Doxycycline հակաբիոտիկների սիներգիստական ​​հեռացումը ջրից `կանաչ սինթետիկ իջեցված գրաֆեն օքսիդի եւ նանո-զրոյական երկաթե համալիրներով

Շնորհակալություն Nature.com այցելելու համար: Ձեր օգտագործած զննարկչի տարբերակը ունի սահմանափակ CSS աջակցություն: Լավագույն փորձի համար խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել նորացված զննարկիչ (կամ անջատեք համատեղելիության ռեժիմը Internet Explorer- ում): Միեւնույն ժամանակ, շարունակական աջակցություն ապահովելու համար մենք կայքը կտրամադրենք առանց ոճերի եւ JavaScript- ի:
Այս աշխատանքում առաջին անգամ ռոն / NZVI կոմպոզիտիտները սինթեզվել են, օգտագործելով պարզ եւ էկոլոգիապես մաքուր ընթացակարգ, օգտագործելով Sophora դեղնավուն տերեւի քաղվածք, որպես «կանաչ» քիմիական սինթեզ: Օգտագործվել են մի քանի գործիքներ կոմպոզիտների, ինչպիսիք են SEM, EDX, XPS, XRD, FTIR եւ ZETA ներուժի հաջողակ սինթեզը հաստատելու համար, ինչը ցույց է տալիս հաջող կոմպոզիտային կեղծիք: Հակաբիոտիկ Doxycycline- ի նոր կոմպոզիցիաների եւ մաքուր NZVI- ի հեռացման հզորությունը համեմատվել է RGO- ի եւ NZVI- ի միջեւ սիներգիստական ​​ազդեցությունը հետաքննելու հետ: 25 մգ L-1, 25 ° C եւ 0.05G- ի հեռացման պայմաններում մաքուր NZVI- ի ագռեստական ​​հեռացման տեմպը 90% էր, իսկ Doxycycline- ի կողմից ROEXCYCLINE- ի հարմարեցման արագությունը հասավ 94,6% -ի, հաստատելով այդ NZVI- ն եւ RGO- ն: Adsorption գործընթացը համապատասխանում է կեղծ երկրորդ կարգին եւ լավ համաձայնությամբ է գտնվում Freundlich- ի մոդելի հետ `առավելագույնը 31,61 մգ G-1- ով` 25 ° C եւ PH- ի համար: Բացի այդ, RO- ի / NZVI կոմպոզիտայինի `վեց անընդմեջ վերականգնման ցիկլերից հետո 60% -ն է:
Water րի սակավությունն ու աղտոտումը այժմ լուրջ սպառնալիք են բոլոր երկրների համար: Վերջին տարիներին ջրի աղտոտումը, հատկապես հակաբիոտիկների աղտոտումը աճել են, սովիմի ժամանակ 19-րդ համաճարակով աճող արտադրության եւ սպառման պատճառով: Հետեւաբար, կեղտաջրերի հակաբիոտիկների վերացման արդյունավետ տեխնոլոգիայի զարգացումը հրատապ խնդիր է:
TetracyCline Group- ի դիմացկուն կիսամյակային հակաբիոտիկներից մեկը Doxycycline- ն է (DC) 4,5: Հաղորդվում է, որ ստորերկրյա ջրերի եւ մակերեսային ջրերի մնացորդները չեն կարող մետաբոլիզացվել, ընդամենը 20-50% -ը նյութափոխանակված է, իսկ մնացածը, շրջակա միջավայրի եւ առողջության լուրջ խնդիրներ առաջացնում է 6:
Low ածր մակարդակներում DC- ի ազդեցությունը կարող է սպանել ջրային ֆոտոսինթետիկ միկրոօրգանիզմներին, սպառնալ հակամանրէային մանրէների տարածմանը եւ բարձրացնել հակամանրէային դիմադրությունը: DC ջրի բնական դեգրադացիան շատ դանդաղ գործընթաց է: Ֆիզիկաքիմիական գործընթացներ, ինչպիսիք են ֆոտոլիզը, կենսաբազմացումը եւ adsorption- ը կարող են նվազել միայն ցածր կոնցենտրացիաների եւ շատ ցածր մակարդակի վրա, 7,8: Այնուամենայնիվ, առավել տնտեսական, պարզ, էկոլոգիապես մաքուր, հեշտ կարգավորված եւ արդյունավետ մեթոդը adsorption9,10 է:
Nano Zero Valent Iron (NZVI) շատ հզոր նյութ է, որը կարող է հեռացնել ջրից շատ հակաբիոտիկներ, ներառյալ մետրոնիդազոլը, դիազեպամը, Ciprofloxacin, Chloramphenicol եւ Tetracycline: Այս ունակությունը պայմանավորված է այն զարմանալի հատկություններով, որոնք NZVI- ն ունի, ինչպիսիք են բարձր ռեակտիվությունը, մեծ մակերեսը եւ բազմաթիվ արտաքին կապող վայրեր 11: Այնուամենայնիվ, NZVI- ն հակված է վան դեր Ուիլսի ուժերի եւ բարձր մագնիսական հատկությունների պատճառով ջրային լրատվամիջոցներում համախմբման: NZVI մասնիկների ագլոմերացիան կարող է կրճատվել `դրանց մակերեսները փոփոխելով surfactantants- ով եւ պոլիմերներով կամ դրանք համատեղելով այլ նանոմ նյութերով` կոմպոզիտների տեսքով, որը ապացուցված է, որ դրանք կենսունակ մոտեցում են, բարելավելու համար 33,14:
Graphene- ը երկչափ ածխածնի նանոմաունդ է, որը բաղկացած է SP2- հիբրիդացված ածխածնի ատոմներից, որոնք կազմակերպվել են մեղրամոմ վանդակավոր վիճակում: Այն ունի մեծ մակերես, զգալի մեխանիկական ուժ, գերազանց էլեկտրոկատային գործունեություն, բարձր ջերմային հաղորդունակություն, էլեկտրոնի արագ շարժունակություն եւ համապատասխան կրիչ նյութեր `իր մակերեսին անօրգանական նանոպարձիկներին աջակցելու համար: Մետաղական նանոպասնիկների եւ գրաֆինի համադրությունը կարող է մեծապես գերազանցել յուրաքանչյուր նյութի անհատական ​​օգուտները եւ դրա բարձրակարգ ֆիզիկական եւ քիմիական հատկությունների շնորհիվ տրամադրել նանոմասնիկների օպտիմալ բաշխում 15:
Բույսերի քաղվածքները լավագույն այլընտրանք են վնասակար քիմիական նվազեցնող գործակալների համար, որոնք սովորաբար օգտագործվում են գրաֆենային օքսիդի (ՀԿ-ի) եւ NZVI- ի սինթեզում, քանի որ դրանք մատչելի են, էժան, մեկ քայլ, էկոլոգիապես անվտանգ եւ կարող են օգտագործվել որպես նվազեցնող նյութեր: Flavonoids- ի եւ ֆենոլիկ միացությունների նման նույնպես գործում է որպես կայունացուցիչ: Հետեւաբար, Atriplex Halimus L.- ի տերեւի քաղվածքն օգտագործվել է որպես վերանորոգման եւ փակման միջոց `այս ուսումնասիրության մեջ RGO / NZVI կոմպոզիտների սինթեզի համար: Ընտանիքի atrplex Halimus- ը Amaranthaceae- ն ազոտասեր բազմամյա թուփ է, լայն աշխարհագրական տիրույթով 16:
Ըստ առկա գրականության, Atriplex Halimus (Ա. Հալիմուս) առաջին անգամ օգտագործվել է RGO / NZVI կոմպոզիտներ, որպես տնտեսական եւ էկոլոգիապես մաքուր սինթեզի մեթոդ: Այսպիսով, այս աշխատանքի նպատակը բաղկացած է չորս մասից. Doxycycline հակաբիոտիկները տարբեր ռեակցիոն պարամետրերի ներքո օպտիմիզացրեք Adsorption գործընթացի պայմանները, (3) հետաքննել կոմպոզիտային նյութերը տարբեր շարունակական բուժումներում `վերամշակման ցիկլից հետո:
Doxycycline հիդրոքլորիդ (DC, MM = 480.90, Chemical Formula C22H24N2O · HCL, 98%), Iron Cloride Hexahydrate (FECL3.6H2O, 97%), Գրաֆիտի փոշի, որը ձեռք է բերվել ԱՄՆ Սիգմա-Ալդրիխ նահանգից: ԱՄՆ-ի ՄերկԿկ քաղաքից գնվել է նատրիումի հիդրօքսիդ (Naoh, 97%), էթանոլ (C2H5OH, 99%) եւ հիդրոքլորաթթու (HCL, 37%): NACL, KCL, CACL2, MNCL2 եւ MGCL2- ը ձեռք է բերվել Tianjin Comio Chemical Reagent Co., Ltd. Բոլոր ռեակտիվները բարձր վերլուծական մաքրություն են: Կրկնակի թորած ջուրը օգտագործվել է բոլոր ջրային լուծումները պատրաստելու համար:
Ա.Հալիմուսի ներկայացուցչական նմուշները հավաքվել են Նեղոս Դելտայում եւ Եգիպտոսի Միջերկրական ծովի ափերի երկայնքով գտնվող իրենց բնական միջավայրից: Բույսերի նյութը հավաքվել է համապատասխան ազգային եւ միջազգային ուղեցույցների համաձայն: Պրոֆեսոր Մանոր Ֆավզին հայտնաբերել է գործարանի նմուշները ըստ Boulos18- ի, իսկ Ալեքսանդրիայի համալսարանի բնապահպանական գիտությունների ամբիոնը գիտական ​​նպատակներով դասավանդում է ուսումնառության մեջ: Նմուշի վաուչերներն անցկացվում են Tanta University Herbarium (Tane), վաուչերների թիվ: 14 122-14 127, հանրային հերբարիում, որն ապահովում է մուտքագրվող նյութերի մուտք: Բացի այդ, փոշին կամ կեղտը հեռացնելու համար, բույսերի տերեւները կտրեք փոքր կտորների մեջ, լվացեք 3 անգամ թակել եւ թորած ջրով, ապա չորացրեք 50 ° C ջերմաստիճանում: Գործարանը մանրացված էր, 5 գ նուրբ փոշի ընկղմվեց 100 մլ թորած ջրի մեջ եւ 20 րոպե 20 րոպե խառնելով 70 ° C ջերմաստիճանում: Bacillus Nicotianae- ի ստացված քաղվածքը զտվել է Whatman Filter Paper- ի միջոցով եւ պահվում է մաքուր եւ ստերիլիզացված խողովակների մեջ `4 ° C ջերմաստիճանում` հետագա օգտագործման համար:
Ինչպես ցույց է տրված Նկար 1-ում, Գնալն արվել է գրաֆիտի փոշուց `փոփոխված Hummer մեթոդով: 10 մգ Go փոշի ցրվել է 50 մլ դեոնիզացված ջրի մեջ 30 րոպեով սոնիզացիայի տակ, իսկ հետո 0,9 գ Fecl3 եւ 2.9 գ NAAC- ը խառնվել է 60 րոպե: 20 մլ-ի տերեւի տերեւի 20 մլ, խառնված լուծույթին ավելացվել է խառնելով եւ 80 ° C- ով թողել 8 ժամ: Արդյունքում ստացված սեւ կասեցումը զտվեց: Պատրաստի նայոմպոզիտերը լվացվեցին էթանոլի եւ հայտատուների ջրով եւ այնուհետեւ չորանում էին վակուումային ջեռոցում `50 ° C ջերմաստիճանում 12 ժամվա ընթացքում:
RGO / NZVI եւ NZVI համալիրների կանաչ սինթեզի սխեմատիկ եւ թվային լուսանկարներ եւ DC հակաբիոտիկների հեռացում աղտոտված ջրից `օգտագործելով Atriplex Halimus քաղվածք:
Հակիրճ, ինչպես ցույց է տրված Նկար 1, 10 մլ երկաթե քլորիդի լուծույթով, որը պարունակում է 0,05 մ FE3 + իոններ Վակուումային վառարան 60 ° C- ում: Գիշերակաց.
Բույսերի սինթեզված RGO / NZVI եւ NZVI կոմպոզիցիաներ բնութագրվել են ուլտրամանուշակագույն տեսանելի սպեկտրոսկոպիայի միջոցով (T70 / T80 Series UV / VIS սպեկտրոֆոտաչափեր, PG գործիքներ LTD, Մեծ Բրիտանիա) 200-800 նմ-ի սկանավորման շրջանակներում: Օգտագործվել է RGO / NZVI եւ NZVI կոմպոզիցիաների տեղագրական եւ չափի բաշխումը, TEM սպեկտրոսկոպիայի (JEEL, JEM-2100F, Japan ապոնիա, արագացնող լարման 200 կՎ): Գնահատել ֆունկցիոնալ խմբերը, որոնք կարող են ներգրավվել վերականգնման եւ կայունացման գործընթացի համար պատասխանատու բույսերի քաղվածքներ, FT-IR սպեկտրոսկոպիան իրականացվել է (Jasco սպեկտրաչափը 4000-600 սմ -1 սահմաններում): Բացի այդ, Zeta հավանական անալիզատորը (Zetasizer Nano Zs Malvern) օգտագործվել է սինթեզված նանոմա նյութերի մակերեսը ուսումնասիրելու համար: Օգտագործվել է ռենտգենյան դիֆրակցիոն ռենտգենյան դիֆրակցիոն չափումների համար, ռենտգենյան դիֆրակցիոն (X'pert Pro, Netherlands), որոնք գործում են 2-րդ տեղում (40 մ), լարման (45 կՎ), 20 ° -ից մինչեւ 80 ° եւ Cuka1 ճառագայթումից (\ (\ lambda = \) 1.54056 AO): Էներգետիկ ցրման ռենտգենյան սպեկտրոմետրը (EDX) (Model Jeol JSM-IT100) պատասխանատու էր տարրական կազմը ուսումնասիրելու համար `XPS- ից` 10-ից 1350 EV- ի համար `XPS, Spot չափի 400 մկմ-ի վրա (Thermo Fisher գիտական, ԱՄՆ): Փոշի նմուշը սեղմվում է նմուշի սեփականատիրոջ վրա, որը տեղադրված է վակուումային պալատում: C 1 S սպեկտրը օգտագործվել է որպես տեղեկանք 284.58 EV- ում `պարտադիր էներգիան որոշելու համար:
Adsorption- ի փորձերը իրականացվել են սինթեզված RO / NZVI նանոկոմպոզիտների արդյունավետությունը `ջրային լուծույթներից Doxycycline (DC) հեռացնելու համար: Adsorption Expertiments- ը կատարվել է 25 մլ erlenmeyer Flasks- ում 200 RPM- ի ցնցող արագության վրա, Orbital Shaker- ի (Stuart- ի, Orbital Shaker / SSL1) վրա, 298 Կ.-ում `DC ֆոնդային լուծույթով (1000 PPM) նոսրացնելու միջոցով: RGO / NSVI դեղաչափի ազդեցությունը գնահատելու համար Adsorption արդյունավետության վրա, տարբեր կշիռների նայոմոմոմպոզիտեր (0.01-0.07 գ) ավելացվել են DC լուծույթում 20 մլ: Ուսումնասիրելու կինետիկայի եւ adsorption իզոթերմերը, 0,05 գ adsorbent- ը ընկղմվել է CD- ի ջրային լուծույթում `նախնական համակենտրոնացումով (25-100 մգ L-1): DC- ի հեռացման վրա pH- ի ազդեցությունը ուսումնասիրվել է PH- ում (3-11) եւ 25 մգ L-1- ի նախնական կոնցենտրացիան 25 ° C ջերմաստիճանում: Կարգավորեք համակարգի pH- ը `ավելացնելով փոքր քանակությամբ HCl կամ Naoh լուծույթ (Crison PH մետր, PH մետր, PH): Բացի այդ, հետաքննվել է ռեակցիայի ջերմաստիճանի ազդեցությունը Adsorption- ի փորձերի վրա 25-55 ° C միջակայքում: Գաղտնարկի գործընթացում իոնային ուժի ազդեցությունը ուսումնասիրվել է `ավելացնելով NACL- ի տարբեր կոնցենտրացիաներ (0.01-4 MOL L-1) 50 մգ L-1, PH 3 եւ 7), 25 ° C եւ 0.05 գ): Ոչ adsorbed DC- ի adsorption- ը չափվել է օգտագործելով Dual Beam UV-VIC- ի սպեկտրոֆերմետր (T70 / T80 Series, PG Instruments Ltd, UK), որը հագեցած է 1.0 սմ ուղու երկարությամբ քվարցային երկարությամբ (λmax), 270 եւ 350 նմ: DC հակաբիոտիկների տոկոսային հեռացումը (R%; eq. 1) եւ Adsorption գումարը DC, Qt, Eq. 2 (մգ / գ) չափվել են հետեւյալ հավասարման միջոցով:
Եթե% r- ը DC հեռացման հզորությունն է (%), CO- ն DC- ի նախնական համակենտրոնացումն է 0-ին, եւ C- ն համապատասխանաբար t, համապատասխանաբար (մգ L-1):
Որտեղ QE- ն ADSORBENT (MG G-1) մեկ միավորի զանգվածի քանակն է, CO- ն եւ CE- ն, համակենտրոնացումներն են զրոյական ժամանակի եւ հավասարակշռության մեջ, համապատասխանաբար (մգ L-1), v- ն լուծման ծավալն է (ժ):
SEM պատկերներ (FIGS. Բացի այդ, ՀԿ-ի տերեւում կան կնճիռներ, հաստատելով թթվածնի պարունակող խմբերի հեռացումը միաժամանակ Ա. Հալիմուսի վերականգնման հետ: Այս մեծ կնճիռները գործում են որպես կայքեր երկաթե NPS ակտիվ բեռնման համար: NZVI պատկերները (Նկար 2-րդ) ցույց տվեցին, որ գնդաձեւ երկաթի NP- ները շատ ցրված էին եւ չեն համախմբվում, ինչը պայմանավորված է բույսերի քաղվածքների բուսաբանական բաղադրիչների ծածկույթով: Մասնիկի չափը բազմազան է 15-26 նմ-ի սահմաններում: Այնուամենայնիվ, որոշ մարզեր ունեն մեսրոպական մորֆոլոգիա `փխրուն եւ խոռոչների կառուցվածքով, որոնք կարող են բարձր արդյունավետորեն ազդել NZVI- ի բարձր արդյունավետության բարձրագույն հզորությունը: Երբ Rosa Damascus քաղվածքն օգտագործվել է NZVI- ի սինթեզի համար, ստացված NP- ն անթափանցելի էր, վարակիչներով եւ տարբեր ձեւերով, որոնք կրճատում էին իրենց արդյունավետությունը 23-ում: Արդյունքները համահունչ են կաղնու եւ թթի տերեւներից սինթեզված NZVI- ի հետ, որոնք հիմնականում գնդաձեւ նանոմասնիկներ են `տարբեր նանոմետր չափերի, առանց ակնհայտ ագլոմերի:
Կմ / NZVI (AC), NZVI (D, E) Composites եւ EDX ձեւեր NZVI / RGO (G) եւ NZVI (H) կոմպոզիտացիների համար:
Ուսումնասիրվել է բույսերի սինթեզված RGO / NZVI եւ NZVI կոմպոզիցիաների տարրական կազմը `օգտագործելով EDX (Նկար 2G, H): Ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ NZVI- ն բաղկացած է ածխածինից (զանգվածով 38.29%), թթվածինը (զանգվածով 47.41%) եւ երկաթի միջոցով (զանգվածով), բայց առկա են այլ տարրեր, ինչպիսիք են ֆոսֆոր 25-ը: Բացի այդ, ածխածնի եւ թթվածնի բարձր տոկոսը պայմանավորված է բուսաբեղեղների առկայությամբ բույսերի քաղվածքների առկայությամբ, SubsUpace NZVI նմուշներում: Այս տարրերը հավասարաչափ բաշխվում են RGO- ի, բայց տարբեր գործակիցների մեջ, O (39.16 WT%), O (46.16 WT%), O (46,98 WT%), O (46,98 WT%), O (46,98 WT%) եւ EDX RO / NZVI- ն: Ներկայիս C. O հարաբերակցությունը եւ երկաթյա պարունակությունը RGO / NZVI կոմպոզիտային օգտագործմամբ Ա. Հալիմուսը շատ ավելի լավ է, քան Eucalyptus տերեւի քաղվածք օգտագործելը, քանի որ այն բնութագրում է C (23.44 WT%) եւ FE (8.27 WT%): Wt%) 25:
NZVI- ի մորֆոլոգիան սինթեզվել է բույսերում (Նկար S2A, B) ոլորտային եւ մասամբ անկանոն էր, մասնիկների միջին չափսով 23.09 ± 3,54 նմ, բայց շղթայական ագրեգատներ դիտվում էին Վան դերասանական ուժերի եւ ֆերոմագնիսի պատճառով: Այս գերակշռող հատիկավոր եւ գնդաձեւ մասնիկների ձեւը լավ համաձայնության մեջ է SEM արդյունքների հետ: Նմանատիպ դիտարկում է հայտնաբերվել Աբդելլահ եւ Ալ. 2021 թվականին, երբ Կաստորի լոբու տերեւի քաղվածքն օգտագործվել է NZVI11- ի սինթեզում: Ruelas Tuberosa Leaf Extract NPS- ն, որն օգտագործվում է որպես NZVI- ում նվազող գործակալ, ունի նաեւ գնդաձեւ ձեւ, 20-ից 40 NM26 տրամագծով:
Hybrid RGO / NZVI կոմպոզիտային տեմպեր (Նկար S2C-D) ցույց տվեց, որ RGO- ն բազալային ինքնաթիռ է `միջանցքի ծալքերով եւ կնճիռներով, որոնք ապահովում են բազմաթիվ բեռնման կայքեր NZVI NPS- ի համար: Այս լամելարի մորֆոլոգիան հաստատում է նաեւ RGO- ի հաջող կեղծիքը: Բացի այդ, NZVI NPS- ն ունի գնդաձեւ ձեւ, մասնիկի չափերով `5,32-ից 27 նմ եւ ներկառուցված է RGO շերտում` գրեթե միատեսակ ցրման միջոցով: Eucalyptus տերեւի քաղվածք օգտագործվում էր FE NPS / RGO- ն սինթեզելու համար; Թեմի արդյունքները հաստատեցին նաեւ, որ RGO շերտի կնճիռները բարելավեցին FE NPS- ի ցրումը ավելին, քան մաքուր FE- ները եւ ավելացրեց կոմպոզիտների ռեակտիվությունը: Նմանատիպ արդյունքներ ստացան Բաղերի եւ Ալ. 28 Երբ կոմպոզիտը պատրաստվել է օգտագործել ուլտրաձայնային տեխնիկա, երկաթի միջին միջին չափի չափով `մոտավորապես 17,70 նմ:
Ա.Հալիմուսի, նզվի, Գնալ, RGO- ի եւ RGO / NZVI կոմպոզիտիկների FTIR սպեկտրը ցուցադրվում է FIGS- ում: 3 ա. Մակերեւութային ֆունկցիոնալ խմբերի առկայությունը Ա. Հալիմուսի տերեւներում հայտնվում է 3336 սմ -1, որը համապատասխանում է պոլիֆենոլներին, իսկ 1244 սմ -1, որը համապատասխանում է սպիտակուցի արտադրած Carbonyl խմբերին: Դիտարկվել են նաեւ այլ խմբեր, ինչպիսիք են ալկանները 2918 սմ -1, Alkenes 1647 սմ -1-ով եւ համահեղինակներ, 1030 սմ -1-ին, առաջարկելով բույսերի բաղադրիչների առկայություն, որոնք հանդես են գալիս որպես կնքման գործակալներ եւ պատասխանատու են RGO29- ի վերականգնման համար: Ընդհանուր առմամբ, NZVI սպեկտրը նույն կլանման գագաթները ցույց է տալիս դառն շաքար, բայց մի փոքր տեղափոխված դիրքով: Ինտենսիվ խումբը հայտնվում է 3244 սմ -1-ում, որը կապված է 3244 սմ-ով `ձգվող թրթռանքների (ֆենոլս), որը համապատասխանում է C = O (1011 սմ -1-ով գտնվող Bands- ին, դիտվում է նաեւ 1310 սմ -1 եւ 1190-ով: CM-1, համապատասխանաբար 33: Go Show- ի FTIR սպեկտրը ցույց է տալիս շատ բարձր ինտենսիվության թթվածնի պարունակող խմբերի առկայությունը, ներառյալ ալկոուի (CO) ձգվող ժապավենը, 1041 սմ -1, Epoxy (CO) ձգվող ժապավենը 1291 սմ -1, C = o ձգվող: Հաղորդվում է C = C ձգվող թրթռանքների ժապավեն, 1608 սմ -1-ի ժապավենը, եւ հայտնվում են 3384 սմ -1-ով ձգվող թրթռանքների լայնացած լայն խումբ, ինչը հաջողությամբ օքսիդացնում է գրաֆիտի գործընթացը: RGO- ն եւ RGO / NZVI կոմպոզիցիաները համեմատելիս գնացեք սպեկտրի հետ, որոշակի թթվածնի պարունակող խմբերի ինտենսիվությունը, ինչպիսիք են 3270 սմ -1-ը, զգալիորեն կրճատվում են, իսկ մյուսները, C = o 1729 սմ -1, ամբողջովին կրճատվում են: անհետացավ, նշելով թթվածնի պարունակող ֆունկցիոնալ խմբերի հաջող հեռացումը Ա. Հալիմուսի քաղվածքով: C = C լարվածության նոր սուր բնորոշ գագաթները նկատվում են 1560 եւ 1405 սմ -1-ի սահմաններում, ինչը հաստատում է ROG- ի գնման կրճատումը: 1043-ից 1015 սմ -1-ի տատանումները դիտվել են, եւ 982-ից 918 սմ -1-ը, հնարավոր է, բուսական նյութերի ներառման պատճառով 31,32: Weng et al., 2018-ը նկատեց նաեւ գնով թթվածնային ֆունկցիոնալ խմբերի զգալի թուլացումը, հաստատելով Կենսազերծմամբ, որվտալու տերեւի գրաֆինի օքսիդի կոմպոզիցիաները սինտեզի սինիտար 33.
Gallium, NZVI, RGO, Go, Composite RGO / NZVI (A). RoentGenogrammy Composites RGO, Go, NZVI եւ RGO / NZVI (B).
RGO / NZVI եւ NZVI կոմպոզիտիկների ձեւավորումը հիմնականում հաստատվել է ռենտգենյան դիֆրակցիայի օրինակներով (Նկար 3B): Բարձր ինտենսիվության FE0 գագաթը նկատվել է 2ɵ 44.5 ° -ով, համապատասխան ինդեքսին (110) (JCPDS No. 06-0696) 11: (311) ինքնաթիռի 35.1 ° -ով մեկ այլ գագաթը վերագրվում է Magnetite FE3O4- ին, 63,2 ° կարող է կապված լինել (440) ինքնաթիռի Miller ինդեքսի հետ (JCPDS No. 17-0536) 34: Գնալու ռենտգենյան օրինակը ցույց է տալիս կտրուկ գագաթը 2ɵ 10.3 ° -ով եւ մեկ այլ գագաթնակետին, 21.1 ° -ով, նշելով գրաֆիտի ամբողջական արտահոսքը եւ կարեւորելով թթվածնի պարունակող խմբերի ներկայությունը GO35- ի մակերեսին: Հոկտորի եւ RGO / NZVI- ի կոմպոզիտային օրինաչափությունները արձանագրել են բնութագրական Go Peaks- ի անհետացումը եւ RGO- ի եւ RGO / NZVI կոմպոզիցիաների համար 222.17 եւ 24.7 ° լայն RO- ի գագաթների անհետացումը: Այնուամենայնիվ, կոմպոզիտային RGO / NZVI օրինաչափության մեջ լրացուցիչ գագաթներ, որոնք կապված են FE0 (110) եւ BCC FE0 (200) վանդակավոր ինքնաթիռի հետ (200), համապատասխանաբար 44.9 \ (^ \ շրջան \) եւ 65.22 \):
Zeta ներուժը մասնիկի եւ ջրային լուծույթի մակերեսին կցված իոնիկ շերտի միջեւ ներուժն է, որը որոշում է նյութի էլեկտրաստատիկ հատկությունները եւ չափում է դրա կայունությունը 37: Zeta բույսերի սինթեզված NZVI- ի, GO- ի եւ RGO / NZVI կոմպոզիտիկների հնարավոր վերլուծությունը ցույց տվեց նրանց կայունությունը `համապատասխանաբար -20.8, -22, եւ -27.4 MV- ի բացասական մեղադրանքների առկայության պատճառով, ինչպես ցույց է տրված Նկար S1A-C- ում: Մի շարք Նման արդյունքները համահունչ են մի քանի զեկույցների, որոնք նշում են, որ -25 MV- ով զետա հավանական արժեքներով մասնիկներ պարունակող լուծումներ, ընդհանուր առմամբ, ցույց են տալիս կայունության բարձր մակարդակ `այս մասնիկների միջեւ էլեկտրաստատիկ մերժման պատճառով: RGO- ի եւ NZVI- ի համադրությունը թույլ է տալիս կոմպոզիտին ձեռք բերել ավելի բացասական վճարներ եւ դրանով իսկ ավելի բարձր կայունություն ունի, քան միայն գնացեք, այնպես էլ NZVI միայնակ: Հետեւաբար էլեկտրաստատիկ մերժման երեւույթը կհանգեցնի կայուն RGO / NZVI39 կոմպոզիտների ձեւավորմանը: Գնալու բացասական մակերեսը թույլ է տալիս այն հավասարաչափ ցրվել ջրային միջոցի մեջ առանց ագլոմերի, ինչը բարենպաստ պայմաններ է ստեղծում NZVI- ի հետ փոխգործակցության համար: Բացասական վճարը կարող է կապված լինել դառը սեխի քաղվածքով տարբեր ֆունկցիոնալ խմբերի առկայության հետ, ինչը հաստատում է նաեւ Գնալ եւ երկաթե պրեկուրսորների եւ բույսերի քաղվածքի միջեւ փոխգործակցությունը `համապատասխանաբար, RGO եւ NZVI համալիր ձեւավորելու համար: Այս բույսերի միացությունները կարող են նաեւ գործել որպես ծածկող գործակալներ, քանի որ կանխում են արդյունքում ստացված նանոմասնիկների համախմբումը եւ այդպիսով մեծացնում են իրենց կայունությունը 40:
NZVI եւ RGO / NZVI կոմպոզիցիաների տարրական կազմը եւ վալենսիվ պետությունները որոշվել են XPS- ի կողմից (Նկար 4): XPS ընդհանուր ուսումնասիրությունը ցույց տվեց, որ RO- ն / NZVI կոմպոզիտը հիմնականում բաղկացած է C, O եւ FE տարրերից, որոնք համահունչ են EDS քարտեզագրմանը (Նկար 4F-H): C1S սպեկտրը բաղկացած է երեք գագաթներից, 284.59 eV, 286.21 eV եւ 288.21 EV, որը ներկայացնում է CC, CO եւ C = O, համապատասխանաբար: O1S- ի սպեկտրը բաժանվել է երեք գագաթների, ներառյալ 531.17 eV, 532.97 ev, 535.45 EV, որոնք նշանակվել են O = CO, CO, համապատասխանաբար: Այնուամենայնիվ, գագաթները 710.43, 714.57 եւ 724.79 EV- ն վերաբերում են համապատասխանաբար 2P3 / 2-ին, FE + 3 եւ FE P1 / 2-ին: NZVI- ի XPS սպեկտրը (Նկար 4C-ե) ցույց տվեց գագաթներ C, O եւ Fe տարրերի համար: Peaks- ը 284.77, 286.25 եւ 287.62 EV- ով հաստատեք երկաթ-ածխածնի համաձուլվածքների առկայությունը, քանի որ դրանք վերաբերում են CC- ին, C-Oh- ին եւ CO- ին: O1S սպեկտրը համապատասխանում է երեք գագաթներին C-O / Iron Carbonate (531.19 EV), հիդրոքսիլային արմատական ​​(532.4 EV) եւ O-C = O (533.47 EV): 719.6 գագաթնակետը վերագրվում է FE0- ին, մինչդեռ Feooh- ը ցույց է տալիս գագաթներ 717.3 եւ 723.7 EV- ում, 725.8-ի գագաթնակետը նշում է FE2O342.43- ի առկայությունը:
NZVI- ի եւ RGO / NZVI կոմպոզիցիաների XPS ուսումնասիրություններ (A, B): NZVI C1- ների ամբողջական սպեկտր (C), FE2P (D) եւ O1s (E) եւ RGO / NZVI C1S (F), FE2P (G), O1S (H) կոմպոզիտային:
N2 Adsorption / Desorption Isotherm (Նկար 5A, B) ցույց է տալիս, որ NZVI եւ RGO / NZVI կոմպոզիտացիները պատկանում են II տիպին: Բացի այդ, NZVI- ի հատուկ մակերեսային տարածքը (SBET) աճել է 47.4549-ից 152.52 մ 2 / գ `RGO- ի հետ կուրացնելուց հետո: Այս արդյունքը կարող է բացատրվել NZVI- ի մագնիսական հատկությունների անկմամբ `Հռչուն կուրությունից հետո, դրանով իսկ նվազեցնելով մասնիկների համախմբումը եւ ավելացնել կոմպոզիտների մակերեսի մակերեսը: Բացի այդ, ինչպես ցույց է տրված Նկար 5C- ում, RGO / NZVI կոմպոզիտային ծակոտկեն ծավալը (8,94 NM) ավելի բարձր է, քան բնօրինակ NZVI- ն (2.873 NM): Այս արդյունքը համաձայն է el-monaem et al. 45:
Գնահատել Adsorption- ի հզորությունը `RGO / NZVI կոմպոզիցիաների եւ բնօրինակ NZVI- ի միջեւ` կախված նախնական կենտրոնացման աճից, համեմատություն է արվել `ավելացնելով յուրաքանչյուր Adsorbent- ի (0,05 գ) մշտական ​​դոզան` տարբեր նախնական կոնցենտրացիաներում: Հետաքննվող լուծում [25]: -100 մգ L-1] 25 ° C ջերմաստիճանում: Արդյունքները ցույց են տվել, որ RO / NZVI կոմպոզիտային հեռացման արդյունավետությունը (94.6%) ավելի բարձր էր, քան ստորին կոնցենտրացիայի բնօրինակ NZVI- ի (90%): Այնուամենայնիվ, երբ մեկնարկային կենտրոնացումը աճեց մինչեւ 100 մգ L-1, RO / NZVI- ի եւ ծնողական NZVI- ի հեռացման արդյունավետությունը համապատասխանաբար նվազել է 70% -ով եւ 65% -ով), ինչը կարող է պայմանավորված լինել ավելի քիչ ակտիվ կայքերով եւ NZVI մասնիկների դեգրադացիայով: Ընդհակառակը, RO / NZVI- ն ցույց տվեց DC հեռացման ավելի բարձր արդյունավետությունը, որը կարող է պայմանավորված լինել RGO- ի եւ NZVI- ի միջեւ սիներգիստական ​​ազդեցության հետ, որի ընթացքում Adsorption- ի համար մատչելի կայուն տեղանքները շատ ավելի բարձր են, քան ավելի շատ DC- ն, ավելի շատ DC- ի դեպքում: Բացի այդ, Նկ. 6B- ը ցույց է տալիս, որ RO / NZVI եւ NZVI կոմպոզիտացիների հարմարեցված հզորությունը աճել է 9,4 մգ / գ-ից մինչեւ 30 մգ / գ եւ 9 մգ / գ եւ 9 մգ / գ բարձրացում, 25-100 մգ / լ սկզբնական կոնցենտրացիայի աճով: -1.1-ից 28,73 մգ G-1: Հետեւաբար, DC հեռացման արագությունը բացասաբար է պատկանել DC նախնական կենտրոնացման հետ, որը պայմանավորված էր արձագանքման կենտրոնների սահմանափակ քանակով, որը աջակցվում է յուրաքանչյուր adsorbent- ի կողմից լուծման համար յուրաքանչյուր adsorpent- ի կողմից: Այսպիսով, այս արդյունքներից կարելի է եզրակացնել, որ RO- ն / NZVI կոմպոզիտները ունեն ավելի բարձր մակարդակի արդյունավետություն, եւ RO- ի / NZVI- ի կազմի մեջ RO- ն կարող է օգտագործվել ինչպես ADSORBENT, այնպես էլ որպես փոխադրող նյութ:
Հրաժարության արդյունավետությունը եւ DC Adsorption- ի հզորությունը RGO / NZVI եւ NZVI կոմպոզիտային էին (A, B) [CO = 25 մգ L-1-100 մգ L-1, T = 25 ° C, DOSE = 0.05 G], pH. Adsorption հզորության եւ DC հեռացման արդյունավետության վերաբերյալ RGO / NZVI կոմպոզիցիաների վրա (C) [CO = 50 մգ L-1, PH = 3-11, T = 25 ° C, DOS = 0.05 G]:
Լուծման pH- ը կարեւորագույն գործոն է Adsorption գործընթացների ուսումնասիրության մեջ, քանի որ այն ազդում է onionization- ի, մասնագիտության եւ ononization- ի վրա: Փորձը իրականացվել է 25 ° C ջերմաստիճանում `մշտական ​​adsorbent դոզանով (0.05 գ) եւ նախնական կոնցենտրացիան 50 մգ L-1-ի միջոցով pH տիրույթում (3-11): Գրականության Review46- ի համաձայն, DC- ն ամֆիլիպիլային մոլեկուլ է `մի քանի իոնիզացված ֆունկցիոնալ խմբերով (ֆենոլներ, ամինո խմբեր, ալկոհոլներ) տարբեր pH մակարդակներում: Արդյունքում, DC- ի տարբեր գործառույթները եւ RO / NZVI կոմպոզիտային մակերեսին առնչվող կառույցները կարող են փոխկապակցվել էլեկտրաստատիկ եւ կարող են գոյություն ունենալ որպես կատիոններ, զվարճանքներ եւ անիոններ, pH 7.7-ում գտնվող DC մոլեկուլը: Արդյունքում, DC- ի տարբեր գործառույթները եւ RO / NZVI կոմպոզիտային մակերեսին առնչվող կառույցները կարող են փոխկապակցվել էլեկտրաստատիկ եւ կարող են գոյություն ունենալ որպես կատիոններ, զվարճանքներ եւ անիոններ, pH 7.7-ում գտնվող DC մոլեկուլը: Rgo / NZVI могут взаимодействовать электростатически и могут и могут Существовать в виде катионов, цвиттер-ионов и анионов, молекула дк существует в виде катиона (DCH3 +) РН <3,3, цвиттер-ионный (DCH20) 3,3 <ph <7,7 И Анионный (DCH- կամ DC2-) При PH 7,7. Արդյունքում, DC- ի եւ ՀՌԿ / NZVI կոմպոզիտորի մակերեսին առնչվող կառույցների տարբեր գործառույթներ կարող են փոխազդել էլեկտրաստատիկ եւ կարող են գոյություն ունենալ կատվի, zwtersies եւ անիոնների տեսքով. DC մոլեկուլը գոյություն ունի որպես Cation (DCH3 +) pH <3.3; Ionic (DCH20) 3.3 <pH <7.7 եւ անիոնիկ (DCH- կամ DC2-) PH 7.7-ում: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, 并 可能 阳离子 发生 静电 相关 可能 可能 会 发生 静电 相关 可能 形式 性 静电 和 形式 形式 ,, dc 分子 在 ph <33 在 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 (dch3 +) 3.3 <pH (dch-或 DC2-) 在 pH 7.7. Следовательно, различные функции дк и родственных им структур на пра композита rgo / nzvi могут вступать в электростатические взаимодействия и Существовать в виде катионов, цвиттер-ионов и анионов, а молекулы дк являются катионными (дцг3 +) При РН <3,3. Հետեւաբար, DC- ի եւ RO / NZVI կոմպոզիտորի մակերեւույթների տարբեր գործառույթները կարող են էլեկտրաստատիկ փոխազդեցությունների մեջ մտնել եւ գոյություն ունենալ կատվի, zwitteries եւ անիոնների տեսքով, մինչդեռ DC մոլեկուլները PH <33-ում են: Он существует в виде цвиттер-иона (DCH20) При 3,3 <ph <7,7 и Аниона (DCH- կամ DC2-) При PH PH 7,7. Այն գոյություն ունի որպես Zwitterion (DCH20) 3,3 <pH <7.7 եւ անիոն (DCH- կամ DC2-) PH 7.7-ում:3-ից 7-ի pH- ի աճով, Adsorption հզորությունը եւ DC հեռացման արդյունավետությունը աճել են 11.2 մգ / գ-ից (56%) մինչեւ 17 մգ / գ (նկ. 65): Այնուամենայնիվ, քանի որ PH- ն աճել է մինչեւ 9 եւ 11-ը, Adsorption հզորությունը եւ հեռացման արդյունավետությունը նվազել են ինչ-որ չափով, 10.6 մգ / գ (53%) մինչեւ 6 մգ / գ (30%), համապատասխանաբար: 3-ից 7-ի pH- ի աճով, DCS- ն հիմնականում գոյություն ուներ Zwitteries- ի տեսքով, ինչը նրանց գրեթե ոչ էլեկտրաստատիկորեն ներգրավված էր RGO / NZVI կոմպոզիտիկներով, հիմնականում էլեկտրաստատիկ փոխազդեցությամբ: Որպես PH- ն աճել է 8.2-ից բարձր, Adsorbent- ի մակերեսը բացասաբար է գանձվել, ուստի գովազդային հզորությունը նվազել եւ նվազել է բացասական լիցքավորված Doxycycline- ի եւ մակերեւույթի միջեւ էլեկտրաստղված լիցքավորված: Այս միտումը հուշում է, որ RGO / NZVI կոմպոզիտիտների DC Adsorption- ը խիստ ph կախված է, եւ արդյունքները ցույց են տալիս նաեւ, որ RO- ն / NZVI կոմպոզիտները հարմար են որպես adsorbents:
DC- ի ջրային լուծույթի adsortion ջերմաստիճանի ազդեցությունը իրականացվել է (25-55 ° C): Գծապատկեր 7A- ն ցույց է տալիս RGO / NZVI- ի DC հակաբիոտիկների հեռացման արդյունավետության վրա ջերմաստիճանի բարձրացման ազդեցությունը, պարզ է, որ հեռացման հզորությունը եւ գովազդային հզորությունը աճել են 83.44% -ից եւ 13.9 մգ / գ-ից 47% եւ 7.83 մգ / գ: համապատասխանաբար: Այս նշանակալի անկումը կարող է պայմանավորված լինել DC իոնների ջերմային էներգիայի աճով, ինչը հանգեցնում է Desorption47- ի:
Temperature երմաստիճանի ազդեցությունը RGO / NZVI կոմպոզիցիաների ձայնասկավառակի վրա (A) [CO = 50 մգ L-1, PH = 7, DOS = 0.05 G], ADSORBENT դոզան ROGSorption հզորության եւ DC հեռացման արդյունավետության արդյունավետության եւ հեռացման արդյունավետության վրա `RGO / NSVI կոմպոզիտի վրա L-1, PH = 7, T = 25 ° C] (C, D) [CO = 25-100 մգ L-1, PH = 7, T = 25 ° C, DOS = 0.05 G]:
Կոմպոզիտային adsorbent rgo / NZVI- ի դոզան ավելացնելու ազդեցությունը 0.01 G- ից 0.07 G Հեռացման արդյունավետության եւ գովազդային հզորության վրա ներկայացված է Նկար: 7 բ. Adsorbent- ի դոզայի բարձրացումը հանգեցրեց Adsorption հզորության նվազմանը `33.43 մգ / գ-ից մինչեւ 6.74 մգ / գ: Այնուամենայնիվ, ADSORBENT դոզայի աճով 0,01 G- ից 0.07 G- ի ավելացումով հեռացման արդյունավետությունն աճում է 66.8% -ից մինչեւ 96%, ինչը, համապատասխանաբար, կարող է կապված լինել NanoComposite մակերեւույթի վրա ակտիվ կենտրոնների քանակի աճի հետ:
Ուսումնասիրվել է նախնական համակենտրոնացման ազդեցությունը adsorption հզորության եւ հեռացման արդյունավետության վրա: Ուսումնասիրվել է 25-100 մգ L-1, 25 ° C, PH 7, DOSE 0.05 G]: Երբ նախնական կենտրոնացումը ավելացավ 25 մգ L-1- ից 100 մգ L-1 L-1- ից, RO / NZVI կոմպոզիտային հեռացման տոկոսը նվազել է 94,6% -ից մինչեւ 65% (Նկար 7C), հավանաբար, ցանկալի ակտիվ կայքերի բացակայության պատճառով: Մի շարք Adsorbs մեծ կոնցենտրացիաներ DC49- ի: Մյուս կողմից, քանի որ նախնական համակենտրոնացումը աճել է, Adsorption հզորությունը նույնպես աճել է 9,4 մգ / գ-ից մինչեւ 30 մգ / գ, մինչեւ հասավ հավասարակշռության (Նկար 7D): Այս անխուսափելի արձագանքը պայմանավորված է վարորդական ուժի բարձրացման հետ `DC ION- ի զանգվածային փոխանցման դիմադրությունը` RGO / NZVI կոմպոզիտային մակերեւույթին հասնելու համար:
Կոնտակտային ժամանակը եւ կինետիկ ուսումնասիրությունները նպատակ ունեն հասկանալ adsorption- ի հավասարակշռության ժամանակը: Նախ, Contact- ի առաջին 40 րոպեի ընթացքում ADSORBED- ի գումարի չափը կազմում էր ամբողջ ժամանակի ընդհանուր գումարի մոտավորապես կեսը (100 րոպե): Թեեւ լուծման մեջ գտնվող DC մոլեկուլները բախվում են նրանց արագորեն գաղթելու համար RO / NZVI կոմպոզիտային մակերեսին, որի արդյունքում զգալի կլանման է: 40 րոպեից հետո DC Adsorption- ը աստիճանաբար աճեց եւ դանդաղ, մինչեւ հավասարեցումը հասավ 60 րոպեից հետո (Նկար 7D): Քանի որ առաջին 40 րոպեի ընթացքում ողջամիտ գումարը խլացված է, DC մոլեկուլների հետ ավելի քիչ բախումներ կլինեն, եւ ավելի քիչ ակտիվ կայքեր կլինեն ոչ ծածկված մոլեկուլների համար: Հետեւաբար, գովազդային մակարդակը կարող է կրճատվել51:
Ավելի լավ հասկանալու համար adsorption կինետիկան, կեղծ առաջին կարգի գծային սյուժեները (Նկար 8A), կեղծ երկրորդ կարգը (Նկար 8 բ) եւ Էլովիչ (Նկար 8C) կինետիկ մոդելներ: Կինետիկ ուսումնասիրություններից ստացված պարամետրերից (Աղյուսակ S1), պարզ է դառնում, որ PseudoSecond մոդելը լավագույն մոդելն է AdSorption կինետիկոն նկարագրելու լավագույն մոդելը, որտեղ R2 արժեքը սահմանվում է ավելի բարձր, քան մյուս երկու մոդելներում: Նմանություն կա նաեւ հաշվարկված adsorption հզորությունների (QE, Cal) միջեւ: Կեղծ երկրորդ կարգը եւ փորձարարական արժեքները (QE, EXP.) Հետագա ապացույց են այն մասին, որ կեղծ երկրորդ կարգը ավելի լավ մոդել է, քան մյուս մոդելները: Ինչպես ցույց է տրված Աղյուսակ 1-ում, α (նախնական գովազդային մակարդակի) արժեքները հաստատում են, որ գովազդի մակարդակը ավելի բարձր է, քան անապատի ցուցանիշը, նշելով, որ DC- ն արդյունավետորեն ձգտում է RGO / NZVI52 կոմպոզիտային: Մի շարք
Գծային adsorption Կոպիտ-երկրորդ կարգի կինետիկ հողամասեր (ա), կեղծ-առաջին կարգի (B) եւ Elovich (C) [CO = 25-100 մգ L-1, pH = 7, t = 25 ° C, DOS = 0.05 G]:
Adsorption իզոթերմերի ուսումնասիրությունները օգնում են որոշել ADSORBENT (RGO / NRVI կոմպոզիտային) հարմարեցվածության կարողությունը տարբեր adsorbate կոնցենտրացիաների (DC) եւ համակարգի ջերմաստիճանում: Հիասթափության առավելագույն հզորությունը հաշվարկվել է օգտագործելով Langmuir իզոթերմը, որը ցույց է տվել, որ adsorption- ը համասեռ էր եւ ներառում էր ադսորբաթ մոնոլեռի ձեւավորումը `առանց նրանց միջեւ փոխազդեցության: Երկու այլ լայնորեն օգտագործված Isotherm մոդելներ Freundlich- ի եւ Temkin մոդելներն են: Չնայած Freundlich- ի մոդելը չի ​​օգտագործվում adsorption հզորությունը հաշվարկելու համար, այն օգնում է հասկանալ համերաշխության հետերոգենային գործընթացը, եւ այդ թափուր աշխատատեղերը տարբեր էներգիան ունեն, մինչդեռ Temkin մոդելը օգնում է հասկանալ Adsorption54- ի ֆիզիկական եւ քիմիական հատկությունները:
Նկարիչները, համապատասխանաբար, 9A-C շոուի գծային սյուժեներ Langmuir, Freindlich եւ Temkin մոդելներ: Freundlich- ից (Նկար 9 բ) գծային սյուժեներից (Նկար 2-ում ներկայացված R2 արժեքները եւ ներկայացվում են Աղյուսակ 2-ում: Langmuir Isotherm մոդելի օգտագործմամբ հաշվարկված Adsorption- ի առավելագույն հզորությունը (QMAX), 31.61 մգ G-1 էր: Բացի այդ, անիմաստ տարանջատման գործոնի (RL) հաշվարկված արժեքը 0-ից 1-ի սահմաններում է (0.097), նշելով բարենպաստ գովազդային գործընթաց: Հակառակ դեպքում, Freundlich- ի հաշվարկված անընդհատ (N = 2.756) ցույց է տալիս նախապատվությունը այս կլանման գործընթացին: Ըստ Temkin իզոթմի գծային մոդելի (Նկար 9C), DC- ի adsorption- ը RGO / NZVI Composite- ի վրա ֆիզիկական գովազդային գործընթաց է, քանի որ B- ն 82 KJ Mol-1 է (0.408) 55: Չնայած ֆիզիկական հարմարեցվածությունը սովորաբար միջնորդվում է թույլ վան դերասանական ուժերի կողմից, RGO / NZVI կոմպոզիտացիների ուղղակի ներկայիս հարմարեցված գովազդը պահանջում է ցածր մակարդակի էներգիաներ [56, 57]:
Freundlich (A), Langmuir (B), եւ Temkin (C) գծային adsorption իզոթերմներ [CO = 25-100 մգ L-1, pH = 7, t = 25 ° C, DOS = 0.05 G]: Van- ի հոֆի հավասարումը DC Adsorption- ի համար RGO / NZVI կոմպոզիցիաների համար (D) [CO = 25-100 մգ L-1, PH = 7, T = 25-55 ° C եւ DOS = 0.05 G]:
RGO / NZVI կոմպոզիցացիների համար ռեակցիայի ջերմաստիճանի փոփոխության ազդեցությունը գնահատելու համար RGO / NZVI կոմպոզիցացիրներից, ջերմոդինամիկ պարամետրերից, ինչպիսիք են Entropy փոփոխությունը (s), Entalpy փոփոխություն (δh) եւ անվճար էներգիայի փոփոխություն (δG) հաշվարկվել են հավասարումներից: 3 եւ 458:
որտեղ \ ({k} _ {e} \}} {{ae}} {{a}} {{c}} {e}} \) - ջերմոդինամիկ հավասարակշռության հաստատուն, CE եւ CAE - RO- ի լուծույթում, համապատասխանաբար / NZVI DC կոնցենտրացիաներ մակերեսային հավասարակշռության մեջ: R եւ RT- ն, համապատասխանաբար, գազի կայուն եւ հարմարեցված ջերմաստիճանն են: 1 / տ-ի դեմ LN KE- ն ուղիղ գիծ է տալիս (Նկար 9D), որից կարող են որոշվել δ ոն եւ h:
Բացասական δh արժեքը ցույց է տալիս, որ գործընթացը էկզոթերմ է: Մյուս կողմից, δh արժեքը ֆիզիկական համախմբման գործընթացում է: Աղյուսակ 3-ում բացասական δG արժեքները ցույց են տալիս, որ Adsorption- ը հնարավոր է եւ ինքնաբուխ: Δ- ի բացասական արժեքները ցույց են տալիս հեղուկ ինտերֆեյսում (Աղյուսակ 3) adsorbent մոլեկուլների բարձր կարգավորում:
Աղյուսակ 4-ը համեմատում է RGO / NZVI կոմպոզիտը նախորդ ուսումնասիրություններում հաղորդվող այլ adsorbents- ի հետ: Հասկանալի է, որ VGO / NCVI կոմպոզիտը բարձր մակարդակի կարողություն ունի եւ կարող է լինել հեռանկարային նյութեր `ջրից DC հակաբիոտիկների հեռացման համար: Բացի այդ, RGO / NZVI կոմպոզիցիաների գովազդը արագ գործընթաց է, հավասարաչափ ժամանակով 60 րոպե: Հոկտեմբեր / NZVI կոմպոզիցիաների հիանալի գովազդային հատկությունները կարելի է բացատրել RGO- ի եւ NZVI- ի սիներգիստական ​​ազդեցությամբ:
Թվերը 10 Ա, բ-ն ցույց են տալիս RGO / NZVI եւ NZVI համալիրների կողմից DC հակաբիոտիկների հեռացման ռացիոնալ մեխանիզմը: DC Adsorption- ի արդյունավետության վրա փորձի արդյունքների համաձայն `DC Adsorption- ի արդյունավետության վրա աճելով 3-ից 7-ը, DC Adsorption- ը RO- ի / NZVI կոմպոզիտայինի վրա չի վերահսկվել էլեկտրաստատիկ փոխազդեցություններով: Հետեւաբար, PH- ի արժեքի փոփոխությունը չի ազդել adsorption գործընթացի վրա: Հետագայում Adsorption մեխանիզմը կարող է վերահսկվել ոչ էլեկտրաստատիկ փոխազդեցություններով, ինչպիսիք են ջրածնի կապը, հիդրոֆոբ ազդեցությունները եւ π-π- ը `RGO / NZVI կոմպոզիտային եւ DC66- ի միջեւ: Հայտնի է, որ շերտավորված գրաֆինի մակերեւույթների վրա անուշաբույր գովազդի մեխանիզմը բացատրվել է π-π Stacking փոխազդեցություններով, որպես հիմնական շարժիչ ուժ: Կոմպոզիտը շերտավորված նյութ է, որը նման է գրաֆենին, որը կլանման առավելագույնը 233 նմ է, իսկ PR-π * անցման պատճառով: Հիմնվելով DC Adsorbate- ի մոլեկուլային կառուցվածքում չորս անուշաբույր օղակների առկայության հիման վրա, որ մենք ենթադրում ենք, որ կա π-π-stacking փոխազդեցության մեխանիզմ `անուշաբույր DC (EC էլեկտրոնային ընդունող) եւ R-Electrons- ով հարուստ տարածաշրջանում: / NZVI կոմպոզիտներ: Բացի այդ, ինչպես ցույց է տրված Նկ. 10B, FTIR- ի ուսումնասիրություններ `ուսումնասիրելու համար RGO / NZVI կոմպոզիցիաների մոլեկուլային փոխազդեցությունը DC- ի հետ, իսկ DC- ի Adsorption- ի RGO / NZVI կոմպոզիտցիների FTIR սպեկտրը ցուցադրվում է Նկար 10b- ում: 10 բ. Նոր գագաթը դիտվում է 2111 սմ -1-ում, որը համապատասխանում է C = C պարտատանի շրջանակային թրթռմանը, որը ցույց է տալիս 67 RGO / NZVI մակերեսին համապատասխան օրգանական ֆունկցիոնալ խմբերի ներկայությունը: Այլ գագաթները տեղափոխվում են 1561-ից 1548 սմ -1, իսկ 1399-ից 1360 սմ -1-ը, ինչը նաեւ հաստատում է, որ π-π փոխազդեցությունները կարեւոր դեր են խաղում գրաֆինի եւ օրգանական աղտոտիչների գովազդում 68,69: DC Adsorption- ից հետո որոշ թթվածնի պարունակող խմբերի ինտենսիվությունը, ինչպիսին է օխը, նվազել է մինչեւ 3270 սմ -1, ինչը ենթադրում է, որ ջրածնի կապը գովազդային մեխանիզմներից մեկն է: Այսպիսով, արդյունքների հիման վրա DC Adsorption- ը RGO / NZVI կոմպոզիտային է տեղի ունենում հիմնականում π-π Stacking փոխազդեցությունների եւ H- պարտատոմսերի պատճառով:
DC հակաբիոտիկների գովազդային մեխանիզմ `RGO / NZVI եւ NZVI համալիրների կողմից (A): DC- ի FTIR Adsorption- ի սպեկտրը RGO / NZVI եւ NZVI (B):
NZVI- ի կլանման խմբերի ինտենսիվությունը 3244, 1615, 1546 եւ 1011 սմ -1-ով աճել է NZVI- ի (նկ. 10 բ): Այնուամենայնիվ, բոլոր դիտվող խմբերում փոխանցման այս ցածր տոկոսը ցույց է տալիս, որ Phytosynthethethet adsorbent- ի (NZVI) adsorption արդյունավետության էական փոփոխություն NZVI- ի համեմատ: Ըստ NZVI71- ի որոշ DC հեռացման հետազոտությունների, երբ NZVI- ն արձագանքում է H2O- ի հետ, էլեկտրոնները թողարկվում են, իսկ հետո H + օգտագործվում է բարձր նվազեցվող ակտիվ ջրածնի արտադրություն: Վերջապես, որոշ կատիոնային միացություններ ընդունում են էլեկտրոններ ակտիվ ջրածինից, որի արդյունքում `C = N եւ -C = C- ն, որը վերագրվում է բենզինի օղակի պառակտմանը: