak adsorzio-eraginkortasunean duen eragina ebaluatzeko, pisu desberdineko nanokonpositeak (0,01–0,07 g) gehitu zitzaizkion 20 ml DC disoluziori. Zinetika eta adsorzio-isotermak aztertzeko, 0,05 g adsorbente CDren ur-disoluzio batean murgildu zen hasierako kontzentrazioa zuen (25–100 mg L–1). DC-aren kentzean pH-ak duen eragina aztertu zen pH-an (3–11) eta hasierako 50 mg L-1 kontzentrazio batean 25 °C-tan. Sistemaren pH-a doitu HCl edo NaOH disoluzio kantitate txiki bat gehituz (Crison pH neurgailua, pH neurgailua, pH 25). Horrez gain, erreakzio-tenperaturak 25-55 °C-ko adsorzio-esperimentuetan duen eragina ikertu zen. Indar ionikoak adsorzio-prozesuan duen eragina aztertu zen NaCl-ren hainbat kontzentrazio gehituz (0,01–4 mol L–1) hasierako DC-aren kontzentrazioan 50 mg L–1, pH 3 eta 7), 25 °C-tan eta 0,05 g-ko adsorbatzaile-dosian. DC ez-adsorbatuaren adsorzioa UV-Vis espektrofotometro bikoitz bat erabiliz neurtu zen (T70/T80 seriea, PG Instruments Ltd, Erresuma Batua), 1,0 cm-ko ibilbide-luzera zuten kuartzozko kubetekin hornituta, 270 eta 350 nm-ko uhin-luzera maximoetan (λmax). DC antibiotikoen ezabatze-ehunekoa (R%; 1. ekuazioa) eta DCren adsorzio-kantitatea, qt, 2. ekuazioa (mg/g) ekuazio hau erabiliz neurtu ziren.
non %R DC kentzeko ahalmena (%) den, Co hasierako DC kontzentrazioa 0 unean, eta C DC kontzentrazioa t unean, hurrenez hurren (mg L-1).
non qe adsorbatzailearen masa-unitate bakoitzeko adsorbatutako DC kantitatea den (mg g-1), Co eta Ce zero denboran eta orekan dauden kontzentrazioak diren, hurrenez hurren (mg l-1), V disoluzioaren bolumena (l) da, eta m adsorzio-masaren erreaktiboa (g).
SEM irudiek (2A-C irudiak) rGO/nZVI konpositearen morfologia lamelarra erakusten dute, burdin nanopartikula esferikoak gainazalean uniformeki sakabanatuta dituela, nZVI NP-ak rGO gainazalera behar bezala atxiki direla adieraziz. Gainera, zimur batzuk daude rGO hostoan, oxigenoa duten taldeak kentzea eta A. halimus GO leheneratzea aldi berean direla baieztatuz. Zimur handi hauek burdin NP-en karga aktiborako gune gisa jokatzen dute. nZVI irudiek (2D-F irudiak) erakutsi zuten burdin NP esferikoak oso sakabanatuta zeudela eta ez zirela agregatzen, landare-estraktuaren osagai botanikoen estaldura-izaeragatik. Partikula-tamaina 15-26 nm-ren artean aldatzen zen. Hala ere, eskualde batzuek morfologia mesoporotsua dute, hantura eta barrunbeen egitura batekin, eta horrek nZVI-aren adsorzio-ahalmen eraginkor handia eman dezake, nZVI-aren gainazalean DC molekulak harrapatzeko aukera handitu baitezakete. Rosa Damasko erauzkia nZVI-aren sintesirako erabili zenean, lortutako NP-ak ez ziren homogeneoak, hutsuneekin eta forma desberdinekin, eta horrek Cr(VI) adsorzioan duten eraginkortasuna murriztu eta erreakzio-denbora handitu zuen 23. Emaitzak haritz eta masusta hostoetatik sintetizatutako nZVI-arekin bat datoz, eta hauek batez ere nanopartikula esferikoak dira, hainbat nanometroko tamainakoak, aglomerazio nabarmenik gabe.
rGO/nZVI (AC), nZVI (D, E) konpositeen SEM irudiak eta nZVI/rGO (G) eta nZVI (H) konpositeen EDX patroiak.
Landare-sintetizatutako rGO/nZVI eta nZVI konpositeen osaera elementala EDX erabiliz aztertu zen (2G, H irudia). Ikerketek erakusten dute nZVI karbonoz (masaren % 38,29), oxigenoz (masaren % 47,41) eta burdinaz (masaren % 11,84) osatuta dagoela, baina beste elementu batzuk ere badaude, hala nola fosforoa24, landare-estraktuetatik lor daitezkeenak. Gainera, karbono eta oxigeno ehuneko handia landare-estraktuetatik datozen fitokimikoen presentziaren ondoriozkoa da, lurpeko nZVI laginetan. Elementu hauek uniformeki banatzen dira rGO-n, baina proportzio desberdinetan: C (pisuan % 39,16), O (pisuan % 46,98) eta Fe (pisuan % 10,99). EDX rGO/nZVI-k beste elementu batzuen presentzia ere erakusten du, hala nola S, landare-estraktuekin lotu daitezkeenak. A. halimus erabiliz egindako rGO/nZVI konposatuaren egungo C:O erlazioa eta burdin edukia eukalipto hosto-estraktua erabiltzea baino askoz hobea da, C (% 23,44 pisu), O (% 68,29 pisu) eta Fe (% 8,27 pisu) konposizioa karakterizatzen baitu 25. Nataša et al.-ek, 2022, haritz eta masusta hostoetatik sintetizatutako nZVI-ren antzeko elementu-konposizioa jakinarazi zuten eta hosto-estraktuan dauden polifenol taldeak eta beste molekula batzuk direla erredukzio-prozesuaren erantzule baieztatu zuten.
Landareetan sintetizatutako nZVI-aren morfologia (S2A eta B irudiak) esferikoa eta partzialki irregularra zen, 23,09 ± 3,54 nm-ko batez besteko partikula-tamainarekin, baina kate-agregazioak ikusi ziren van der Waals indarren eta ferromagnetismoaren ondorioz. Partikula-forma pikortsu eta esferiko hau SEM emaitzekin bat dator. Antzeko behaketa bat aurkitu zuten Abdelfatah et al.-ek 2021ean, rizino-babarrun hosto-estraktua nZVI11-ren sintesian erabili zenean. nZVI-an erreduzitzaile gisa erabiltzen diren Ruelas tuberosa hosto-estraktuaren NP-ek ere forma esferikoa dute, 20 eta 40 nm26 arteko diametroarekin.
rGO/nZVI konposite hibridoaren TEM irudiek (S2C-D irudiak) erakutsi zuten rGO plano basal bat dela, tolestura eta zimur marjinalekin, nZVI NP-entzako karga-gune anitz eskainiz; morfologia lamelar honek ere baieztatzen du rGO-ren fabrikazio arrakastatsua. Gainera, nZVI NP-ek forma esferikoa dute, 5,32 eta 27 nm arteko partikula-tamainekin, eta rGO geruzan txertatuta daude ia dispertsio uniforme batekin. Eukalipto hosto-estraktua erabili zen Fe NP/rGO sintetizatzeko; TEM emaitzek ere baieztatu zuten rGO geruzan zimurrek Fe NP-en dispertsioa Fe NP puruek baino gehiago hobetu zutela eta konpositeen erreaktibotasuna handitu zutela. Antzeko emaitzak lortu zituzten Bagheri et al.-ek 28 konpositea ultrasoinu-teknikak erabiliz fabrikatu zenean, 17,70 nm inguruko burdinazko nanopartikula-tamainarekin.
A. halimus, nZVI, GO, rGO eta rGO/nZVI konpositeen FTIR espektroak 3A irudian ageri dira. A. halimus-en hostoetan gainazaleko talde funtzionalen presentzia 3336 cm-1-tan agertzen da, polifenolei dagokiena, eta 1244 cm-1-tan, proteinak sortutako karbonilo taldeei dagokiena. Beste talde batzuk ere ikusi dira, hala nola alkanoak 2918 cm-1-tan, alkenoak 1647 cm-1-tan eta CO-O-CO luzapenak 1030 cm-1-tan, zigilatzaile gisa jokatzen duten eta Fe2+-tik Fe0-ra eta GO-tik rGO29-ra berreskuratzeaz arduratzen diren landare-osagaiak daudela iradokiz. Oro har, nZVI espektroek azukre mingotsen xurgapen-piko berdinak erakusten dituzte, baina posizio apur bat aldatuta. Banda bizi bat agertzen da 3244 cm-1-tan OH luzatze bibrazioekin lotuta (fenolak), 1615ean gailurra C=C-ri dagokio, eta 1546 eta 1011 cm-1-tan bandak C=O-ren luzapenagatik sortzen dira (polifenolak eta flavonoideak), amina aromatikoen CN taldeak eta amina alifatikoek ere ikusi ziren 1310 cm-1 eta 1190 cm-1-tan, hurrenez hurren13. GO-ren FTIR espektroak intentsitate handiko oxigenoa duten talde askoren presentzia erakusten du, besteak beste, alkoxi (CO) luzatze banda 1041 cm-1-tan, epoxi (CO) luzatze banda 1291 cm-1-tan, C=O luzapena. C=C luzatze bibrazioen banda bat agertu zen 1619 cm-1-tan, beste bat 1708 cm-1-tan eta OH taldeen luzatze bibrazioen banda zabal bat 3384 cm-1-tan, eta hori berresten du hobetutako Hummers metodoak, zeinak grafito prozesua arrakastaz oxidatzen duen. rGO eta rGO/nZVI konpositeak GO espektroekin alderatzean, oxigenoa duten talde batzuen intentsitatea, hala nola OH 3270 cm-1-tan, nabarmen murrizten da, eta beste batzuk, hala nola C=O 1729 cm-1-tan, guztiz murrizten dira. 3270 cm-1-tan oxigenoa duten talde funtzionalak GO-n kentzen arrakastaz adieraziz. rGO-ren gailur zorrotz berriak ikusten dira C=C tentsioan 1560 eta 1405 cm-1 inguruan, eta horrek baieztatzen du GO-ren rGO-rako murrizketa. 1043tik 1015 cm-1-ra eta 982tik 918 cm-1-ra bitarteko aldaketak ikusi ziren, agian landare-materiala sartzeagatik31,32. Weng et al.-ek, 2018an, GO-n oxigenatutako talde funtzionalen ahultze nabarmena ere ikusi zuten, bioerredukzio bidez rGO-ren eraketa arrakastatsua baieztatuz, eukalipto hosto-estraktuek, burdin grafeno oxido konposite erreduzituak sintetizatzeko erabili zirenek, landare-osagaien talde funtzionalen FTIR espektro hurbilagoak erakutsi baitzituzten.33.
A. Galioaren, nZVIren, rGOren, GOren eta rGO/nZVI konpositearen FTIR espektroa (A). Erradiografia bidezko rGO, GO, nZVI eta rGO/nZVI konpositeen espektroa (B).
rGO/nZVI eta nZVI konpositeen eraketa X izpien difrakzio-ereduek neurri handi batean baieztatu zuten (3B irudia). Intentsitate handiko Fe0 gailur bat ikusi zen 2Ɵ 44,5°-tan, (110) indizeari dagokiona (JCPDS zk. 06–0696)11. (311) planoaren 35,1°-tan dagoen beste gailur bat Fe3O4 magnetitari egozten zaio, 63,2°-tan (440) planoaren Miller indizearekin lotuta egon daiteke ϒ-FeOOH-ren presentzia dela eta (JCPDS zk. 17-0536)34. GO-ren X izpien ereduak gailur zorrotz bat erakusten du 2Ɵ 10,3°-tan eta beste gailur bat 21,1°-tan, grafitoaren esfoliazio osoa adieraziz eta GO35-ren gainazalean oxigenoa duten taldeen presentzia nabarmenduz. rGO eta rGO/nZVI konpositeen ereduek GO gailur bereizgarrien desagerpena eta rGO gailur zabalen eraketa erregistratu zituzten 2Ɵ 22,17 eta 24,7°-tan rGO eta rGO/nZVI konpositeentzat, hurrenez hurren, eta horrek landare-estraktuen bidez GO berreskuratzeko arrakasta berretsi zuen. Hala ere, rGO/nZVI konposite ereduan, Fe0 (110) eta bcc Fe0 (200) sare-planoarekin lotutako gailur gehigarriak ikusi ziren 44,9\(^\circ\) eta 65,22\(^\circ\)-tan, hurrenez hurren.
Zeta potentziala partikula baten gainazalean itsatsitako geruza ioniko baten eta ur-disoluzio baten arteko potentziala da, material baten propietate elektrostatikoak zehazten dituena eta haren egonkortasuna neurtzen duena37. Landare-sintetizazioko nZVI, GO eta rGO/nZVI konpositeen zeta potentzialaren analisiak erakutsi zuen haien egonkortasuna -20,8, -22 eta -27,4 mV-ko karga negatiboen presentziagatik, hurrenez hurren, haien gainazalean, S1A-C irudian erakusten den bezala. Emaitza horiek bat datoz hainbat txostenekin, zeinek aipatzen duten -25 mV-tik beherako zeta potentzial balioak dituzten partikulak dituzten disoluzioek, oro har, egonkortasun maila handia erakusten dutela partikula hauen arteko aldarapen elektrostatikoa dela eta. rGO eta nZVIren konbinazioak konpositeak karga negatibo gehiago eskuratzea ahalbidetzen du eta, beraz, GO edo nZVI bakarrik baino egonkortasun handiagoa du. Beraz, aldarapen elektrostatikoaren fenomenoak rGO/nZVI39 konposite egonkorrak eratzea ekarriko du. GOren gainazal negatiboak ur-ingurune batean uniformeki sakabanatzea ahalbidetzen du, aglomeraziorik gabe, eta horrek nZVIrekin elkarreragiteko baldintza onuragarriak sortzen ditu. Karga negatiboa meloi mingotsaren erauzkinaren funtzionalitate-talde desberdinen presentziarekin lotuta egon daiteke, eta horrek GO eta burdinaren aitzindarien eta landare-erazkinaren arteko elkarrekintza ere baieztatzen du, hurrenez hurren rGO eta nZVI eratzeko, eta rGO/nZVI konplexua. Landare-konposatu hauek estalki-agente gisa ere jardun dezakete, sortzen diren nanopartikulen agregazioa eragozten baitute eta, horrela, haien egonkortasuna handitzen baitute40.
nZVI eta rGO/nZVI konpositeen elementuen osaera eta balentzia egoerak XPS bidez zehaztu ziren (4. irudia). XPS azterketa orokorrak erakutsi zuen rGO/nZVI konpositea batez ere C, O eta Fe elementuez osatuta dagoela, EDS mapaketarekin bat etorriz (4F-H irudiak). C1s espektroak hiru gailur ditu, 284,59 eV, 286,21 eV eta 288,21 eV-tan, CC, CO eta C=O irudikatuz, hurrenez hurren. O1s espektroa hiru gailurtan banatu zen, 531,17 eV, 532,97 eV eta 535,45 eV barne, O=CO, CO eta NO taldeei esleitutakoak, hurrenez hurren. Hala ere, 710,43, 714,57 eta 724,79 eV-ko gailurrak Fe2p3/2, Fe+3 eta Fep1/2-ri dagozkie, hurrenez hurren. nZVI-ren XPS espektroek (4C-E irudiak) C, O eta Fe elementuen gailurrak erakutsi zituzten. 284,77, 286,25 eta 287,62 eV-ko gailurrek burdin-karbono aleazioen presentzia baieztatzen dute, CC, C-OH eta CO-ri dagozkielako, hurrenez hurren. O1s espektroak hiru gailurri eman zizkien: C–O/burdin karbonatoa (531,19 eV), hidroxilo erradikala (532,4 eV) eta O–C=O (533,47 eV). 719,6-ko gailurra Fe0-ri egozten zaio, FeOOH-k, berriz, 717,3 eta 723,7 eV-ko gailurrak erakusten dituen bitartean; gainera, 725,8 eV-ko gailurrak Fe2O342,43-ren presentzia adierazten du.
nZVI eta rGO/nZVI konpositeen XPS azterketak, hurrenez hurren (A, B). nZVI C1s (C), Fe2p (D) eta O1s (E) eta rGO/nZVI C1s (F), Fe2p (G) eta O1s (H) konpositeen espektro osoak.
N2 adsorzio/desorzio isotermak (5A, B irudiak) erakusten du nZVI eta rGO/nZVI konpositeak II motakoak direla. Gainera, nZVI-ren azalera espezifikoa (SBET) 47,4549tik 152,52 m2/g-ra igo da rGO-rekin itsutu ondoren. Emaitza hau azal daiteke nZVI-ren propietate magnetikoen gutxitzearekin rGO itsutu ondoren, horrela partikulen agregazioa murriztuz eta konpositeen azalera handituz. Gainera, 5C irudian erakusten den bezala, rGO/nZVI konpositearen poro-bolumena (8,94 nm) jatorrizko nZVI-rena (2,873 nm) baino handiagoa da. Emaitza hau El-Monaem et al.-ekin bat dator 45.
rGO/nZVI konpositeen eta jatorrizko nZVIaren arteko DC kentzeko adsorzio-ahalmena ebaluatzeko, hasierako kontzentrazioaren igoeraren arabera, konparaketa bat egin zen adsorbente bakoitzaren dosi konstante bat (0,05 g) DCri gehituz hasierako kontzentrazio desberdinetan. Aztertutako disoluzioa [25]. –100 mg l–1] 25 °C-tan. Emaitzek erakutsi zuten rGO/nZVI konpositearen kentze-eraginkortasuna (% 94,6) jatorrizko nZVIarena (% 90) baino handiagoa zela kontzentrazio txikiago batean (25 mg L-1). Hala ere, hasierako kontzentrazioa 100 mg L-1-ra igo zenean, rGO/nZVI eta nZVI parentalaren kentze-eraginkortasuna % 70era eta % 65era jaitsi zen, hurrenez hurren (6A irudia), eta hori gune aktibo gutxiagoren eta nZVI partikulen degradazioaren ondorioz izan daiteke. Aitzitik, rGO/nZVI-k DC kentzeko eraginkortasun handiagoa erakutsi zuen, eta hori rGO eta nZVI-ren arteko efektu sinergiko baten ondorioz izan daiteke, non adsorziorako eskuragarri dauden gune aktibo egonkorrak askoz handiagoak diren, eta rGO/nZVI-ren kasuan, DC gehiago adsorbatu daiteke nZVI osorik baino. Gainera, 6B irudian ikusten da rGO/nZVI eta nZVI konpositeen adsorzio-ahalmena 9,4 mg/g-tik 30 mg/g-ra eta 9 mg/g-ra igo zela, hurrenez hurren, hasierako kontzentrazioa 25-100 mg/L-1,1-tik 28,73 mg g-1-ra igo zelarik. Beraz, DC kentzeko tasa negatiboki korrelazionatuta zegoen hasierako DC kontzentrazioarekin, eta hori adsorbatzaile bakoitzak disoluzioan DC adsorziorako eta kentzeko onartzen zituen erreakzio-zentro kopuru mugatuagatik izan zen. Beraz, emaitza hauetatik ondoriozta daiteke rGO/nZVI konpositeek adsorzio eta murrizketa eraginkortasun handiagoa dutela, eta rGO/nZVI-ren konposizioko rGO adsorbente eta euskarri material gisa erabil daitekeela.
rGO/nZVI eta nZVI konpositearen ezabatze-eraginkortasuna eta DC adsorzio-ahalmena hauek izan ziren (A, B) [Co = 25 mg l-1–100 mg l-1, T = 25 °C, dosia = 0,05 g], pH-a rGO/nZVI konpositeen adsorzio-ahalmenaren eta DC kentze-eraginkortasunaren arabera (C) [Co = 50 mg L–1, pH = 3–11, T = 25 °C, dosia = 0,05 g].
Disoluzioaren pHa faktore kritikoa da adsorzio-prozesuen azterketan, adsorbatzailearen ionizazio-mailan, espeziazioan eta ionizazioan eragiten baitu. Esperimentua 25 °C-tan egin zen, adsorbatzaile-dosi konstante batekin (0,05 g) eta hasierako 50 mg L-1-ko kontzentrazioarekin pH tartean (3–11). Literatura-berrikuspen baten arabera46, DC molekula anfifilikoa da, hainbat talde funtzional ionizagarri dituena (fenolak, amino taldeak, alkoholak) pH maila desberdinetan. Ondorioz, DCren funtzio desberdinak eta rGO/nZVI konposatuaren gainazaleko egitura erlazionatuek elektrostatikoki elkarreragin dezakete eta katioi, zwitterioi eta anioi gisa egon daitezke, DC molekula kationiko gisa (DCH3+) existitzen da pH < 3.3-an, zwitterioi gisa (DCH20) 3.3 < pH < 7.7-an eta anioniko gisa (DCH− edo DC2−) PH 7.7-an. Ondorioz, DCren funtzio desberdinak eta rGO/nZVI konpositearen gainazaleko egitura erlazionatuek elektrostatikoki elkarreragin dezakete eta katioi, zwitterioi eta anioi gisa egon daitezke, DC molekula kationiko gisa (DCH3+) existitzen da pH < 3.3-an, zwitterioi gisa (DCH20) 3.3 < pH < 7.7-an eta anioniko gisa (DCH- edo DC2-) PH 7.7-an. В результате различные функции ДК и связанных с ними структур на поверхности комтазмпозанных взаимодействовать электростатически eta могут существовать в виде катионов, цвитростатически и могут существовать виде катионов, цвитростатически, могут существовать ДК существует виде катиона (DCH3+) при рН < 3,3, цвиттер-ионный (DCH20) 3,3 < pH < 7,7 eta анионный (DCH- или DC2-) при pH 7,7. Ondorioz, DCren hainbat funtzio eta rGO/nZVI konpositearen gainazaleko egitura erlazionatuek elektrostatikoki elkarreragin dezakete eta katioi, zwitterioi eta anioi moduan egon daitezke; DC molekula katioi gisa existitzen da (DCH3+) pH < 3,3-an; ionikoa (DCH20) 3,3 < pH < 7,7-an eta anionikoa (DCH- edo DC2-) pH 7,7-an.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 复合 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 компого/и туности вступать в электростатические взаимодействия eta существовать в виде катионов, цвиттер-ион, цвиттер-ион, существовать молекулы ДК являются катионными (ДЦГ3+) при рН < 3,3. Beraz, rGO/nZVI konpositearen gainazaleko DC-ren hainbat funtzio eta erlazionatutako egiturek elkarrekintza elektrostatikoetan sartu eta katioi, zwitterioi eta anioi moduan existitu daitezke, DC molekulak kationikoak (DCH3+) diren bitartean pH < 3,3-an. Он существует виде цвиттер-иона (DCH20) при 3,3 < pH < 7,7 eta аниона (DCH- или DC2-) при pH 7,7. Zwitterioi gisa (DCH20) existitzen da 3,3 < pH < 7,7-tan eta anioi gisa (DCH- edo DC2-) pH 7,7-tan.pH-a 3tik 7ra igotzean, DCak kentzeko adsorzio-ahalmena eta eraginkortasuna 11,2 mg/g-tik (% 56) 17 mg/g-ra (% 85) igo ziren (6C irudia). Hala ere, pH-a 9ra eta 11ra igotzean, adsorzio-ahalmena eta kentzeko eraginkortasuna zertxobait jaitsi ziren, 10,6 mg/g-tik (% 53) 6 mg/g-ra (% 30), hurrenez hurren. pH-a 3tik 7ra igotzean, DCak batez ere zwitterioi moduan existitzen ziren, eta horrek ia ez-elektrostatikoki erakartzen edo uxatzen zituen rGO/nZVI konpositeekin, batez ere interakzio elektrostatikoaren bidez. pH-a 8,2tik gora igotzean, adsorbatzailearen gainazala negatiboki kargatu zen, beraz, adsorzio-ahalmena gutxitu eta txikitu egin zen doxiziklina negatiboki kargatuaren eta adsorbatzailearen gainazalaren arteko aldentze elektrostatikoaren ondorioz. Joera honek iradokitzen du rGO/nZVI konpositeetan DC adsorzioa pH-aren menpe dagoela neurri handi batean, eta emaitzek ere adierazten dute rGO/nZVI konpositeak egokiak direla adsorbente gisa baldintza azido eta neutroetan.
DC ur-disoluzio baten adsorzioan tenperaturak duen eragina (25–55 °C-tan aztertu zen. 7A irudiak tenperaturaren igoerak rGO/nZVI-n DC antibiotikoen kentze-eraginkortasunean duen eragina erakusten du, argi dago kentze-ahalmena eta adsorzio-ahalmena % 83,44tik eta % 13,9 mg/g-tik % 47ra eta 7,83 mg/g-ra igo zirela, hurrenez hurren. Jaitsiera esanguratsu hau DC ioien energia termikoaren igoeraren ondorio izan daiteke, eta horrek desortzioa eragiten du47.
Tenperaturaren eragina CDren kentze-eraginkortasunean eta adsorzio-ahalmenean rGO/nZVI konpositeetan (A) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, Dosia = 0,05 g], Adsorbentearen dosia CDren kentze-eraginkortasunean eta adsorzio-eraginkortasunean Hasierako kontzentrazioaren eragina DC kentzearen adsorzio-ahalmenean eta eraginkortasunean rGO/nSVI konpositean (B) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C] (C, D) [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, dosia = 0,05 g].
rGO/nZVI adsorbente konposatuaren dosia 0,01 g-tik 0,07 g-ra handitzeak kentze-eraginkortasunean eta adsorzio-ahalmenean duen eragina 7B irudian ageri da. Adsorbentearen dosia handitzeak adsorzio-ahalmena 33,43 mg/g-tik 6,74 mg/g-ra jaitsi zuen. Hala ere, adsorbentearen dosia 0,01 g-tik 0,07 g-ra handitzen denean, kentze-eraginkortasuna % 66,8tik % 96ra igotzen da, eta, horrenbestez, nanokonpositearen gainazaleko zentro aktiboen kopuruaren igoerarekin lotuta egon daiteke.
Hasierako kontzentrazioak adsorzio-ahalmenean eta kentze-eraginkortasunean duen eragina aztertu zen [25–100 mg L-1, 25°C, pH 7, 0,05 g dosia]. Hasierako kontzentrazioa 25 mg L-1-tik 100 mg L-1-ra igo zenean, rGO/nZVI konposatuaren kentze-ehunekoa % 94,6tik % 65era jaitsi zen (7C irudia), ziurrenik nahi diren gune aktiboen faltagatik. . DC49-ren kontzentrazio handiak adsorbatzen ditu. Bestalde, hasierako kontzentrazioa handitu ahala, adsorzio-ahalmena ere 9,4 mg/g-tik 30 mg/g-ra handitu zen, oreka lortu arte (7D irudia). Erreakzio saihestezin hau bultzada-indarraren igoeraren ondorioz gertatzen da, hasierako DC kontzentrazioa DC ioiaren masa-transferentziaren erresistentzia baino handiagoa izanik rGO/nZVI konposatuaren 50 gainazalera iristeko.
Kontaktu-denboraren eta zinetika-azterketen helburua adsorzioaren oreka-denbora ulertzea da. Lehenik eta behin, kontaktu-denboraren lehen 40 minutuetan adsorbatutako DC kopurua denbora osoan (100 minutu) adsorbatutako kopuru osoaren erdia izan zen gutxi gorabehera. Disoluzioan dauden DC molekulak talka egiten duten bitartean, rGO/nZVI konpositearen gainazalera azkar migratzea eragiten dute, eta horrek adsorzio esanguratsua eragiten du. 40 minutu igaro ondoren, DC adsorzioa pixkanaka eta poliki handitu zen, 60 minutu igaro ondoren oreka lortu arte (7D irudia). Lehenengo 40 minutuetan kantitate arrazoizkoa adsorbatzen denez, talka gutxiago egongo dira DC molekulekin eta gune aktibo gutxiago egongo dira adsorbatu gabeko molekulentzat. Beraz, adsorzio-tasa murriztu daiteke51.
Adsorzio-zinetika hobeto ulertzeko, pseudolehen ordenako (8A irudia), pseudobigarren ordenako (8B irudia) eta Elovich-eko (8C irudia) eredu zinetikoen lerro-diagramak erabili ziren. Azterketa zinetikoetatik lortutako parametroetatik (S1 taula), argi geratzen da pseudobigarren ordena dela adsorzio-zinetika deskribatzeko eredurik onena, non R2 balioa beste bi ereduetan baino altuagoa den ezarrita. Kalkulatutako adsorzio-ahalmenen (qe, cal) artean ere antzekotasuna dago. Pseudobigarren ordenako eta balio esperimentalak (qe, exp.) froga gehiago dira pseudobigarren ordena beste eredu batzuk baino eredu hobea dela. 1. taulan erakusten den bezala, α (hasierako adsorzio-tasa) eta β (desorzio-konstantea) balioek berresten dute adsorzio-tasa desorzio-tasa baino handiagoa dela, eta horrek adierazten du DC-k rGO/nZVI52 konpositean eraginkortasunez adsorbatzeko joera duela.
Bigarren mailako (A), lehenengo mailako (B) eta Elovich-en (C) adsorzio-zinetika linealaren grafikoak [Co = 25–100 mg l–1, pH = 7, T = 25 °C, dosia = 0,05 g].
Adsorzio-isotermen azterketek adsorbatzailearen (RGO/nRVI konposatua) adsorbatzaile baten adsorzio-ahalmena zehazten laguntzen dute adsorbato-kontzentrazio (DC) eta sistemaren tenperatura desberdinetan. Adsorzio-ahalmen maximoa Langmuir isoterma erabiliz kalkulatu zen, eta horrek adierazi zuen adsorzioa homogeneoa zela eta adsorbatzailearen gainazalean adsorbato monokapa baten eraketa barne hartzen zuela, bien arteko interakziorik gabe53. Beste bi isoterma-eredu erabilienak Freundlich eta Temkin ereduak dira. Freundlich eredua ez da adsorzio-ahalmena kalkulatzeko erabiltzen, baina adsorzio-prozesu heterogeneoa ulertzen laguntzen du eta adsorbatzailearen gaineko hutsuneek energia desberdinak dituztela, Temkin ereduak, berriz, adsorzioaren propietate fisiko eta kimikoak ulertzen laguntzen du54.
9A-C irudiek Langmuir, Freindlich eta Temkin ereduen lerro-diagramak erakusten dituzte, hurrenez hurren. Freundlich (9A irudia) eta Langmuir (9B irudia) lerro-diagrametatik kalkulatutako eta 2. taulan aurkeztutako R2 balioek erakusten dute rGO/nZVI konposatuan DC adsortzioak Freundlich (0,996) eta Langmuir (0,988) isoterma ereduak eta Temkin (0,985) jarraitzen dituela. Langmuir isoterma eredua erabiliz kalkulatutako adsortzio-ahalmen maximoa (qmax) 31,61 mg g-1 izan zen. Gainera, kalkulatutako bereizketa-faktore dimentsiogabearen (RL) balioa 0 eta 1 (0,097) artean dago, adsortzio-prozesu faboragarria adieraziz. Bestela, kalkulatutako Freundlich konstanteak (n = 2,756) xurgapen-prozesu honen aldeko lehentasuna adierazten du. Temkin isotermaren eredu linealaren arabera (9C irudia), rGO/nZVI konpositean DCren adsorzioa adsorzio fisiko prozesu bat da, b ˂ 82 kJ mol-1 (0.408)55 baita. Adsorzio fisikoa normalean van der Waals indar ahulek eragiten duten arren, rGO/nZVI konpositeetan korronte zuzeneko adsorzioak adsorzio energia baxuak behar ditu [56, 57].
Freundlich (A), Langmuir (B) eta Temkin (C) adsorzio linealaren isotermak [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, dosia = 0,05 g]. rGO/nZVI konpositeen bidezko DC adsorziorako van't Hoff ekuazioaren grafikoa (D) [Co = 25–100 mg l-1, pH = 7, T = 25–55 °C eta dosia = 0,05 g].
Erreakzio-tenperaturaren aldaketak rGO/nZVI konpositeetatik DC kentzean duen eragina ebaluatzeko, parametro termodinamikoak kalkulatu ziren, hala nola entropia-aldaketa (ΔS), entalpia-aldaketa (ΔH) eta energia askearen aldaketa (ΔG), 3. eta 458. ekuazioetatik.
non \({K}_{e}\)=\(\frac{{C}_{Ae}}{{C}_{e}}\) – oreka termodinamikoaren konstantea, Ce eta CAe – disoluzioan dagoen rGO, hurrenez hurren /nZVI DC kontzentrazioak gainazaleko orekan. R eta RT gasaren konstantea eta adsorzio-tenperatura dira, hurrenez hurren. ln Ke 1/T-ren aurka irudikatzeak lerro zuzen bat ematen du (9D irudia), eta bertatik ∆S eta ∆H zehaztu daitezke.
ΔH balio negatibo batek prozesua exotermikoa dela adierazten du. Bestalde, ΔH balioa adsorzio fisikoaren prozesuaren barruan dago. 3. taulan agertzen diren ΔG balio negatiboek adsorzioa posiblea eta espontaneoa dela adierazten dute. ΔS balio negatiboek adsorbatzaile molekulen ordena handia adierazten dute likido interfazean (3. taula).
4. taulak rGO/nZVI konpositea aurreko ikerketetan aipatutako beste adsorbente batzuekin alderatzen du. Argi dago VGO/nCVI konpositeak adsorzio-ahalmen handia duela eta DC antibiotikoak uretatik kentzeko material itxaropentsua izan daitekeela. Gainera, rGO/nZVI konpositeen adsorzioa prozesu azkarra da, 60 minutuko orekatze-denborarekin. rGO/nZVI konpositeen adsorzio-propietate bikainak rGO eta nZVIren efektu sinergikoaren bidez azal daitezke.
10A eta 10B irudiek rGO/nZVI eta nZVI konplexuek DC antibiotikoak kentzeko mekanismo arrazionala ilustratzen dute. pH-ak DC adsorzioaren eraginkortasunean duen eraginari buruzko esperimentuen emaitzen arabera, pH-a 3tik 7ra igotzean, rGO/nZVI konpositean DC adsorzioa ez zen interakzio elektrostatikoen bidez kontrolatu, zwitterioi gisa jokatzen baitzuen; beraz, pH-aren balioaren aldaketak ez zuen adsorzio-prozesuan eraginik izan. Ondorioz, adsorzio-mekanismoa interakzio ez-elektrostatikoen bidez kontrola daiteke, hala nola hidrogeno-loturak, efektu hidrofoboak eta rGO/nZVI konpositearen eta DC66 arteko π-π pilatze-interakzioak. Jakina da geruzadun grafenoaren gainazaletan adsorbatu aromatikoen mekanismoa π-π pilatze-interakzioek azaldu dutela indar eragile nagusi gisa. Konpositea grafenoaren antzeko material geruzatua da, 233 nm-tan xurgapen maximoa duena π-π* trantsizioari esker. DC adsorbatoaren egitura molekularrean lau eraztun aromatiko daudela oinarri hartuta, hipotesi bat egin genuen DC aromatikoaren (π-elektroi hartzailea) eta RGO gainazalean π-elektroietan aberatsa den eskualdearen artean π-π-pilatze interakzio mekanismo bat dagoela. /nZVI konpositeak. Horrez gain, 10B irudian erakusten den bezala, FTIR azterketak egin ziren rGO/nZVI konpositeen eta DCren arteko interakzio molekularra aztertzeko, eta rGO/nZVI konpositeen FTIR espektroak DC adsorzioaren ondoren 10B irudian ageri dira. 10b. Gailur berri bat ikusten da 2111 cm-1-tan, C=C loturaren egitura-bibrazioari dagokiona, eta horrek dagokien talde funtzional organikoen presentzia adierazten du 67 rGO/nZVI-ren gainazalean. Beste gailur batzuk 1561etik 1548 cm-1-ra eta 1399tik 1360 cm-1-ra aldatzen dira, eta horrek ere baieztatzen du π-π interakzioek paper garrantzitsua betetzen dutela grafenoaren eta kutsatzaile organikoen adsorzioan68,69. DC adsorzioaren ondoren, oxigenoa duten talde batzuen intentsitatea, hala nola OH, 3270 cm-1-ra jaitsi zen, eta horrek iradokitzen du hidrogeno loturak adsorzio-mekanismoetako bat direla. Beraz, emaitzetan oinarrituta, rGO/nZVI konpositearen gaineko DC adsorzioa batez ere π-π pilatze-interakzioen eta H-loturen ondorioz gertatzen da.
DC antibiotikoen adsorzio-mekanismo arrazionala rGO/nZVI eta nZVI konplexuen bidez (A). DC-en FTIR adsorzio-espektroak rGO/nZVI eta nZVI-n (B).
nZVI-ren xurgapen-banden intentsitatea 3244, 1615, 1546 eta 1011 cm–1-tan handitu egin zen nZVI-n DC adsorzioaren ondoren (10B irudia) nZVI-rekin alderatuta, eta hori DC-ko azido karboxilikoen O talde funtzional posibleekin duen elkarrekintzarekin erlazionatuta egon beharko litzateke. Hala ere, behatutako banda guztietan transmisio-ehuneko txikiago honek ez du adierazten fitosintetiko adsorbentearen (nZVI) adsorzio-eraginkortasunean aldaketa esanguratsurik dagoenik nZVI-rekin alderatuta adsorzio-prozesua baino lehen. nZVI71-rekin egindako DC kentzeko ikerketa batzuen arabera, nZVI-k H2O-rekin erreakzionatzen duenean, elektroiak askatzen dira eta ondoren H+ erabiltzen da hidrogeno aktibo oso murrizgarria sortzeko. Azkenik, konposatu kationiko batzuek hidrogeno aktiboko elektroiak onartzen dituzte, -C=N eta -C=C- sortuz, eta hori bentzeno eraztunaren zatiketari egozten zaio.
Argitaratze data: 2022ko azaroaren 14a