Tige tank foar it besykjen fan natuer.com. De browserferzje dy't jo brûke, hat CSS-stipe beheind. Foar de bêste ûnderfining advisearje wy dat jo in bywurke browser brûke (kompatibiliteitsmodus yn Internet Explorer brûke). Yn 'e tuskentiid, om trochgeande stipe te garandearjen, sille wy de side ferdwine sûnder stilen en javascript.
Yn dit wurk waarden RGO / NZVI-komponist foar it earst synthesisearre mei in ienfâldige en miljeufreonlike proseduere mei sophorer om te foldwaan oan 'e prinsipen fan' griene "skiekunde, lykas minder skealik gemyske synthese. Ferskate ark binne brûkt om de suksesfolle synthese fan komposysje te validearjen, lykas Sem, EDX, XPS, XRD, FTIR, en Zeta-potensjeel, dy't suksesfolle gearstalde fabrikaazje oanjout. De ferwideringskapasiteit fan 'e romankomposysje en pure NZVI by ferskate startende konsintraasjes fan' e antibiotyske doxycline waard fergelike mei ûndersiikjen fan it synergistyske effekt tusken RGO en NZVI. Under de ferwideringske omstannichheden fan 25 MG L-1, 25 ° C en 0,05G wie it adsorptyfferwidering fan Pure NZVI 90% fan DOY-CONDERY FAN DE RGO / NZVI-gearstalde 94,6% berikt, befêstige dat NZVI en RGO. It adsorptyfproses komt oerien mei in pseudo-twadde-bestelling en is yn goede oerienkomst mei it Freundlich-model mei in maksimale adsorpsje kapasiteit fan 31.61 MG G-1 by 25 ° C en PH 7.. In ridlik meganisme foar it ferwiderjen fan DC is foarsteld. Derneist wie de reusabiliteit fan 'e RGO / NZVI-komposyt 60% nei seis opienfolgjende regeneraasje-syklusen.
Wetter-knappe en fersmoarging binne no in serieuze bedriging foar alle lannen. De lêste jierren, wetterfersmoarging, foaral antibiotyske fersmoarging, is tanommen fanwegen ferhege produksje en konsumpsje tidens de Covid-19 Pandemy1,2,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3, Dêrom is de ûntwikkeling fan in effektive technology foar it eliminaasje fan antibiotika yn ôffalwetter in urgent taak.
Ien fan 'e resistinte semi-synthetyske antibiotika út' e Tetraciot-groep is doxycycline (dc) 4,5. It is rapporteare dat DC-resten yn 'e grûnwetter en oerflaktewetter net kinne wurde, allinich 20-50% binne metabolisearre en de rest wurdt frijlitten yn' e omjouwing, wêrtroch slimme miljeu en sûnensproblemen frijlitten hawwe.
Beljochting oan DC by lege nivo's kinne akwatyske fotosynthetyske mikroorganismen fermoardzje, bedrige de fersprieding fan antimikatiale baktyk, en ferheegje antimikatisaasje, sadat dizze kontaminant moat wurde ferwidere fan ôffal. De natuerlike degradaasje fan DC yn wetter is in heul stadich proses. Fysico-gemyske prosessen lykas fotolysis, biodegradaasje en adsorpsje kin allinich degradearje by lege konsintraasjes en op heul lege tariven7,8. De meast ekonomyske, ienfâldich, miljeufreonlik, maklik om te behanneljen en effisjinte metoade is adsorfilms9,10.
Nano Zero Valent Izer (NZVI) is in heul krêftich materiaal dat in protte antibiotika kin ferwiderje, ynklusyf Metronidazole, Diazepam, Ciprofloxacin, Chloramphenicol, en tetracydline. Dit fermogen is te tankjen oan 'e geweldige eigenskippen dy't NZVI hat, lykas hege reaktiviteit, grut oerflakgebiet, en talleaze eksterne bindendeën11. NZVI is lykwols benijd oan aggregaasje yn waterige media fanwege Van Der Well-krêften, dy't har effektiviteit ferminderet by it ferwiderjen fanwegen de foarming fan okside lagen dy't de reaktiviteit fan NZVI10,12 ynhibearje. De agglomeraasje fan NZVI-dieltsjes kinne wurde fermindere troch har oerflakken te wizigjen mei surfaktanten en troch se te kombinearjen yn 'e foarm fan komposysje, dy't bewiisd is om har stabiliteit te ferbetterjen om har stabiliteit te wêzen yn' e omjouwing te ferbetterjen yn 'e omjouwing te ferbetterjen.
Grape is in twa-dimensjoneel koalstof nanomaterleaze besteande út sp2-hybridiseare koalstofatomen yn in huningbôven. It hat in grut oerflak, wichtige meganyske sterkte, uitstekende elektroanyske aktiviteit, hege thermyske kondysje, snelle elektronmmateriaal om te stypjen om te stypjen yn it oerflak fan nanopartikels. De kombinaasje fan metalen nanopartikels en grapke kin sterk oergean fan elk foardielen fan elk materiaal en, fanwegen syn superieure fysike eigenskippen, leverje in optimale ferdieling fan nanoparticles foar nanoparticles foar mear effisjinter wetterbeheining.
Plantekstrakten binne it bêste alternatyf foar skealike gemiddelde fermindering brûkt yn 'e synthese fan Redused Grafiene Okside (RGO), om't se beskikber binne, ien-stap, miljeu feilich, en kin brûkt wurde as fermindere aginten. Lykas flavonoïden en fenole-ferbiningen dogge ek as stabilisator. Dêrom waard Atriplax Halimus L. Leaf-extract brûkt as reparearjen en slutende agent foar de synthese fan RGO / NZVI-komposysje yn dizze stúdzje. Atriplex Halimus fan 'e famylje Amaranthaceae is in stikstof-leafdefolle perenniale struik mei in brede geografyske berik16.
Neffens de beskikbere literatuer, Atriplex Halimus (A. Halimus) waard earst brûkt om RGO / NZVI-kompositen te meitsjen as in ekonomyske en miljeufreonlike synthesis-metoade. Sa bestiet it doel fan dit wurk út fjouwer dielen: (1) Phytosynhesis fan RGO / NZVI-komponistie mei help fan in súkses fan phgo-metoaden om te befêstigjen fan RGO en NZVI yn 'e adsorpsje en ferwidering fan organyske kontaminanten fan Doxycycline antibiotika ûnder ferskate reaksjeparameters, optimalisearje de betingsten fan it adsorptionproses, (3) ûndersykje gearstalde materialen yn ferskate trochgeande behannelingen nei de ferwurkingssyklus.
Doxycycline hydrochloride (dc, mm = 480,90, chemiceformule c22h24n2o · hcl, 98,6h2o, 97%), grafite poeder kocht fan sigma-aldrich, Feriene Steaten. Natriumhydroxide (Naoh, 97%), Ethanol (C2H5OH, 99,9%) en hydrochloric soere (HCL, 37%) waarden oankocht fan Merck, USA. NACL, KCL, CACL2, MNCL2 en MGCL2 waarden oankocht fan Tianjin Comio Chemic Chicine Reagent Co., Ltd. Alle reagens binne fan hege analytyske suverens. Dûbele Distilleerd wetter waard brûkt om alle waterige oplossingen te tarieden.
RePRESENTE SCECIMENS FAN A. HALIMUS binne sammele út har natuerlike habitat yn 'e Nile Delta en lannen lâns de Mediterranean kust fan Egypte. Plantmateriaal waard sammele yn oerienstimming mei tapassing nasjonale en ynternasjonale rjochtlinen. Professir Manal Fawzi hat plantspersyk identifisearre neffens Boulos18, en de ôfdieling fan miljeu-wittenskipper fan Alexandrië universe machtigt de samling studearre plantesoarten foar wittenskiplike doelen. Sample-vouchers wurde hâlden op it Tanta University Herbarium (Tane), vouchers nr. 14 122-14 127, in iepenbier herter dat tagong leveret om materialen te fersoargjen. Derneist, om stof of smoargens te ferwiderjen, snij de blêden fan 'e plant yn lytse stikken, spoel 3 kear mei kraan en destilleerd wetter, en dan droegje by 50 ° C. De plant waard ferplettere, 5 g fan it fine poeder waard ûnderdomped yn 100 ml Distilleerd wetter en roerd om 70 ° C. It krigen ekstraksje fan Bacillus Nicotianae waard filtere troch watman filterpapier en opslein yn skjin en sterilisearre buizen om 4 ° C foar fierdere gebrûk.
Lykas werjûn yn figuer 1 waard de Go waard makke fan grafyt poeder troch de Metoade foar wizige Hummers. 10 mg go poeder waard ferspraat yn 50 ml deionisearre wetter foar 30 min ûnder sonikaasje, en dan 0,9 g fan fecl3 en 2.9 g fan naac waarden mongen foar 60 min. 20 ml Atriplex Leaf-extract waard tafoege oan 'e roerde oplossing mei stirring en lofts by 80 ° C foar 8 oeren. De resultearjende swarte skorsing waard filtere. De tarieding nanoompositen waarden wosken mei ethanol en bidistilled wetter en doe droege yn in fakuüm oven op 50 oeren.
Skematyske en digitale foto's fan griene synthese fan RGO / NZVI en NZVI-kompleksen en ferwidering fan DC antibiotika fan besmette wetter mei atriplex Halimus extract.
Koart, lykas werjûn yn Fig. 1, 10 ml fan in izeren chloride-oplossing mei 0,05 m-fea (HERMLE, 15.000 RPAC-oplossing tafoege, dy't dan 3 kear waarden wosken mei ethanol en destilleer en doe droege yn in fakuüm oven op 60 ° C. Oerdeis.
Plant-synthesized RGO / NZVI-komponist wurde karakterisearre troch UV-sichtbere spektroscopy (T70 / T80-searje UV / VIS SPECTROPHOTOMETERS, OK) yn it skontenberik fan 200-800 NM. Om de topografy en grutte ferdieling fan 'e RGO / NZVI-komponistyk te analysearjen (Joel, JEM-2100F, Japan, Accelerating Voltage 200 KV) waard brûkt. Om de funksjonele groepen te evaluearjen dy't kinne wurde belutsen by plantekstrakten ferantwurdelik foar it herstellen- en stabilisaasjeproses, ft-Ir Spectroscopy útfierd (Jasco Spectrometer yn it berik fan 4000-600 cm-1). Derneist waard in Zeta-potensjele analysator (Zetasizer Nano ZS Malvern) brûkt om de oerflakte lading te bestudearjen oer de synthesized Nanomaterialen. Foar x-ray diffraksjemjittingen fan poeder nanomaterialen, in röntgenferhaal (X'Pert Pro, Nederlân) waard yn it 2 ° oanfalling fan 20 ° nei 80 ° en cuka1-strieling (\ (\ lambda = \ (\ lambda = \ (\ lambda = \ (\ lambda = \ (\ lambda = \ (\ lambda = \ (\ lambda = \ (\ lambda = \ (\ lambda = \ (\ Lambda = \ (\ Lambda = \ (\ Lambda =. De enerzjyspektrometer (EDx Jeol JSM-IT100) wie ferantwurdelik foar it bestudearjen fan 'e Elementa (Thermo-fiskerij fan it folsleine eksektrum fan it folsleine spektrum is 200 ev en it smelle spektrum is 50 ev. It poederpotster wurdt yndrukt op in foarbyldhâlder, dy't wurdt pleatst yn in fakuümkeamer. It spektrum C 1 waard brûkt as referinsje op 284,58 EV om de binende enerzjy te bepalen.
AdSorption Eximinten waarden útfierd om de effektiviteit te testen fan 'e synthesized RGO / NZVI NOOCOMBOSITES BY DOXYCYCLINE (DC) fan Aqueous Solutions ferwiderje. Adsorption Eximinten waarden útfierd yn 25 ml erlenmeyer-flasken by in skodzjende snelheid fan 200 rpm op in orbitale shaker / ssl1) by 298 K. troch de DC-oandiel (1000 ppm) te verdekken (1000 ppm) mei bidistilled wetter. Om it effekt fan 'e RGO / NSVI-dosearring te beoardieljen op' e AdSorcipE-effisjinsje, NanoPlossites fan ferskate gewichten (0.01-007 G) waarden tafoege oan 20 ML-DC-oplossing. Om de Kinetika en adsorptyske Isotten te bestudearjen, waard 0,05 G fan 'e AdSorbent yn in wetterige oplossing fan CD mei in iCdecentraasje ûnderdompele (25-100 MG L-1). It effekt fan PH op 'e ferwidering fan DC waard studearre op Ph (3-11) en in inisjele konsintraasje fan 50 mg L-1 by 25 ° C. Oanpasse de pH fan it systeem troch te foegjen fan in lyts bedrach fan it tafoegjen fan in lytse hoemannichte HCL of Naoh-oplossing (Criston Phmeter, PH Meter, PH 25). Derneist, de ynfloed fan reaksjeemperatuer op adsorptemeriminten yn it berik fan 25-55 ° C waard ûndersocht. It effekt fan Ionyske krêft op it adsorfunksje waard bestudearre troch ferskate konsintraasjes fan Nacl te foegjen (0.01- Mol L-1) by in inisjele konsintraasje fan 50 mg L-1, PH 3 en 7), en in adsorbenddosis fan 0.05 g. De adsorption fan net-adsorbed dc waard metten mei in dual beam UV-vis SpectroPhotometer Ltd, uk) ynrjochte mei 1.0 cm PUVETTES BY MAKSIME WEVELLENTS (λMAx) FAN 270 EN 350 NM. It persintaazjeferwidering fan DC antibiotika (R%; EQ. 1) en it adsorptionbedrach fan DC, QT, EQ. 2 (MG / G) waarden mjitten mei de folgjende fergeliking.
Dêr't% R de DC-ferwideringskapasiteit is (%), CO is de earste DC-konsintraasje op 'e tiid 0, en C is de DC-konsintraasje op' e tiid, respektivelik (MG L-1).
Wêr't QE it bedrach fan DC Adsorbed is per ienheidsmassa fan 'e AdSorbent (MG G-1), co en CE's binne respektivelik op nul tiid (mg L-1), is de oplossing (L), en M is de adsorption massagent (G).
SEM-ôfbyldings (fig. 2A-c) Lit de Lamellar-morfologysk sjen litte fan 'e RGO / NZVI-gearstald mei sferyske izeren Nanoparticles unifoarme ferspraat op syn oerflak, oanjout op suksesfolle bylage fan NZVI NPS nei it RGO-oerflak. Derneist binne d'r guon rimpels yn it RGO-blêd, befêstigje de ferwidering fan soerstof-befettet groepen tagelyk mei de restauraasje fan A. Halimus Gean. Dizze grutte rimpels hannelje as siden foar aktyf laden fan izeren NPS. NZVI-ôfbyldings (Fig. 2D-F) Toant dat de sferyske izeren NP's wie, wiene heul ferspraat en net wurke, dy't te krijen is oan 'e coating aard fan' e botearyske komponinten fan 'e plantekstrakt. De dieltsje grutte ferskille binnen 15-26 nm. Guon regio's hawwe lykwols in mesoporous morfology mei in struktuer fan bulten en holten, dy't in hege effektive adsorption fan NZVI kin leverje, om't se de mooglikheid kinne ferheegje fan DC-molekulen op it oerflak fan NZVI. Doe't it Rosa Damaskus-extract waard brûkt foar de synthese fan NZVI, wiene de krigen NPS, mei leechte en ferskillende foarmen, dy't har effisjinsje fermindere yn CR (VI) Adsorpear en ferhege de reaksjeiid 23. De resultaten binne konsistint mei NZVI-synthesized fan Oak- en Mulberry-blêden, dy't foaral sferyske Nanoparticles binne mei ferskate Nanometer Grutten sûnder foar de hân lizzende agglomeraasje.
SEM-ôfbyldings fan RGO / NZVI (AC), NZVI (D, E) Kompoditen en EDX-patroanen fan NZVI / RGO (G) en NZVI (H) Kompoditen.
De elemintêre komposysje fan plantynthesized RGO / NZVI en NZVI-komponisted waard studearre mei Edx (Fig. 2g, H). Stúdzjes litte sjen dat NZVI is gearstald út koalstof (38.41% per massa) en izer (11,84% per massa), mar fosfor ek oanwêzich, dy't kinne wurde krigen fan plantekstrakten. Derneist is it heech persintaazje koalstof en soerstof te tankjen oan 'e oanwêzigens fan phytochemicals út plantekstrakten yn ûndergrûn NZVI-samples. Dizze eleminten wurde gelyk ferdield op RGO, mar yn ferskate ferhâldingen: C (36,98 WT%), en fe (10.99 WTE toant de oanwêzigens fan oare eleminten, dy't kin wurde assosjeare mei plantekstrakten, wurde brûkt. De hjoeddeistige C: O-ferhâlding en izeren ynhâld yn 'e RGO / NZVI-komposyt mei A. Halimus is folle better as it gebrûk fan' e eksposysje fan C (23.44 Wt.%) En Fe (8.27 WT.%). WT%) 25. Nataša et al., 2022 rapporteare in ferlykbere elementele klean fan NZVI-synthesized fan Oak- en Mulbery-blêden en befêstige dat Polyphenolgroepen befette yn it blêdekstrakt ferantwurdelik foar it reduksjeproses.
De morfology fan NZVI-synthesisearre yn planten (Fig. S2A, B) wie sferysk en foar in gemiddelde partikale grutte fan 23.09 ± 3.54 NM lykwols waarnommen fanwegen Van der Wapen Twillingen en ferromnetisme. Dit foaral korrelige granulêr en sferyske diellike dieltsjesfoarm is yn goede oerienkomst mei de SEM-resultaten. In ferlykbere observaasje waard fûn troch Abdelfatah et al. Yn 2021 doe't Castor BEAN Leal-extract waard brûkt yn 'e synthese fan NZVI11. Ruelas Tuberosa Leaf Extract NPS SPESJOCHT DAT EIN RJOCHTTAGENT IN NZVI HAR EAN SFERISKE FORM MET EIN DIAMETER FAN 20 oant 40 NM26.
Hybride RGO / NZVI-gearstalde TEM-ôfbyldings (Fig. S2C-D) liet sjen dat RGO in basale fleantúch is mei marginale klappen en rimpels dy't meardere laden siden leverje foar NZVI NPS. Dizze Lamellar-morfology befêstiget ek de suksesfolle stof fan RGO. Derneist hawwe NZVI NPS in sferyske foarm mei dieltsjes fan dieltsjes fan 5,32 oant 27 nm en wurde ynbêde yn 'e RGO-laach mei in hast unifoarme fersprieding. Eucalyptus Leaf Extrakte waard brûkt om FeSt te synthesisearjen Fe NPS / RGO; De TEM-resultaten befêstige ek dat rimpels yn 'e RGO-laach de fersprieding ferbettere fan Fe NPS mear dan pure Fe NPS en fergrutte de reaktiviteit fan' e komposysje. Similar resultaten waarden krigen troch Bagheri et al. 28 Doe't de gearstalde waard fabriseare mei ultrasone techniken mei in gemiddelde izeren Nanoparticle Grutte fan sawat 17,70 NM.
It FTR-spektra fan A. Halimus, NZVI, gean, gean, RGO, en RGO, en RGO / NZVI-komponist wurde toand yn Fig. 3a. De oanwêzigens fan oerflakfunksjonele groepen yn 'e blêden fan A. Halimus ferskynt op 3336 CM-1, dy't oerienkomt mei polyphenolen, en 1244 cm-, dy't oerienkomt mei CarbonyL groepen produsearre troch it proteïne. Other groups such as alkanes at 2918 cm-1, alkenes at 1647 cm-1 and CO-O-CO extensions at 1030 cm-1 have also been observed, suggesting the presence of plant components that act as sealing agents and are responsible for recovery from Fe2+ to Fe0 and GO to rGO29. Yn 't algemien litte de NZVI-spektra deselde opname-peaks sjen as bittere sûkers, mar mei in wat ferskowende posysje. In intense band ferskynt op 3244 cm-1 assosjeare mei OH Stretching Vibrations (Phenols), komt op 1615 en flavonoïden en flavonoïden fan aromatyske amines en alipatysk Amines waarden ek waarnommen om 1310 CM-1 en 1190 CM-1, respektivelik13. It FTR-spektrum fan GO toant de oanwêzigens fan in protte hege-yntinsiteit soerstof-befettet groepen, ynklusyf band by 1041 cm-1, de epoxy (CO) stretching band op 1291 cm-1, c = o stretch. In band fan c = c-strekt vibraasjes op 1619 cm-1, in band op 1708 cm-1 en in brede band fan Vibraasjes fan OH-groep by 3384 cm-1 ferskynde troch de ferbettere Hummers-metoade, dy't mei súkses is mei súkses de grafytproses mei súkses. By it fergelykje fan RGO en RGO- en RGO / NZVI-komponist mei Go Spectra, de yntinsiteit fan guon soerstof-befettet groepen, lykas 570 cm-1, wylst oaren, lykas by 1729 CM-1, binne folslein fermindere. ferdwûn, oanjout it suksesfolle ferwidering fan soerstof-befette funksjonele groepen yn gean troch de A. Halimus-extract. Nije skerpe karakteristike toppen fan RGO by C = C-spanning wurde waarnommen om 1560 en 1405 CM-1, dy't de fermindering befêstiget fan gean nei RGO. Fariaasjes fan 1043 oant 1015 CM-1 en út 982 oant 918 waarden CM-1 waarnommen, kin mooglik fanwege it opnimmen fan plantmateriaal .32. Weng et al., 2018 observearre ek in wichtige oerflakte fan soerstof fan oksjonele funksjonele groepen, wêrtroch't de suksesfolle izeren graphene okside-komponiteare, toande tichter ftir spektra fan plant komponint funksjonele groepen. 33.
A. Btir Spectrum fan Gallium, NZVI, RGO, Gean, GO, COMPOSITE RGO / NZVI (A). Roenentgenogrammy Kompodeart RGO, gean, NZVI en RGO / NZVI (B).
De foarming fan RGO / NZVI en NZVI-komponisted waard foar in grut part befêstige troch X-Ray Diffraksjepatroanen (Fig. 3B). In FEBE-yntinsiteit Fe0-peak waard waarnommen op 2ɵ 44,5 °, oerienkommende mei yndeks (110) (JCPDS NO. 06-0696) 11. In oare peak om 35.1 ° fan 'e (311) is taskreaun oan Magnetite Fe3o4, 63.2 ° kin wurde assosjeare mei de Miller-yndeks fan' e (440) fan υ-FeOoH (JCPDS NO. 17-0536) 34. It röntgenpatroon fan gean toant in skerpe peak op 2ɵ 10.3 ° en in oare peak om 21.1 ° oanjout folsleine eksfolie fan 'e grafyt en markearje de oanwêzigens fan soerstof-befette groepen op it oerflak fan Go35. Komponêre patroanen fan RGO en RGO / NZVI opnommen it ferdwinen fan karakteristike geane toppen en de foarming fan breed RGO-toppen op 2ɵ 22.17 en 24.7 Kompodearden, dy't it suksesfolle herstellen fan gean troch plantenekstrakten befêstige. Yn 'e gearstalde komposysje / NZVI-patroan, ferbûn lykwols mei it roastere plane fan Fe0 (110) en BCC Fe0 (200) waarden op 45,00 \ (^ "\ (^" \), respektivelik waarnommen.
It zeta-potensjeel is it potensjeel tusken in ionyske laach hechte oan it oerflak fan in dieltsje en in waterige oplossing dy't de elektrostatyske eigenskippen bepaalt fan in materiaal en hat syn stabiliteit mjitten. Zeta-potensjele analyse fan plant synthesisearre NZVI, gean, en RGO / NZVI-komposysje lieten har stabiliteit sjen litte fanwege de oanwêzigens fan -20,8, en -27,4 mv, op har oerflak, lykas werjûn yn figuer S1A-c. . Sokke resultaten binne konsistint mei ferskate rapporten dy't neamt dat oplossingen mei zeta-potensjele wearden minder dan -25-mv sjen litte yn 't algemien in hege graad fanwegen elektrostatyske ôfwaging tusken dizze dieltsjes. De kombinaasje fan RGO en NZVI kinne de gearstalde mear negative kosten krije en dus hegere stabiliteit hat dan of NZVI allinich gean. Dêrom sil it ferskynsel fan elektrostatyske ôfwiking liede ta de foarming fan stabile RGO / NZVI39-komponist. It negative oerflak fan gean lit it lykweardich wurde ferspraat yn in Aqeous Medium sûnder agglomeraasje, dy't geunstige omstannichheden soarget foar ynteraksje mei NZVI. De negative lading kin wurde assosjeare mei de oanwêzigens fan ferskate funksjonele groepen yn 'e bittere melonekstrakt, dy't ek befestiget tusken Go en izeren ekstrakt om RGO en NZVI, respektivelik te foarmjen, en it RGO / NZVI-kompleks. Dizze plantjûnen kinne ek fungearje as capping-aginten, om't se de aggregaasje foarkomme fan 'e resultearjende nanoparticles en ferheegje dus har stabiliteiten40.
De elementele komposysje en valens dy't fan 'e NZVI en RGO / NZVI-komponist waarden bepaald troch XPS (Fig. 4). De algemiene XPS-stúdzje die bliken dat de RGO / NZVI-gearkomst foaral is gearstald út 'e eleminten C, O, en fe, konsekwint mei de Eds-mapping (Fig. 4F-H). It C1S-spektrum bestiet út trije toppen op 284.59 EV, 286.21 EV en 288.21 EV fertsjinwurdigje CC, co en C = O, respektivelik. It O1S-spektrum waard ferdield yn trije peaks, ynklusyf 531.17 EV, 532.97 EV, en 535.45 EV, dy't waarden tawiisd oan 'e O = CO, CO, en gjin groepen. De peaks op 710.43, 714.57 en 724.79 EV ferwize nei Fe 2P3 / 2, Fe + 3 en Fe P1 / 2, respektivelik. De XPS-spektra fan NZVI (Fig. 4C-E) toande peaks foar de eleminten C, O, en FE. Peaks op 284.77, 286.25, en 287.62, befestigje de oanwêzigens fan izeren fan izeren koalstof, om't se nei CC, en CO ferwize. It O1S-spektrum korrespondearre mei trije Peaks C-O / Iron Carbonate (531.19 EV), Hydroxyl radikaal (532.4 ev) en o-c = o (533.47 ev). It hichtepunt om 719.6 wurdt taskreaun oan Fe0, wylst Feooh peaks om 717.3 en 723.7 EV toant, boppedat de peak op 725.8 EV oanjout de oanwêzigens fan Fe2o342.43.
XPS-stúdzjes fan NZVI en RGO / NZVI-komponistyk, respektivelik (A, B). Folsleine spektra fan NZVI C1S (c), fe2p (D), en O1S (E) en RGO / NZVI C1S (F), fe2p (G), O1S (H) gearstald.
De N2-adsorption / desorption isotherm (Fig. 5a, b) lit sjen dat de NZVI en RGO / NZVI-kompones hearre by Type II hearre. Derneist ferhege it spesifike oerflak (sBeefergebiet (SBET) fan NZVI fan NZVI fan 42.454 oant 152.52 M2 / G nei blyn mei RGO. Dit resultaat kin útlein wurde troch de ôfname yn 'e magnetyske eigenskippen fan NZVI nei RGO-blinding, dêrtroch it diele aggregaasje fermindere en it oerflak fan' e komposysje ferheeget. Dêrnjonken, lykas werjûn yn Fig. 5C, it porevolume (8.94 NM) fan 'e RGO / NZVI-gearstalde is heger dan dat fan' e orizjinele NZVI (2.873 NM). Dit resultaat is yn oerienstimming mei El-monaem et al. 45.
Om de adsorption-kapasiteit te evaluearjen om DC te ferwiderjen fan DC tusken de RGO / NZVI-komponist en de orizjinele NZVI ôfhinklik fan 'e inisjele dosis fan elke AdSorbent (0,05 G) oan DC by DC by ferskate konsintraasjes tafoege. Undersykje oplossing [25]. -100 MG L-1] by 25 ° C. De resultaten lieten sjen dat de ferwidering effisjinsje (94,6%) fan 'e RGO / NZVI-gearkomst heger wie as dat fan' e orizjinele NZVI (90%) by in legere konsintraasje (25 MG L-1). As de startkonsintraasje lykwols waard ferhege nei 100 MG L-1, dan is de útwreiding fan RGO / NZVI en âlderlik NZVI, respektivelik nei 70% sakke (Figuer 6A), dat kin wêze fanwegen minder aktive siden en degradaasje fan NZVI-dieltsjes. Krekt oarsom: RGO / NZVI liet in hegere effisjinsje sjen fan DC-ferwidering, dat kin wêze tusken RGO en NZVI, yn hokker stabile yn 't gefal binne folle heger, en kin mear DC wurde adsorbeerder dan yntakt NZVI. Derneist, yn Fig. 6B lit sjen dat de adsorpsje fan 'e RGO / NZVI en NZVI-komposysje fan 9,4 mg / G respektivelik tanommen fanôf 9 mg / G, mei in tanimming fan' e inisjele konsintraasje fan 25-100 mg / l. -1.1 oant 28,73 Mg G-1. Dêrom wie it DC-ferwideringspriis negatyf korreleare mei de initial DC-konsintraasje, dy't troch it beheinde oantal reaksjesintra waard stipe troch elke adsorbent foar adsorpsje en ferwidering fan DC yn oplossing. Sa kin it wurde konkludeare út dizze resultaten dy't de RGO / NZVI-komposysje hawwe fan adsorpsje en fermindering, en RGO yn 'e gearstalling fan RGO / NZVI kin brûkt wurde as in adsorbearje.
De ferwideringspoding en DC Adsorpsje-adsorpsje foar de RGO / NZVI en NZVI-gearstalling wiene (A, B) [CO = 25 MG L-1-100 MG L-1, T = 25 ° CS Op oanfraach fan adsorption en DC-ferwidering en DC-ferwidering op RGO / NZVI-komposysje (c) [CO = 50 MG L-1, Ph = 3-11, T = 25 ° COSE = 0,05 g].
Oplossing PH is in krityske faktor yn 'e stúdzje yn' e stúdzje fan adsorption-proeferen, om't it beynfloedet de graad fan 'e ionisaasje, spesjaasje en ionisaasje fan' e AdSorbent. It eksperimint waard útfierd om 25 ° C út mei in konstante Adsorbent Dose (0,05 G) en in inisjele konsintraasje fan 50 mg L-1 yn it Ph-berik (3-11). Neffens in literatuerresinsje46 is DC in amphiphilyske molekule mei ferskate uNonisearbere funksjonele groepen (fenolen, aminos, amino-groepen, alkoholen) op ferskate ph nivo's. As gefolch, de ferskate funksjes fan DC en de besibbe struktueren op it oerflak fan 'e RGO / NZVI-gearstald ynteraksje en kin bestean as kation (PC-post 3.3 <PH <7.7 en Aniionic (DCH- DC2-) by PHC. As gefolch, de ferskate funksjes fan DC en de besibbe struktueren op it oerflak fan 'e RGO / NZVI-gearstald ynteraksje en kin bestean as kation (PC-post 3.3 <PH <7.7 en Aniionic (DCH- DC2-) by PHC. В разультате функцные ф сенкции дк серханных соверхнных стоверхнни коминости композита RGO / NZVI Могут Взаимогут взаимогутвовать электростатичестова и Видествовать в Видтиов, цвиттер - иолекула дк дк дк дк дк дк дк дк дк дк дк дк дк дк дк дк дк дк существует в Виде катиона (DCH3 рн <3,3, цвиттер-ионный (DCH20) 3,3 <PH <7,7 и анионный (DCH- или DC2-) при ph 7,7. As resultaat, ferskate funksjes fan DC en besibbe struktueren op it oerflak fan 'e RGO / NZVI-komposyt jo elektrostatysk ynteraksje en kinne bestean yn' e foarm fan katten, zwitterants, en anions; De DC-molekule bestiet as kation (DCH3 +) by Ph <3.3; Ionic (DCH20) 3.3 <PH <7.7 en anionysk (DCH- of DC2-) by 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 +) 3.3 <PH <7,7 和阴离子 (DCH- 或 DC2-) 在 ph 7.7.因此, DC 的 的 功能 和 和 和 和 和 和 复合 可能 表面 的 相关 结构 可能 表面 的 静电 阳离子 相互 并 并 的 静电 相互 并 会 以 阳离子 相互 并 并 以 阳离子, DC或 DC2-) 在 pH 7.7. Сладовательно, ронкцное функцта дк дкнных имерхнору к серхнот RGO / NZVI antwurden в электростать в электать в элекростаттические Взаимодействовать в Виде катиов, цвиттер-ивитонов, явилеку катионными катионными (дцг3 +) При рн <3,3. Dêrom, ferskate funksjes fan DC en besibbe struktueren op it oerflak fan 'e RGO / NZVI-gearstalling ynfiere yn elektrostatyske ynteraksjes en besteegje yn' e foarm fan sigitsions, wylst DC Molekulen Cationic binne (DCH3 +) by Ph <3.3. Он вуществует в Виде цвиттер-иона (DCH20) при <PH <7,7 и Аниона (DCH- или DC2-) При PH 7,7. It bestiet as in Zwitterion (DCH20) op 3,3 <PH <7.7 en in anion (DCH- of DC2-) by PH 7.7.Mei in ferheging fan PH fan 3 oant 7, ferhege de adsorptysk kapasiteit fan DC fuortsmiten fanôf 11.2 MG / G (56%) oant 17 mg / G (85%) (Fig. 6C). Omdat de PH lykwols tanommen nei 9 en 11, waard de ferwideringskapasiteit lykwols om wat wat ôf te gien, fanôf 10.6 MG / G (53%) oant 6 MG / G (30%), respektivelik. Mei in ferheging fan PH fan 3 oant 7 bestie DC's foaral yn 'e foarm fan zitterens, dy't har hast net-elektrostatysk oanlutsen of ôfwykt mei RGO / NZVI-komponitêr, foaral troch elektrostatyske ynteraksje. As de pH ferhege boppe 8.2 waard it oerflak fan 'e AdSorbent negatyf fermindere, dus waard de adsorpsje-kapasiteit en fermindere fanwege de elektrifyske ôfwiking tusken it negatyf laden doxycline en it oerflak fan' e AdSorbent. Dizze trend suggereart dat DC-adsorpsje op RGO / NZVI-komponist is, jouwe ek ôfhinklik, en de resultaten jouwe ek oan dat RGO / NZVI-kompones geskikt binne as adsorbenten ûnder soere en neutrale omstannichheden.
It effekt fan temperatuer op 'e adsorption fan in waterde oplossing fan DC waard útfierd by (25-55 ° C). Figuer 7A toant it effekt fan temperatuerferheging fan 'e útwreiding fan DC Antibiotika op RGO / NZVI, it is dúdlik dat de ferwideringskapasiteit ferhege fan 83,44% en 13,9 MG / G nei 47% en 7,83 MG / G. , respektivelik. Dizze wichtige ôfname kin wêze fanwege in ferheging fan 'e thermyske enerzjy fan DC-ioanen, dy't liedt ta desorption47.
Effekt fan temperatuer op ferwidering mei ferwidering en adsorpsje fan CD op RGO / NZVI-komposysje (A) [COSORBIDE KOMPEN OP DE BINSJESPENSKOCHT OP DE ADSORBEN FAN DC FERGESE OP DE RIGOAN FAN DC RJOCHTS OP DE RGO / NSVI COMPOSITE (B) [CO = 50 MG L-1, Ph = 7, T = 25 ° C] (c, d) [CO = 25-100 MG L-1, T = 7, T = 25, T = 25, t = 25
It effekt fan it ferheegjen fan 'e dosis fan' e gearstalde AdSorbent RGO / NZVI fan 0,01 G nei 0,07 G op 'e útwreiding fan' e ferwidering en adsorption-kapasiteit wurdt toand yn Fig.. 7b. In tanimming fan 'e dosis fan' e AdSorbent late ta in ôfname yn 'e adsorption-kapasiteit fan 33.43 Mg / G nei 6.74 MG / G. Mei in tanimming fan 'e AdSorbent-dosis fan 0,01 G nei 0,07, nimt de útwreide effisjinsje lykwols fan 66,8%, dy't, kin wurde assosjeare yn it oantal aktive sintra op' e NanoComposite oerflak.
It effekt fan inisjele konsintraasje op konspanningskapasiteit en ferwidering effisjinsje [25-100 mg L-1, 25 ° C, Ph 7, Dos 0,05 G] studearre. As de inisjele konsintraasje waard ferhege fan 25 mg L-1 oant 100 MG L-1, it ferwidering fan 'e RGO / NZVI-komposyt fermindere fan 94,6% (fig. 7c), wierskynlik fanwege it ûntbrekken fan' e winske aktive siden. . Adsorbs grutte konsintraasjes fan DC49. Oan 'e oare kant, as de inisjele konsintraasje ferhege, ferhege, ferhege de adsorpty-kapasiteit ek út 9,4 mg / G oant 30 mg / g oant lykwicht waard berikt (Fig. 7D). Dizze ûnûntkombere reaksje is te tankjen oan in tanimming fan it rydkrêften mei in initial DC-konsintraasje grutter dan it DC ION-oanfierste ferset om it oerflak 50 fan 'e RGO / NZVI-gearkomst te berikken.
Kontakttiid en kinetyske stúdzjes binne fan doel de lykwichtstiid fan adsorpsje te begripen. Earst de hoemannichte DC Adsorbed yn 'e earste 40 minuten fan' e kontakttiid wie sawat de helte fan 'e totale tiid fan' e totale bedrach dat se oer de heule tiid adsorbeen binne oer de heule tiid (100 minuten). Wylst de DC-molekulen yn oplossing yn 'e oplossing dy't har soarge om te bringen dy't rap migrearje nei it oerflak fan' e RGO / NZVI-gearstalling dy't resultearret yn wichtige adsorpsje. Nei 40 min ferhege DC-adsorption stadichoan en stadichoan oant eanglik waard nei 60 min berikt nei 60 min (ôfb. 7d). Sûnt in ridlik bedrach wurdt binnen de earste 40 minuten adsorbed, sil d'r minder botsen wêze mei DC-molekulen en minder aktive siden te krijen foar net-ads. Dêrom kin it adsorptive taryf reduced51 wurde.
Om de adsorfoto-kijens better te begripen, line ploten Pseudo earste bestelling (fig. 8a), pseudo twadde oarder (ôfb. 8B), en Elockich (Fig. 8C) kinetyske modellen waarden brûkt. Fan 'e parameters krigen fan' e kinetyske stúdzjes (tabel S1) wurdt it dúdlik dat it pseudosekmodel it bêste model is foar it beskriuwen fan adsorpsje, wêr't de R2-wearde heger is ynsteld as yn 'e oare twa modellen. D'r is ek in oerienkomst tusken de berekkene adsorpsje kapasiteit (QE, CAL). De pseudo-twadde folchoarder en de eksperimintele wearden (QE, exp.) Binne fierder bewiis dat de PSEUDO-Twadder in better model is as oare modellen. Lykas werjûn yn Tabel 1, de wearden fan α (initial adsorptyfonstant) en β (desorption konstant) dat it des forsorptive taryf is, oanjout dat DC effisjint oan 'e ri-oanhâldend op' e rgo / nzvi52 gearstalde. .
Lineêre adsorption kinetyske perselen fan pseudo-twadde-folchoarder (a), pseudo-earste-oarder (b) en elovich (c) [cO = 25, Ph = 7, t = 25 °?
Stúdzjes fan adsorptionmen helpe om de adsorption-kapasiteit te bepalen fan 'e AdSorbent fan' e AdSorbent (RGO / NRVI-gearstalling) by ferskate adsorbate-konsintraasjes (DC) en systeemstemperatuer. De maksimale adsorption kapasiteit waard berekkene mei de Langmuir-isothermaasje, dy't oanjûn is dat de adsorsje homogeen wie en omfette de foarming fan in Adsorbate Monolayer op it oerflak fan 'e AdSorbent sûnder ynteraksje tusken Them53. TWEE OARE GEBRUKSE ESKENDE WEOTHERM MODELS BINNE DE Freundlich en Temkin MODELS. Hoewol it Freundlich-model wurdt brûkt om de adsorptyske kapasiteit te berekkenjen, it helpt it heterogene adsorfokter te begripen en dat fakatueres hat, wylst it TIMKIN-model de fysike en gemyske eigenskippen fan adsorpion54 helpt.
Figueren 9A-C-show line-plotten fan 'e Langmuir, Freindlich, en Temkin-modellen, respektivelik. De R2-wearden berekkene fan 'e Freundlich (Fig. 9A) en Langmuir (FIK) Line-plots en presinteare yn Tabel (0.996) en Langmuir (0.988) Isothermodels en Temkin (0.985). De maksimale adsorpsje kapasiteit (QMax), berekkene mei it Langmuir Isothermodel, wie 31.61 MG G-1. Derneist is de berekkene wearde fan 'e dimensless skiedingspartor (RL) tusken 0 en 1 (0.097), oanjout, oanjout in geunstige adsorpsjeproses. Oars, de berekkene Freundlich konstant (n = 2.756) tsjut op in foarkar foar dit opnameproses. Neffens it lineêre model fan it Temkin Isotherm (Fig. 9C), de adsorpsje fan DC op 'e RGO / NZVI-gearkomst is in fysyk adsorpsjeproses, sûnt B is ˂ 82 KJ Mol-1 (0.408) 55. Hoewol fysike adsorption wurdt normaal bemiddeld troch swakke Van Der Wapen, regissearre hjoeddeistige adsorpsje op RGO / NZVI-komposysje fereasket en 56, 57].
Freundlich (a), Langmuir (b), en temkin (c) lineêre adsorpsje isothermen [cO = 25-100 mg L-1, T = 7, t = 25 ° 4) t = 25 ° 4). Plot fan 'e net-hoff-fergeliking foar DC-adsorpsje troch RGO / NZVI-komponisted (D) [CO = 25-100 MG L-1, T = 7, t = 25-55 ° C en dosis = 0,05 G].
Om it effekt te evaluearjen fan reaksje-temperatuerferoaring op DC-ferwidering fan RGO / NZVI-komposysje, lykas ynskakele feroaring (δS), enthalpy-feroaring (gl) en frije enerzjyferoaring (δG) waarden berekkene út fergeliking. 3 en 458.
wêr \ ({k} _ _ {} \) = {\} _ {}} _ {e}} _ {e}} konstant, ce en cae - rgo yn oplossing / nzvi dc konsintraasjes by oerflakkursus. R en rt binne respektivelik de gas konstante en adsorpsjeelemperatuer. Plotting LN KE tsjin 1 / T jout in rjochte line (ôfb. 9D) fan hokker δ en δh kinne wurde bepaald.
In negatyf δH-wearde jout oan dat it proses is grutskysk is. Oan 'e oare kant is de δ H-wearde yn it fysike adsorptyfproses. Negative δG-wearden yn Tabel 3 jouwe oan dat adsorption mooglik is en spontaan. Negative wearden fan δ jouwe in hege oarder oan by de adsorbentmolekulen by de floeibere ynterface (Tabel 3).
Tabel 4 fergeliket de RGO / NZVI-gearkomst mei oare AdSorbents rapporteare yn foarige stúdzjes. It is dúdlik dat de VGO / NCVI-komposysje in hege adsorpsje kapasiteit hat en kin in belofte materiaal wêze foar it ferwiderjen fan DC antibiotika fan wetter. Derneist is de adsorpsje fan RGO / NZVI-komposearre in rap proses mei in lykwichtige tiid fan 60 min. De poerbêste adsorpsje-eigenskippen fan 'e RGO / NZVI-komposearre kinne wurde útlein troch it Synergistyske effekt fan RGO en NZVI.
Figueren 10A, B yllustrearje it rasjoneel meganisme foar it ferwiderjen fan DC antibiotika troch de RGO / NZVI en NZVI-kompleksen. Neffens de resultaten fan eksperiminten oer it effekt fan PH op 'e effisjinsje fan DC-adsorption, mei in ferheging fan 3 oant 7, DC-adsorpearret op' e RGO / NZVI-komposysje troch elektrostatyske ynteraksjes, om't it hannele is as in zwitterion; Dêrom hat in feroaring yn 'e PH-wearde net beynfloede net it adsorptionproses. Dêrnei kin it adsorpsje-meganisme wurde regele troch net-elektrostatyske ynteraksjes lykas hydropen-bonding, hydrophobyske effekten, en π-π stapke ynteraksjes tusken de RGO / NZVI-gearkomst en DC66. It is bekend dat it meganisme fan aromatyske adsorbaten op 'e oerflakken fan lagen fan' e lagen útlein wurde troch π-π steapeljende ynteraksjes as de wichtichste driuwende krêft. De gearstalde is in lagen materiaal gelyk oan grafyk mei in opname maksimum by 233 NM fanwege de π-π *-oergong. Basearre op 'e oanwêzigens fan fjouwer aromatike ringen yn' e molekulêre struktuer fan 'e dc-adsorbate, dat d'r in meganisme is fan π-π-stapkes ynteraksje) en de regio rike yn π-elektrons op it RGI-oerflak. / NZVI kompositen. Derneist, lykas werjûn yn Fig. 10b, FTR-stúdzjes waarden útfierd om de molekulêre ynteraksje te studearjen fan RGO / NZVI-komposysje mei DC, en it FTI-spektra fan RGO / NZVI-komposysje nei't DC-adsorpsje yn figuer 10b. 10b. In nij peak wurdt waarnommen op 2111 cm-1, dy't oerienkomt mei de ramt vibraasje fan 'e c = c-bân, dy't de oanwêzige fan' e oerienkommende organyske groepen oanjout op it oerflak fan 67 RGO / NZVI. Oare toppen ferskowe fan 1561 oant 1548 cm-1 en fan 1399 oant 1360 oant 1360, dy't ek befêstiget dat π-π ynteraksjes in wichtige rol spielje yn 'e adsorpsje fan grafyske en organyske polsykers69,6,9,6,9,6,9,6,9,6,9,6,9,6,9,6,9,6,9,6,9,6,9,6,9,6 » Nei DC-adsorption, de yntinsiteit fan guon soerstof-befette groepen, lykas Oh, fermindere nei 3270 CM-1, dy't suggereart dat hydrogenbân ien fan 'e adsorption-meganismen is. Sa is op basis fan 'e resultaten, om' e resultaat op 'e RGO / NZVI-komposyt foaral foarkomt foaral fanwege π-π-staping en H-bannen.
Rasjoneel meganisme fan adsorpsje fan DC antibiotika troch RGO / NZVI en NZVI-kompleksen (A). FTR AdSorption Spectra fan DC ON RGO / NZVI en NZVI (B).
De yntinsiteit fan 'e absorptionbands fan NZVI op 3244, 1615, 1546, en 1011 cm-1 tanommen nei NZVI (ôfbylde, dy't relatearre soe wêze oan' e ynterporante groepen fan 'e Carboxylyske soere O-groepen yn DC. Dit legere persintaazje fan oerdracht yn alle waarnommen bands jout lykwols gjin wichtige feroaring yn 'e adsorsje-effisjinsje fan' e phytosynetyske adsorbent (NZVI) fergelike mei NZVI foar it adsorfeartproses. Neffens guon DC-ferwideringûndersyk mei NZVI71, as NZVI reageart mei H2O, wurde elektroanen frijlitten en dan wurdt H + brûkt om heechferdigener aktive wetterstof te produsearjen. Uteinlik akseptearje guon kationske ferbiningen elektroanen fan aktive wetterstof, resultearje yn -c = n en -c = c-, dy't wurdt taskreaun oan 'e splitsing fan' e benzene ring.
Posttiid: NOV-14-2022