Köszönjük, hogy felkereste a Nature.com weboldalt. Az Ön által használt böngészőverzió korlátozott CSS-támogatással rendelkezik. A legjobb élmény érdekében javasoljuk, hogy egy frissített böngészőt használjon (vagy tiltsa le a kompatibilitási módot az Internet Explorerben). Időközben a folyamatos támogatás biztosítása érdekében stílusok és JavaScript nélkül jelenítjük meg az oldalt.
Ebben a munkában elsőként szintetizáltak rGO/nZVI kompozitokat egyszerű és környezetbarát eljárással, sárgás Sophora levélkivonatot használva redukálószerként és stabilizátorként, hogy megfeleljenek a „zöld” kémia alapelveinek, például a kevésbé káros kémiai szintézisnek. Számos eszközt alkalmaztak a kompozitok sikeres szintézisének validálására, mint például a SEM, EDX, XPS, XRD, FTIR és zeta-potenciál, amelyek a sikeres kompozitgyártást jelzik. Az új kompozitok és a tiszta nZVI eltávolítási kapacitását a doxiciklin antibiotikum különböző kiindulási koncentrációinál összehasonlították, hogy megvizsgálják az rGO és az nZVI közötti szinergikus hatást. 25 mg L-1, 25°C és 0,05 g eltávolítási körülmények között a tiszta nZVI adszorpciós eltávolítási sebessége 90% volt, míg a doxiciklin adszorpciós eltávolítási sebessége az rGO/nZVI kompozit esetében elérte a 94,6%-ot, megerősítve, hogy az nZVI és az rGO... Az adszorpciós folyamat egy pszeudo-másodrendű folyamatnak felel meg, és jó egyezést mutat a Freundlich-modellel, amelynek maximális adszorpciós kapacitása 25 °C-on és pH 7-en 31,61 mg g-1. Javasoltak egy ésszerű mechanizmust a DC eltávolítására. Ezenkívül az rGO/nZVI kompozit újrafelhasználhatósága 60% volt hat egymást követő regenerációs ciklus után.
A vízhiány és a vízszennyezés ma már komoly fenyegetést jelent minden ország számára. Az elmúlt években a vízszennyezés, különösen az antibiotikum-szennyezés, megnőtt a COVID-19 világjárvány alatti megnövekedett termelés és fogyasztás miatt1,2,3. Ezért sürgős feladat egy hatékony technológia kidolgozása a szennyvízben található antibiotikumok eltávolítására.
A tetraciklin csoportba tartozó egyik rezisztens, félszintetikus antibiotikum a doxiciklin (DC)4,5. Jelentések szerint a talajvízben és a felszíni vizekben található DC-maradványok nem metabolizálódnak, csak 20-50%-uk metabolizálódik, a többi a környezetbe kerül, súlyos környezeti és egészségügyi problémákat okozva6.
A DC-nek való alacsony szintű kitettség elpusztíthatja a fotoszintetizáló vízi mikroorganizmusokat, veszélyeztetheti az antimikrobiális baktériumok terjedését és növelheti az antimikrobiális rezisztenciát, ezért ezt a szennyező anyagot el kell távolítani a szennyvízből. A DC természetes lebomlása a vízben nagyon lassú folyamat. A fizikai-kémiai folyamatok, mint például a fotolízis, a biodegradáció és az adszorpció, csak alacsony koncentrációban és nagyon alacsony sebességgel tudnak lebomlani7,8. A leggazdaságosabb, legegyszerűbb, környezetbarátabb, legkönnyebben kezelhető és leghatékonyabb módszer azonban az adszorpció9,10.
A nano-nulla vegyértékű vas (nZVI) egy nagyon hatékony anyag, amely számos antibiotikumot képes eltávolítani a vízből, beleértve a metronidazolt, diazepámot, ciprofloxacint, klóramfenikolt és tetraciklint. Ez a képesség az nZVI lenyűgöző tulajdonságainak köszönhető, mint például a nagy reakcióképesség, a nagy felület és a számos külső kötőhely11. Az nZVI azonban hajlamos az aggregációra vizes közegben a van der Wells-erők és a nagy mágneses tulajdonságok miatt, ami csökkenti a szennyeződések eltávolításában való hatékonyságát az nZVI reakcióképességét gátló oxidrétegek kialakulása miatt10,12. Az nZVI-részecskék agglomerációja csökkenthető felületük felületaktív anyagokkal és polimerekkel történő módosításával, vagy más nanoanyagokkal kompozitok formájában történő kombinálásával, ami életképes megközelítésnek bizonyult a környezetben való stabilitásuk javítására13,14.
A grafén egy kétdimenziós szén nanoanyag, amely méhsejtrácsban elrendezett sp2-hibridizált szénatomokból áll. Nagy felülettel, jelentős mechanikai szilárdsággal, kiváló elektrokatalitikus aktivitással, magas hővezető képességgel, gyors elektronmobilitással rendelkezik, és alkalmas hordozóanyag a szervetlen nanorészecskék felületén történő hordozására. A fém nanorészecskék és a grafén kombinációja nagymértékben meghaladhatja az egyes anyagok egyedi előnyeit, és kiváló fizikai és kémiai tulajdonságainak köszönhetően a nanorészecskék optimális eloszlását biztosítja a hatékonyabb vízkezelés érdekében15.
A növényi kivonatok a legjobb alternatívát jelentik a redukált grafén-oxid (rGO) és az nZVI szintézisében általánosan használt káros kémiai redukálószerekkel szemben, mivel elérhetőek, olcsók, egylépésesek, környezetbarátak, és redukálószerként is használhatók. A flavonoidok és a fenolos vegyületek stabilizátorként is hatnak. Ezért az Atriplex halimus L. levélkivonatát használtuk javító és záró szerként az rGO/nZVI kompozitok szintéziséhez ebben a vizsgálatban. Az Atriplex halimus az Amaranthaceae családból egy nitrogénkedvelő évelő cserje, széles földrajzi elterjedéssel16.
A rendelkezésre álló szakirodalom szerint az Atriplex halimus (A. halimus) gombát használták először rGO/nZVI kompozitok előállítására, mint gazdaságos és környezetbarát szintézismódszert. Így a munka célja négy részből áll: (1) rGO/nZVI és parentális nZVI kompozitok fitoszintézise A. halimus vízi levélkivonat felhasználásával, (2) a fitoszintézissel előállított kompozitok jellemzése több módszerrel a sikeres előállításuk megerősítése érdekében, (3) az rGO és az nZVI szinergikus hatásának vizsgálata a doxiciklin antibiotikumok szerves szennyezőinek adszorpciójában és eltávolításában különböző reakcióparaméterek mellett, az adszorpciós folyamat feltételeinek optimalizálása, (3) kompozit anyagok vizsgálata különböző folyamatos kezelésekben a feldolgozási ciklus után.
Doxiciklin-hidroklorid (DC, MM = 480,90, kémiai képlet C22H24N2O·HCl, 98%), vas-klorid-hexahidrát (FeCl3.6H2O, 97%), grafitpor, amelyet a Sigma-Aldrich-tól (USA) vásároltunk. Nátrium-hidroxidot (NaOH, 97%), etanolt (C2H5OH, 99,9%) és sósavat (HCl, 37%) a Merck-től (USA) vásároltunk. NaCl-t, KCl-t, CaCl2-t, MnCl2-t és MgCl2-t a Tianjin Comio Chemical Reagent Co., Ltd.-től vásároltunk. Minden reagens nagy analitikai tisztaságú. Minden vizes oldat elkészítéséhez kétszer desztillált vizet használtunk.
Az A. halimus reprezentatív példányait természetes élőhelyükről, a Nílus-deltából és Egyiptom mediterrán partvidékéről gyűjtötték. A növényi anyagot a vonatkozó nemzeti és nemzetközi irányelveknek megfelelően gyűjtötték17. Manal Fawzi professzor a Boulos18 szerint azonosította a növényi példányokat, és az Alexandriai Egyetem Környezettudományi Tanszéke engedélyezte a vizsgált növényfajok tudományos célú gyűjtését. A mintavételi bizonylatok a Tanta Egyetem Herbáriumában (TANE) találhatók, a 14 122–14 127. számú nyilvános herbáriumban, amely hozzáférést biztosít a letétbe helyezett anyagokhoz. Ezenkívül a por vagy szennyeződés eltávolításához a növény leveleit apró darabokra kell vágni, háromszor öblíteni csapvízzel és desztillált vízzel, majd 50°C-on szárítani. A növényt összetörték, a finom por 5 g-ját 100 ml desztillált vízbe mártották, és 70°C-on 20 percig keverték a kivonat előállításához. A kapott Bacillus nicotianae kivonatot Whatman szűrőpapíron szűrték, és tiszta és sterilizált csövekben 4°C-on tárolták a további felhasználásig.
Amint az 1. ábrán látható, a GO-t grafitporból állították elő a módosított Hummers-módszerrel. 10 mg GO port diszpergáltak 50 ml ioncserélt vízben 30 percig ultrahanggal kezelve, majd 0,9 g FeCl3-at és 2,9 g NaAc-ot kevertek 60 percig. 20 ml atriplex levélkivonatot adtak a kevert oldathoz keverés közben, és 8 órán át 80°C-on állni hagyták. A kapott fekete szuszpenziót szűrték. Az előállított nanokompozitokat etanollal és kétszer desztillált vízzel mosták, majd vákuumkemencében 50°C-on 12 órán át szárították.
Az rGO/nZVI és nZVI komplexek zöld szintézisének vázlatos és digitális fényképei, valamint a DC antibiotikumok eltávolítása szennyezett vízből Atriplex halimus kivonattal.
Röviden, ahogy az 1. ábrán látható, 10 ml 0,05 M Fe3+ ionokat tartalmazó vas-klorid-oldatot cseppenként adtunk 20 ml keserűlevél-kivonat-oldathoz 60 percig mérsékelt melegítés és keverés közben, majd az oldatot 14 000 fordulat/perc sebességgel (Hermle, 15 000 fordulat/perc) 15 percig centrifugáltuk, így fekete részecskéket kaptunk, amelyeket ezután háromszor mostunk etanollal és desztillált vízzel, majd vákuumkemencében 60 °C-on szárítottunk egy éjszakán át.
A növények által szintetizált rGO/nZVI és nZVI kompozitokat UV-látható spektroszkópiával (T70/T80 sorozatú UV/Vis spektrofotométerek, PG Instruments Ltd, Egyesült Királyság) jellemeztük 200-800 nm pásztázási tartományban. Az rGO/nZVI és nZVI kompozitok topográfiájának és méreteloszlásának elemzéséhez TEM spektroszkópiát (JOEL, JEM-2100F, Japán, gyorsítófeszültség 200 kV) alkalmaztunk. A növényi kivonatokban található, a visszanyerési és stabilizációs folyamatért felelős funkciós csoportok értékeléséhez FT-IR spektroszkópiát végeztünk (JASCO spektrométer 4000-600 cm-1 tartományban). Ezenkívül egy zeta-potenciál analizátort (Zetasizer Nano ZS Malvern) használtunk a szintetizált nanorészecskék felületi töltésének vizsgálatára. Porított nanorészecskék röntgendiffrakciós méréseihez röntgendiffrakciós mérőeszközt (X'PERT PRO, Hollandia) használtunk, amely áramerősséggel (40 mA), feszültséggel (45 kV) működött a 2θ tartományban, 20° és 80° között, és CuKa1 sugárzással (\(\lambda =\) 1,54056 Ao). Az elemi összetétel vizsgálatáért energiadiszperzív röntgenspektrométer (EDX) (JEOL JSM-IT100 modell) volt felelős, miközben Al K-α monokromatikus röntgensugarakat gyűjtöttünk -10 és 1350 eV között XPS-en, 400 μm K-ALPHA foltmérettel (Thermo Fisher Scientific, USA). A teljes spektrum transzmissziós energiája 200 eV, a keskeny spektrumé pedig 50 eV. A pormintát egy mintatartóra nyomtuk, amelyet vákuumkamrába helyeztünk. A kötési energia meghatározásához referenciaként a C 1 s spektrumot használtuk 284,58 eV-on.
Adszorpciós kísérleteket végeztek a szintetizált rGO/nZVI nanokompozitok doxiciklin (DC) vizes oldatokból történő eltávolításában való hatékonyságának tesztelésére. Az adszorpciós kísérleteket 25 ml-es Erlenmeyer-lombikokban végezték 200 fordulat/perc rázatási sebességgel orbitális rázógépen (Stuart, Orbital Shaker/SSL1) 298 K-en. A DC törzsoldatot (1000 ppm) kétszer desztillált vízzel hígították. Az rGO/nSVI dózisának az adszorpciós hatékonyságra gyakorolt hatásának felméréséhez különböző tömegű (0,01–0,07 g) nanokompozitokat adtak 20 ml DC oldathoz. A kinetika és az adszorpciós izotermák vizsgálatához 0,05 g adszorbenst merítettek CD vizes oldatába, amelynek kezdeti koncentrációja (25–100 mg L–1) volt. A pH DC eltávolítására gyakorolt hatását pH (3–11) értéken és 50 mg L-1 kezdeti koncentrációnál, 25°C-on vizsgálták. A rendszer pH-értékét kis mennyiségű HCl vagy NaOH oldat hozzáadásával állították be (Crison pH-mérő, pH-mérő, pH 25). Ezenkívül vizsgálták a reakcióhőmérséklet hatását az adszorpciós kísérletekre 25-55°C tartományban. Az ionerősség adszorpciós folyamatra gyakorolt hatását különböző koncentrációjú NaCl (0,01–4 mol L–1) hozzáadásával vizsgálták 50 mg L–1 kezdeti DC koncentrációnál, pH 3 és 7 értéken, 25°C-on és 0,05 g adszorbens dózisnál. A nem adszorbeált DC adszorpcióját kétnyalábos UV-Vis spektrofotométerrel (T70/T80 sorozat, PG Instruments Ltd, Egyesült Királyság) mérték, amely 1,0 cm úthosszúságú kvarc küvettákkal volt felszerelve, 270 és 350 nm maximális hullámhosszon (λmax). A DC antibiotikumok eltávolításának százalékos aránya (R%; 1. egyenlet) és a DC adszorpciós mennyisége, qt, ... egyenlet. A 2 (mg/g) értéket a következő egyenlettel mértük.
ahol %R a DC eltávolítási kapacitás (%), Co a kezdeti DC koncentráció a 0 időpontban, C pedig a DC koncentráció a t időpontban (mg L-1).
ahol qe az adszorbens tömegegységére vonatkoztatott adszorbeált DC mennyisége (mg g-1), Co és Ce a nulla időpontbeli, illetve egyensúlyi koncentrációk (mg l-1), V az oldat térfogata (l), m pedig az adszorpciós reagens tömege (g).
Az SEM képek (2A–C. ábra) az rGO/nZVI kompozit lamelláris morfológiáját mutatják, a felületén egyenletesen eloszlatott gömb alakú vas nanorészecskékkel, ami az nZVI NP-k sikeres tapadását jelzi az rGO felületéhez. Ezenkívül az rGO levélben néhány ránc is látható, ami megerősíti az oxigéntartalmú csoportok eltávolítását az A. halimus GO helyreállításával egyidejűleg. Ezek a nagy ráncok a vas NP-k aktív betöltésének helyszíneiként szolgálnak. Az nZVI képek (2D–F. ábra) azt mutatták, hogy a gömb alakú vas NP-k nagyon szétszóródtak és nem aggregálódtak, ami a növényi kivonat botanikai összetevőinek bevonó jellegének köszönhető. A részecskeméret 15–26 nm között változott. Egyes régiók azonban mezopórusos morfológiával rendelkeznek, dudorok és üregek szerkezetével, ami az nZVI nagy effektív adszorpciós kapacitását biztosíthatja, mivel növelhetik a DC molekulák nZVI felületén való megkötésének valószínűségét. Amikor a damaszkuszi rózsa kivonatát használták az nZVI szintéziséhez, a kapott NP-k inhomogének voltak, üregekkel és eltérő alakzatokkal, ami csökkentette a Cr(VI) adszorpciójának hatékonyságát és növelte a reakcióidőt 23. Az eredmények összhangban vannak a tölgy és eper levelekből szintetizált nZVI-val, amelyek főként gömb alakú nanorészecskék, különböző nanométeres méretekkel, nyilvánvaló agglomeráció nélkül.
Az rGO/nZVI (AC) és nZVI (D, E) kompozitok pásztázó elektronmikroszkópos (SEM) képei, valamint az nZVI/rGO (G) és nZVI (H) kompozitok EDX mintázatai.
A növények által szintetizált rGO/nZVI és nZVI kompozitok elemi összetételét EDX segítségével vizsgálták (2G., H. ábra). A tanulmányok azt mutatják, hogy az nZVI szénből (38,29 tömeg%), oxigénből (47,41 tömeg%) és vasból (11,84 tömeg%) áll, de más elemek, például foszfor24 is jelen vannak, amelyek növényi kivonatokból nyerhetők. Ezenkívül a szén és az oxigén magas százalékos aránya a növényi kivonatokból származó fitokemikáliák jelenlétének köszönhető a felszín alatti nZVI mintákban. Ezek az elemek egyenletesen oszlanak el az rGO-n, de különböző arányokban: C (39,16 tömeg%), O (46,98 tömeg%) és Fe (10,99 tömeg%). Az EDX rGO/nZVI más elemek, például S jelenlétét is mutatja, amelyek növényi kivonatokkal hozhatók összefüggésbe. Az A. halimus felhasználásával készült rGO/nZVI kompozit jelenlegi C:O aránya és vastartalma sokkal jobb, mint az eukaliptusz levélkivonaté, mivel jellemzi a C (23,44 tömeg%), O (68,29 tömeg%) és Fe (8,27 tömeg%) összetételét. 25. Nataša és munkatársai (2022) a tölgy és eper levelekből szintetizált nZVI hasonló elemi összetételéről számoltak be, és megerősítették, hogy a levélkivonatban található polifenolcsoportok és más molekulák felelősek a redukciós folyamatért.
A növényekben szintetizált nZVI morfológiája (S2A, B ábra) gömb alakú és részben szabálytalan volt, átlagos részecskemérete 23,09 ± 3,54 nm volt, azonban a van der Waals-erők és a ferromágnesesség miatt láncaggregátumokat figyeltek meg. Ez a túlnyomórészt szemcsés és gömb alakú részecskealak jól egyezik a pásztázó elektronmikroszkópos (SEM) eredményekkel. Hasonló megfigyelést tapasztaltak Abdelfatah és munkatársai 2021-ben, amikor ricinusbab levélkivonatot használtak az nZVI11 szintézisében. Az nZVI-ban redukálószerként használt Ruelas tuberosa levélkivonat NP-i szintén gömb alakúak, 20-40 nm átmérőjűek.
A hibrid rGO/nZVI kompozit TEM-képek (S2C-D. ábra) azt mutatták, hogy az rGO egy bazális sík, marginális redőkkel és ráncokkal, amelyek több betöltési helyet biztosítanak az nZVI NP-k számára; ez a lamelláris morfológia szintén megerősíti az rGO sikeres előállítását. Ezenkívül az nZVI NP-k gömb alakúak, részecskeméretük 5,32 és 27 nm között van, és szinte egyenletes diszperzióval ágyazódnak be az rGO rétegbe. Eukaliptusz levélkivonatot használtak Fe NP-k/rGO szintéziséhez; A TEM-eredmények azt is megerősítették, hogy az rGO rétegben lévő ráncok jobban javították a Fe NP-k diszperzióját, mint a tiszta Fe NP-k, és növelték a kompozitok reakcióképességét. Hasonló eredményeket kaptak Bagheri és munkatársai28, amikor a kompozitot ultrahangos technikával állították elő, átlagosan körülbelül 17,70 nm-es vas nanorészecske-mérettel.
Az A. halimus, nZVI, GO, rGO és rGO/nZVI kompozitok FTIR spektrumait a 3A. ábra mutatja. Az A. halimus leveleiben a felszíni funkciós csoportok jelenléte 3336 cm⁻¹-nél jelenik meg, ami polifenoloknak, és 1244 cm⁻¹-nél, ami a fehérje által termelt karbonilcsoportoknak felel meg. Más csoportokat, például alkánokat 2918 cm⁻¹-nél, alkéneket 1647 cm⁻¹-nél és CO-O-CO kiterjesztéseket 1030 cm⁻¹-nél is megfigyeltek, ami növényi komponensek jelenlétére utal, amelyek tömítőanyagként működnek, és felelősek a Fe2+ -ról Fe0-ra, valamint a GO-ról rGO29-re történő visszaalakulásért. Általánosságban elmondható, hogy az nZVI spektrumok ugyanazokat az abszorpciós csúcsokat mutatják, mint a keserű cukrok, de kissé eltolt pozícióval. Egy intenzív sáv jelenik meg 3244 cm⁻¹-nél, amely az OH nyújtási rezgésekhez (fenolok) kapcsolódik, egy 1615-ös csúcs a C=C-nek felel meg, az 1546 és 1011 cm⁻¹-es sávok pedig a C=O (polifenolok és flavonoidok) nyújtásából erednek, aromás aminok és alifás aminok CN-csoportjai is megfigyelhetők voltak 1310 cm⁻¹-nél, illetve 1190 cm⁻¹-nél13. A GO FTIR spektruma számos nagy intenzitású oxigéntartalmú csoport jelenlétét mutatja, beleértve az alkoxi (CO) nyújtási sávot 1041 cm⁻¹-nél, az epoxi (CO) nyújtási sávot 1291 cm⁻¹-nél, a C=O nyújtást. Megjelent egy C=C nyújtási rezgések sávja 1619 cm⁻¹-nél, egy sáv 1708 cm⁻¹-nél és egy széles OH csoport nyújtási rezgések sávja 3384 cm⁻¹-nél, amit a továbbfejlesztett Hummers-módszer is megerősít, amely sikeresen oxidálja a grafitfolyamatot. Az rGO és rGO/nZVI kompozitok GO spektrumokkal való összehasonlításakor egyes oxigéntartalmú csoportok, például az OH intenzitása 3270 cm⁻¹-nél jelentősen csökken, míg mások, például a C=O 1729 cm⁻¹-nél teljesen eltűnnek, ami az oxigéntartalmú funkciós csoportok sikeres eltávolítását jelzi a GO-ban az A. halimus kivonat által. Az rGO új, éles, jellegzetes csúcsai C=C feszültségnél 1560 és 1405 cm⁻¹ körül figyelhetők meg, ami megerősíti a GO rGO-vá redukcióját. 1043 és 1015 cm⁻¹, valamint 982 és 918 cm⁻¹ közötti változásokat figyeltek meg, valószínűleg növényi anyag beépülése miatt31,32. Weng és munkatársai (2018) szintén megfigyelték az oxigéntartalmú funkciós csoportok jelentős csökkenését a GO-ban, ami megerősíti az rGO bioredukcióval történő sikeres képződését, mivel az eukaliptuszlevél-kivonatok, amelyeket redukált vas-grafén-oxid kompozitok szintéziséhez használtak, közelebb álltak a növényi komponensek funkciós csoportjainak FTIR spektrumához. 33.
A. Gallium, nZVI, rGO, GO és rGO/nZVI kompozit FTIR spektruma (A). rGO, GO, nZVI és rGO/nZVI kompozitok röntgenfelvételei (B).
Az rGO/nZVI és nZVI kompozitok képződését nagyrészt megerősítették a röntgendiffrakciós mintázatok (3B. ábra). Egy nagy intenzitású Fe0 csúcsot figyeltek meg 2Ɵ 44,5°-nál, ami a (110) indexnek felel meg (JCPDS no. 06–0696)11. Egy másik csúcs a (311) sík 35,1°-ánál a magnetit Fe3O4-nek tulajdonítható, a 63,2° pedig a (440) sík Miller-indexéhez köthető a ϒ-FeOOH (JCPDS no. 17-0536)34 jelenléte miatt. A GO röntgendiffrakciós mintázata egy éles csúcsot mutat 2Ɵ 10,3°-nál és egy másik csúcsot 21,1°-nál, ami a grafit teljes rétegződését jelzi, és kiemeli az oxigéntartalmú csoportok jelenlétét a GO35 felületén. Az rGO és rGO/nZVI kompozit mintázatai a jellegzetes GO csúcsok eltűnését és széles rGO csúcsok kialakulását mutatták 2Ɵ 22,17 és 24,7°-nál az rGO és rGO/nZVI kompozitok esetében, ami megerősítette a GO sikeres kinyerését növényi kivonatokkal. Az összetett rGO/nZVI mintázatban azonban további, a Fe0₂ (110) és a bcc Fe0₂ (200) rácssíkjához kapcsolódó csúcsokat figyeltek meg 44,9\(^\circ\) és 65,22\(^\circ\) értékeknél.
A zeta-potenciál a részecske felületéhez tapadó ionos réteg és a vizes oldat közötti potenciál, amely meghatározza az anyag elektrosztatikus tulajdonságait és méri annak stabilitását37. A növények által szintetizált nZVI, GO és rGO/nZVI kompozitok zeta-potenciál-elemzése kimutatta stabilitásukat a felületükön lévő -20,8, -22 és -27,4 mV negatív töltések jelenlétének köszönhetően, amint az az S1A-C ábrán látható. Ezek az eredmények összhangban vannak számos jelentéssel, amelyek megemlítik, hogy a -25 mV-nál kisebb zeta-potenciál értékű részecskéket tartalmazó oldatok általában nagyfokú stabilitást mutatnak a részecskék közötti elektrosztatikus taszítás miatt. Az rGO és az nZVI kombinációja lehetővé teszi, hogy a kompozit több negatív töltést szerezzen, és így nagyobb stabilitással rendelkezik, mint akár a GO, akár az nZVI önmagában. Ezért az elektrosztatikus taszítás jelensége stabil rGO/nZVI39 kompozitok kialakulásához vezet. A GO negatív felülete lehetővé teszi, hogy egyenletesen diszpergálódjon vizes közegben agglomeráció nélkül, ami kedvező feltételeket teremt az nZVI-val való kölcsönhatáshoz. A negatív töltés összefüggésben lehet a keserűdinnye-kivonatban található különböző funkciós csoportok jelenlétével, ami szintén megerősíti a GO és a vasprekurzorok, valamint a növényi kivonat közötti kölcsönhatást, amelynek eredményeként rGO, nZVI, illetve rGO/nZVI komplex képződik. Ezek a növényi vegyületek záróanyagként is működhetnek, mivel megakadályozzák a keletkező nanorészecskék aggregációját, és így növelik azok stabilitását40.
Az nZVI és rGO/nZVI kompozitok elemi összetételét és vegyértékállapotait XPS-sel határoztuk meg (4. ábra). Az XPS-vizsgálat összességében kimutatta, hogy az rGO/nZVI kompozit főként C, O és Fe elemekből áll, összhangban az EDS-térképezéssel (4F–H ábra). A C1s spektrum három csúcsból áll 284,59 eV, 286,21 eV és 288,21 eV-nál, amelyek rendre a CC-t, CO-t és a C=O-t jelentik. Az O1s spektrumot három csúcsra osztottuk, beleértve az 531,17 eV, 532,97 eV és 535,45 eV-osakat, amelyeket rendre az O=CO, CO és NO csoportokhoz rendeltünk. A 710,43, 714,57 és 724,79 eV-os csúcsok azonban rendre a Fe2p3/2, Fe+3 és Fep1/2 elemekre utalnak. Az nZVI XPS spektruma (4C-E. ábra) a C, O és Fe elemek csúcsait mutatta. A 284,77, 286,25 és 287,62 eV-os csúcsok megerősítik a vas-szén ötvözetek jelenlétét, mivel ezek rendre CC-re, C-OH-ra és CO-ra utalnak. Az O1s spektrum három csúcsnak felelt meg: C–O/vas-karbonát (531,19 eV), hidroxilgyök (532,4 eV) és O–C=O (533,47 eV). A 719,6-os csúcs az Fe0-nak tulajdonítható, míg az FeOOH 717,3 és 723,7 eV-os csúcsokat mutat, továbbá a 725,8 eV-os csúcs Fe2O342,43 jelenlétét jelzi.
Az nZVI és rGO/nZVI kompozitok XPS vizsgálatai (A, B). Az nZVI C1s (C), Fe2p (D) és O1s (E), valamint az rGO/nZVI C1s (F), Fe2p (G) és O1s (H) kompozitok teljes spektrumai.
Az N2 adszorpciós/deszorpciós izoterma (5A., B. ábra) azt mutatja, hogy az nZVI és az rGO/nZVI kompozitok a II. típusba tartoznak. Ezenkívül az nZVI fajlagos felülete (SBET) 47,4549 m2/g-ról 152,52 m2/g-ra nőtt az rGO-val való vakítás után. Ez az eredmény az nZVI mágneses tulajdonságainak csökkenésével magyarázható az rGO-val való vakítás után, ezáltal csökkentve a részecske-aggregációt és növelve a kompozitok felületét. Ezenkívül, amint az 5C. ábrán látható, az rGO/nZVI kompozit pórustérfogata (8,94 nm) nagyobb, mint az eredeti nZVI-é (2,873 nm). Ez az eredmény összhangban van El-Monaem és munkatársai 45 eredményeivel.
Az rGO/nZVI kompozitok és az eredeti nZVI közötti DC eltávolítására szolgáló adszorpciós kapacitás értékeléséhez a kezdeti koncentráció növekedésétől függően összehasonlítást végeztek úgy, hogy az egyes adszorbensekből állandó dózist (0,05 g) adtak a DC-hez különböző kezdeti koncentrációk mellett. Vizsgált oldat [25]. –100 mg l–1] 25°C-on. Az eredmények azt mutatták, hogy az rGO/nZVI kompozit eltávolítási hatékonysága (94,6%) magasabb volt, mint az eredeti nZVI-é (90%) alacsonyabb koncentrációnál (25 mg L-1). Amikor azonban a kezdeti koncentrációt 100 mg L-1-re emelték, az rGO/nZVI és a parentális nZVI eltávolítási hatékonysága 70%-ra, illetve 65%-ra csökkent (6A. ábra), ami a kevesebb aktív helynek és az nZVI-részecskék lebomlásának tudható be. Ezzel szemben az rGO/nZVI nagyobb hatékonyságú DC eltávolítást mutatott, ami az rGO és az nZVI közötti szinergikus hatásnak tudható be, amelyben az adszorpcióhoz rendelkezésre álló stabil aktív helyek száma sokkal magasabb, és az rGO/nZVI esetében több DC adszorbeálható, mint az intakt nZVI. Ezenkívül a 6B. ábra azt mutatja, hogy az rGO/nZVI és nZVI kompozitok adszorpciós kapacitása 9,4 mg/g-ról 30 mg/g-ra, illetve 9 mg/g-ra nőtt, a kezdeti koncentráció 25–100 mg/L -1,1-ről 28,73 mg g-1-re történő növekedésével. Ezért a DC eltávolítási sebesség negatív korrelációt mutatott a kezdeti DC koncentrációval, ami az egyes adszorbensek által a DC oldatban történő adszorpciójához és eltávolításához támogatott reakciócentrumok korlátozott számának köszönhető. Így ezekből az eredményekből arra lehet következtetni, hogy az rGO/nZVI kompozitok nagyobb adszorpciós és redukciós hatékonysággal rendelkeznek, és az rGO/nZVI összetételében lévő rGO mind adszorbensként, mind hordozóanyagként használható.
Az rGO/nZVI és nZVI kompozit eltávolítási hatékonysága és DC adszorpciós kapacitása a következő volt (A, B) [Co = 25 mg l-1–100 mg l-1, T = 25 °C, dózis = 0,05 g], a pH az adszorpciós kapacitásra és a DC eltávolítási hatékonyságra vonatkozott az rGO/nZVI kompozitok esetében (C) [Co = 50 mg l-1, pH = 3–11, T = 25 °C, dózis = 0,05 g].
Az oldat pH-ja kritikus tényező az adszorpciós folyamatok vizsgálatában, mivel befolyásolja az ionizáció, a speciáció és az adszorbens ionizációjának mértékét. A kísérletet 25°C-on, állandó adszorbens dózissal (0,05 g) és 50 mg L-1 kezdeti koncentrációval, a (3–11) pH-tartományban végeztük. Egy irodalmi áttekintés46 szerint a DC egy amfifil molekula, amely számos ionizálható funkciós csoporttal (fenolok, aminocsoportok, alkoholok) rendelkezik különböző pH-értékeken. Ennek eredményeként a DC különböző funkciói és a kapcsolódó struktúrák az rGO/nZVI kompozit felületén elektrosztatikusan kölcsönhatásba léphetnek, és kationok, ikerionok és anionok formájában létezhetnek. A DC molekula kationos (DCH3+) formában létezik pH < 3,3 értéken, ikerionos (DCH20) formában 3,3 < pH < 7,7 értéken és anionos (DCH− vagy DC2−) formában pH 7,7 értéken. Ennek eredményeként a DC különböző funkciói és a kapcsolódó struktúrák az rGO/nZVI kompozit felületén elektrosztatikusan kölcsönhatásba léphetnek, és kationok, ikerionok és anionok formájában létezhetnek. A DC molekula kationos (DCH3+) formában létezik pH < 3,3 értéken, ikerionos (DCH20) formában pH 3,3 < 7,7 értéken és anionos (DCH- vagy DC2-) formában pH 7,7 értéken. В результате различные функции ДК и связанных с ними структур на поверхности композвастита rGO/nZVI могутов электростатически и могут существовать в виде катионов, цвиттер-ионов и анионов, молекула ДК сущест (DCH3+) при рН < 3,3, цвиттер-ионный (DCH20) 3,3 < pH < 7,7 и анионный (DCH- или DC2-) при pH 7,7. Ennek eredményeként a DC és a kapcsolódó struktúrák különböző funkciói az rGO/nZVI kompozit felületén elektrosztatikusan kölcsönhatásba léphetnek, és kationok, ikerionok és anionok formájában létezhetnek; a DC molekula kationként (DCH3+) létezik pH < 3,3 értéken; ionosként (DCH20) 3,3 < pH < 7,7 értéken és anionosként (DCH- vagy DC2-) pH 7,7 értéken.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 可胏相互 ， 并 可能 以 阳离子 两 性 和 阴离子 形式 ， ， dc 刭 黐 在 pH <3.3 痀阳离子 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-) .7 Следовательно, различные функции ДК и родственных им структур на поверхности композита rGO/nZVI мопугут электростатические взаимодействия и существовать в виде катионов, цвиттер-ионов и анионов, а молеякулы Амолеякулы катионными (ДЦГ3+) при рН < 3,3. Ezért a DC és a kapcsolódó struktúrák különböző funkciói az rGO/nZVI kompozit felületén elektrosztatikus kölcsönhatásokba léphetnek, és kationok, ikerionok és anionok formájában létezhetnek, míg a DC molekulák kationosak (DCH3+) pH < 3,3 értéken. Он существует в виде цвиттер-иона (DCH20) при 3,3 < pH < 7,7 и аниона (DCH- или DC2-) при pH 7,7. 3,3 < pH < 7,7 értéken ikerionként (DCH20), 7,7 pH értéken pedig anionként (DCH- vagy DC2-) létezik.A pH 3-ról 7-re történő emelésével a DC-k eltávolításának adszorpciós kapacitása és hatékonysága 11,2 mg/g-ról (56%) 17 mg/g-ra (85%) nőtt (6C. ábra). Azonban, ahogy a pH 9-re, illetve 11-re emelkedett, az adszorpciós kapacitás és az eltávolítási hatékonyság némileg csökkent, 10,6 mg/g-ról (53%) 6 mg/g-ra (30%). A pH 3-ról 7-re történő emelésével a DC-k főként ikerionok formájában léteztek, ami miatt az rGO/nZVI kompozitok szinte teljesen nem vonzották vagy taszították őket elektrosztatikusan, túlnyomórészt elektrosztatikus kölcsönhatás révén. Ahogy a pH 8,2 fölé emelkedett, az adszorbens felülete negatív töltésűvé vált, így az adszorpciós kapacitás csökkent és csökkent a negatív töltésű doxiciklin és az adszorbens felülete közötti elektrosztatikus taszítás miatt. Ez a tendencia arra utal, hogy a DC adszorpciója az rGO/nZVI kompozitokon nagymértékben pH-függő, és az eredmények azt is jelzik, hogy az rGO/nZVI kompozitok savas és semleges körülmények között is alkalmasak adszorbensként.
A hőmérsékletnek a DC vizes oldatának adszorpciójára gyakorolt hatását 25–55 °C-on vizsgálták. A 7A. ábra a hőmérséklet-emelkedés hatását mutatja a DC antibiotikumok rGO/nZVI eltávolítási hatékonyságára, jól látható, hogy az eltávolítási kapacitás 83,44%-ról 47%-ra, illetve 13,9 mg/g-ról 7,83 mg/g-ra nőtt. Ez a jelentős csökkenés a DC ionok hőenergiájának növekedésének tudható be, ami deszorpcióhoz vezet47.
A hőmérséklet hatása a CD eltávolítási hatékonyságára és adszorpciós kapacitására rGO/nZVI kompozitokon (A) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, dózis = 0,05 g], Adszorbens dózis a CD eltávolítási hatékonyságára és eltávolítási hatékonyságára A kezdeti koncentráció hatása a DC eltávolításának adszorpciós kapacitására és hatékonyságára rGO/nSVI kompoziton (B) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, T = 25°C] (C, D) [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, dózis = 0,05 g].
Az rGO/nZVI kompozit adszorbens dózisának 0,01 g-ról 0,07 g-ra történő növelésének az eltávolítási hatékonyságra és az adszorpciós kapacitásra gyakorolt hatását a 7B. ábra mutatja. Az adszorbens dózisának növelése az adszorpciós kapacitás 33,43 mg/g-ról 6,74 mg/g-ra történő csökkenéséhez vezetett. Az adszorbens dózisának 0,01 g-ról 0,07 g-ra történő növelésével azonban az eltávolítási hatékonyság 66,8%-ról 96%-ra nőtt, ami ennek megfelelően a nanokompozit felületén lévő aktív centrumok számának növekedésével járhat.
Vizsgálták a kezdeti koncentráció hatását az adszorpciós kapacitásra és az eltávolítási hatékonyságra [25–100 mg L-1, 25°C, pH 7, dózis 0,05 g]. Amikor a kezdeti koncentrációt 25 mg L-1-ről 100 mg L-1-re növelték, az rGO/nZVI kompozit eltávolítási százaléka 94,6%-ról 65%-ra csökkent (7C. ábra), valószínűleg a kívánt aktív helyek hiánya miatt. . Nagy koncentrációban adszorbeálja a DC49-et. Másrészt, ahogy a kezdeti koncentráció nőtt, az adszorpciós kapacitás is 9,4 mg/g-ról 30 mg/g-ra nőtt, amíg az egyensúly be nem alakult (7D. ábra). Ez az elkerülhetetlen reakció a hajtóerő növekedésének köszönhető, ahol a kezdeti DC koncentráció nagyobb, mint a DC ion tömegátviteli ellenállása, hogy elérje az rGO/nZVI kompozit felületét.
Az érintkezési idő és a kinetikai vizsgálatok célja az adszorpció egyensúlyi idejének megértése. Először is, az érintkezési idő első 40 perce alatt adszorbeált DC mennyisége körülbelül a fele volt a teljes idő (100 perc) alatt adszorbeált teljes mennyiségnek. Miközben az oldatban lévő DC molekulák ütköznek, gyorsan az rGO/nZVI kompozit felületére vándorolnak, ami jelentős adszorpciót eredményez. 40 perc elteltével a DC adszorpciója fokozatosan és lassan növekedett, amíg 60 perc után be nem alakult az egyensúly (7D. ábra). Mivel az első 40 percben ésszerű mennyiség adszorbeálódik, kevesebb ütközés lesz a DC molekulákkal, és kevesebb aktív hely áll rendelkezésre a nem adszorbeált molekulák számára. Ezért az adszorpciós sebesség csökkenthető51.
Az adszorpciós kinetika jobb megértése érdekében pszeudo elsőrendű (8A. ábra), pszeudo másodrendű (8B. ábra) és Elovich-féle (8C. ábra) kinetikai modellek vonaldiagramjait használtuk. A kinetikai vizsgálatokból kapott paraméterekből (S1. táblázat) egyértelművé válik, hogy a pszeudo másodrendű modell a legjobb modell az adszorpciós kinetika leírására, ahol az R2 értéke magasabbra van állítva, mint a másik két modellben. A számított adszorpciós kapacitások (qe, cal) között is hasonlóság van. A pszeudo másodrendű és a kísérleti értékek (qe, exp.) további bizonyítékot szolgáltatnak arra, hogy a pszeudo másodrendű modell jobb modell, mint más modellek. Amint az 1. táblázatban látható, az α (kezdeti adszorpciós sebesség) és a β (deszorpciós állandó) értékei megerősítik, hogy az adszorpciós sebesség magasabb, mint a deszorpciós sebesség, ami azt jelzi, hogy a DC hatékonyan adszorbeálódik az rGO/nZVI52 kompoziton.
Pszeudo-másodrendű (A), pszeudo-elsőrendű (B) és Elovich (C) lineáris adszorpciós kinetikai diagramjai [Co = 25–100 mg l–1, pH = 7, T = 25 °C, dózis = 0,05 g].
Az adszorpciós izotermák vizsgálata segít meghatározni az adszorbens (RGO/nRVI kompozit) adszorpciós kapacitását különböző adszorbátkoncentrációk (DC) és rendszerhőmérsékletek mellett. A maximális adszorpciós kapacitást a Langmuir izoterma segítségével számítottuk ki, amely azt jelezte, hogy az adszorpció homogén volt, és magában foglalta az adszorbát monoréteg kialakulását az adszorbens felületén anélkül, hogy kölcsönhatás lenne közöttük53. Két másik széles körben használt izoterma modell a Freundlich- és a Temkin-modell. Bár a Freundlich-modellt nem használják az adszorpciós kapacitás kiszámítására, segít megérteni a heterogén adszorpciós folyamatot és azt, hogy az adszorbensen lévő üresedések eltérő energiájúak, míg a Temkin-modell segít megérteni az adszorpció fizikai és kémiai tulajdonságait54.
A 9A-C ábrák a Langmuir, Freindlich és Temkin modellek vonaldiagramjait mutatják. A Freundlich (9A. ábra) és Langmuir (9B. ábra) vonaldiagramokból számított és a 2. táblázatban bemutatott R2 értékek azt mutatják, hogy az rGO/nZVI kompoziton a DC adszorpció a Freundlich (0,996) és Langmuir (0,988) izoterma modelleket, valamint a Temkin (0,985) modellt követi. A Langmuir izoterma modell segítségével számított maximális adszorpciós kapacitás (qmax) 31,61 mg g-1 volt. Ezenkívül a dimenzió nélküli elválasztási tényező (RL) számított értéke 0 és 1 (0,097) között van, ami kedvező adszorpciós folyamatra utal. Egyébként a számított Freundlich-állandó (n = 2,756) az abszorpciós folyamat preferenciáját jelzi. A Temkin izoterma lineáris modellje szerint (9C. ábra) a DC adszorpciója az rGO/nZVI kompoziton fizikai adszorpciós folyamat, mivel b értéke ˂ 82 kJ mol-1 (0,408)55. Bár a fizikai adszorpciót általában gyenge van der Waals-erők közvetítik, az rGO/nZVI kompozitokon történő egyenáramú adszorpció alacsony adszorpciós energiákat igényel [56, 57].
Freundlich (A), Langmuir (B) és Temkin (C) lineáris adszorpciós izotermák [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, dózis = 0,05 g]. A van't Hoff-egyenlet ábrázolása az rGO/nZVI kompozitok DC adszorpciójára (D) [Co = 25–100 mg L-1, pH = 7, T = 25–55 °C és dózis = 0,05 g].
A reakcióhőmérséklet-változás rGO/nZVI kompozitokból történő DC-eltávolításra gyakorolt hatásának értékeléséhez a 3. és 458. egyenletekből termodinamikai paramétereket, például entrópiaváltozást (ΔS), entalpiaváltozást (ΔH) és szabadenergia-változást (ΔG) számítottunk ki.
ahol \({K}_{e}\)=\(\frac{{C}_{Ae}}{{C}_{e}}\) – termodinamikai egyensúlyi állandó, Ce és CAe – rGO oldatban, rendre /nZVI DC koncentrációk a felületi egyensúlyban. R és RT a gázállandó, illetve az adszorpciós hőmérséklet. Az ln Ke és az 1/T függvényében ábrázolva egyenest kapunk (9D. ábra), amelyből a ∆S és a ∆H meghatározható.
A negatív ΔH érték az exoterm folyamatot jelzi. Másrészt a ΔH érték a fizikai adszorpciós folyamaton belül van. A 3. táblázatban látható negatív ΔG értékek azt jelzik, hogy az adszorpció lehetséges és spontán. A ΔS negatív értékei az adszorbens molekulák magas rendezettségét jelzik a folyadékhatáron (3. táblázat).
A 4. táblázat összehasonlítja az rGO/nZVI kompozitot a korábbi tanulmányokban ismertetett más adszorbensekkel. Egyértelmű, hogy a VGO/nCVI kompozit nagy adszorpciós kapacitással rendelkezik, és ígéretes anyag lehet a DC antibiotikumok vízből történő eltávolítására. Ezenkívül az rGO/nZVI kompozitok adszorpciója gyors folyamat, 60 perces egyensúlyi idővel. Az rGO/nZVI kompozitok kiváló adszorpciós tulajdonságai az rGO és az nZVI szinergikus hatásával magyarázhatók.
A 10A és 10B ábrák a DC antibiotikumok rGO/nZVI és nZVI komplexek általi eltávolításának racionális mechanizmusát szemléltetik. A pH DC adszorpció hatékonyságára gyakorolt hatásával végzett kísérletek eredményei szerint a pH 3-ról 7-re történő növelésével a DC adszorpcióját az rGO/nZVI kompoziton nem szabályozták elektrosztatikus kölcsönhatások, mivel ikerionként működött; ezért a pH-érték változása nem befolyásolta az adszorpciós folyamatot. Ezt követően az adszorpciós mechanizmus nem elektrosztatikus kölcsönhatásokkal, például hidrogénkötéssel, hidrofób hatásokkal és az rGO/nZVI kompozit és a DC66 közötti π-π halmozási kölcsönhatásokkal szabályozható. Közismert, hogy a réteges grafén felületén az aromás adszorbátok mechanizmusát a π-π halmozási kölcsönhatások magyarázzák, mint fő hajtóerőt. A kompozit egy grafénhez hasonló réteges anyag, amelynek abszorpciós maximuma 233 nm-nél van a π-π* átmenet miatt. A DC adszorbátum molekulaszerkezetében található négy aromás gyűrű jelenléte alapján feltételeztük, hogy π-π-halmozási kölcsönhatás mechanizmusa létezik az aromás DC (π-elektronakceptor) és az RGO felületén található π-elektronokban gazdag régió között. /nZVI kompozitok. Ezenkívül, amint a 10B. ábra mutatja, FTIR vizsgálatokat végeztünk az rGO/nZVI kompozitok DC-vel való molekuláris kölcsönhatásának tanulmányozására, és az rGO/nZVI kompozitok DC adszorpció utáni FTIR spektrumai a 10B. 10b. ábrán láthatók. Egy új csúcs figyelhető meg 2111 cm-1-nél, ami a C=C kötés vázrezgésének felel meg, ami a megfelelő szerves funkciós csoportok jelenlétét jelzi a 67 rGO/nZVI felületén. Más csúcsok 1561-ről 1548 cm⁻¹-re, illetve 1399-ről 1360 cm⁻¹-re tolódnak el, ami szintén megerősíti, hogy a π-π kölcsönhatások fontos szerepet játszanak a grafén és a szerves szennyező anyagok adszorpciójában68,69. A DC adszorpció után egyes oxigéntartalmú csoportok, például az OH intenzitása 3270 cm⁻¹-re csökkent, ami arra utal, hogy a hidrogénkötés az egyik adszorpciós mechanizmus. Így az eredmények alapján a DC adszorpció az rGO/nZVI kompoziton főként a π-π halmozási kölcsönhatások és a H-kötések miatt következik be.
A DC antibiotikumok rGO/nZVI és nZVI komplexek általi adszorpciójának racionális mechanizmusa (A). DC FTIR adszorpciós spektrumai rGO/nZVI és nZVI felületeken (B).
Az nZVI abszorpciós sávjainak intenzitása 3244, 1615, 1546 és 1011 cm–1-nél megnőtt az nZVI-n történő DC adszorpció után (10B. ábra) az nZVI-hoz képest, ami összefüggésben állhat a DC-ben lévő karbonsav O-csoportok lehetséges funkciós csoportjaival való kölcsönhatással. Azonban ez az alacsonyabb transzmissziós százalék az összes megfigyelt sávban nem jelzi a fitoszintetikus adszorbens (nZVI) adszorpciós hatékonyságának szignifikáns változását az adszorpciós folyamat előtti nZVI-hoz képest. Az nZVI71-gyel végzett egyes DC eltávolítási kutatások szerint, amikor az nZVI reagál H2O-val, elektronok szabadulnak fel, majd H+ ionok keletkeznek, és nagymértékben redukálható aktív hidrogén keletkezik. Végül egyes kationos vegyületek elektronokat vesznek fel az aktív hidrogéntől, ami -C=N és -C=C- kötéseket eredményez, ami a benzolgyűrű felhasadásának tulajdonítható.
Közzététel ideje: 2022. november 14.