Nature.com သို့ ဝင်ရောက်ကြည့်ရှုသည့်အတွက် ကျေးဇူးတင်ပါသည်။ သင်အသုံးပြုနေသော browser ဗားရှင်းတွင် CSS ပံ့ပိုးမှု အကန့်အသတ်ရှိသည်။ အကောင်းဆုံးအတွေ့အကြုံအတွက်၊ အပ်ဒိတ်လုပ်ထားသော browser ကို အသုံးပြုရန် (သို့မဟုတ် Internet Explorer ရှိ Compatibility Mode ကို ပိတ်ရန်) အကြံပြုအပ်ပါသည်။ ထိုအတောအတွင်း၊ ဆက်လက်ပံ့ပိုးမှုရရှိစေရန်အတွက်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် ဆိုက်ကို styles နှင့် JavaScript မပါဘဲ render လုပ်ပါမည်။
ဤလုပ်ငန်းတွင်၊ rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများကို အန္တရာယ်နည်းသော ဓာတုပေါင်းစပ်မှုကဲ့သို့သော “အစိမ်းရောင်” ဓာတုဗေဒ၏ အခြေခံမူများနှင့် ကိုက်ညီစေရန် Sophora အဝါရောင်အရွက်ထုတ်ယူမှုကို လျှော့ချပေးသည့်အရာနှင့် တည်ငြိမ်အောင်ပြုလုပ်သည့်အရာအဖြစ် အသုံးပြု၍ ရိုးရှင်းပြီး ပတ်ဝန်းကျင်နှင့် သဟဇာတဖြစ်သော လုပ်ထုံးလုပ်နည်းကို အသုံးပြု၍ ပထမဆုံးအကြိမ်အဖြစ် ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်ခဲ့သည်။ အောင်မြင်သော ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်မှုကို ညွှန်ပြသည့် SEM၊ EDX၊ XPS၊ XRD၊ FTIR နှင့် zeta potential ကဲ့သို့သော ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများ၏ အောင်မြင်သော ပေါင်းစပ်မှုကို အတည်ပြုရန် ကိရိယာများစွာကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ ပဋိဇီဝဆေး doxycycline ၏ အစပြုအာရုံစူးစိုက်မှုအမျိုးမျိုးတွင် ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းအသစ်များနှင့် သန့်စင်သော nZVI ၏ ဖယ်ရှားနိုင်စွမ်းကို rGO နှင့် nZVI အကြား ပေါင်းစပ်အကျိုးသက်ရောက်မှုကို စုံစမ်းစစ်ဆေးရန် နှိုင်းယှဉ်ခဲ့သည်။ 25mg L-1၊ 25°C နှင့် 0.05g ဖယ်ရှားခြင်းအခြေအနေအောက်တွင် သန့်စင်သော nZVI ၏ စုပ်ယူဖယ်ရှားမှုနှုန်းမှာ 90% ရှိပြီး rGO/nZVI ပေါင်းစပ်မှုမှ doxycycline ၏ စုပ်ယူဖယ်ရှားမှုနှုန်းမှာ 94.6% အထိ ရောက်ရှိခဲ့ပြီး nZVI နှင့် rGO ရှိကြောင်း အတည်ပြုခဲ့သည်။ စုပ်ယူမှုလုပ်ငန်းစဉ်သည် pseudo-second order နှင့် ကိုက်ညီပြီး 25°C နှင့် pH 7 တွင် အများဆုံး စုပ်ယူနိုင်စွမ်း 31.61 mg g-1 ရှိသော Freundlich မော်ဒယ်နှင့် ကောင်းမွန်စွာ ကိုက်ညီပါသည်။ DC ဖယ်ရှားရန်အတွက် ကျိုးကြောင်းဆီလျော်သော ယန္တရားတစ်ခုကို အဆိုပြုထားပါသည်။ ထို့အပြင်၊ ဆက်တိုက် ပြန်လည်ထုတ်လုပ်သည့် စက်ဝန်းခြောက်ကြိမ်အပြီးတွင် rGO/nZVI ပေါင်းစပ်အသုံးပြုမှုသည် 60% ရှိသည်။
ရေရှားပါးမှုနှင့် ညစ်ညမ်းမှုသည် ယခုအခါ နိုင်ငံအားလုံးအတွက် ပြင်းထန်သောခြိမ်းခြောက်မှုတစ်ခုဖြစ်သည်။ မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း COVID-19 ကပ်ရောဂါကာလအတွင်း ထုတ်လုပ်မှုနှင့် သုံးစွဲမှု မြင့်တက်လာခြင်းကြောင့် ရေညစ်ညမ်းမှု၊ အထူးသဖြင့် ပဋိဇီဝဆေးညစ်ညမ်းမှု မြင့်တက်လာခဲ့သည်၁၊၂၊၃။ ထို့ကြောင့် ရေဆိုးများရှိ ပဋိဇီဝဆေးများကို ဖယ်ရှားရန်အတွက် ထိရောက်သောနည်းပညာတစ်ခု တီထွင်ခြင်းသည် အရေးတကြီးလုပ်ဆောင်ရမည့် လုပ်ငန်းတစ်ခုဖြစ်သည်။
တက်ထရာဆိုက်ကလင်းအုပ်စုမှ ခံနိုင်ရည်ရှိသော တစ်ဝက်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ ပဋိဇီဝဆေးများထဲမှ တစ်ခုမှာ ဒေါက်ဆီဆိုက်ကလင်း (DC)၄,၅ ဖြစ်သည်။ မြေအောက်ရေနှင့် မျက်နှာပြင်ရေများရှိ DC အကြွင်းအကျန်များကို ဇီဝဖြစ်စဉ်ပြောင်းလဲ၍မရဘဲ ၂၀-၅၀% သာ ဇီဝဖြစ်စဉ်ပြောင်းလဲပြီး ကျန်တာများမှာ ပတ်ဝန်းကျင်ထဲသို့ ထုတ်လွှတ်ပြီး ပြင်းထန်သော ပတ်ဝန်းကျင်နှင့် ကျန်းမာရေးပြဿနာများကို ဖြစ်ပေါ်စေကြောင်း သတင်းပို့ထားသည်၆။
DC ကို အဆင့်နိမ့်တွင် ထိတွေ့ခြင်းသည် ရေနေအလင်းစွမ်းအင်သုံး အဏုဇီဝများကို သေစေနိုင်ပြီး၊ အဏုဇီဝပိုးမွှားများ ပျံ့နှံ့မှုကို ခြိမ်းခြောက်ကာ အဏုဇီဝပိုးမွှားများကို ခံနိုင်ရည်ရှိစေသောကြောင့် ဤညစ်ညမ်းမှုကို ရေဆိုးမှ ဖယ်ရှားပစ်ရမည်။ ရေတွင် DC ၏ သဘာဝပျက်စီးယိုယွင်းမှုသည် အလွန်နှေးကွေးသော လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ အလင်းစွမ်းအင်သုံး ပြိုကွဲခြင်း၊ ဇီဝပျက်စီးခြင်းနှင့် စုပ်ယူခြင်းကဲ့သို့သော ရူပ-ဓာတု လုပ်ငန်းစဉ်များသည် အာရုံစူးစိုက်မှုနည်းပြီး အလွန်နိမ့်သောနှုန်းထားများဖြင့်သာ ပြိုကွဲနိုင်သည်7,8။ သို့သော် အသက်သာဆုံး၊ ရိုးရှင်းဆုံး၊ ပတ်ဝန်းကျင်နှင့် သဟဇာတဆုံး၊ ကိုင်တွယ်ရလွယ်ကူပြီး ထိရောက်မှုအရှိဆုံး နည်းလမ်းမှာ စုပ်ယူခြင်း9,10 ဖြစ်သည်။
နာနိုသုညဗယ်လတင်သံ (nZVI) သည် မက်ထရိုနိုက်ဒါဇိုးလ်၊ ဒိုင်အာဇီပမ်၊ စီပရိုဖလောက်ဆာစင်၊ ကလိုရမ်ဖီနီကောနှင့် တက်ထရာဆိုက်ကလင်းအပါအဝင် ရေမှ ပဋိဇီဝဆေးများစွာကို ဖယ်ရှားပေးနိုင်သည့် အလွန်အစွမ်းထက်သောပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤစွမ်းရည်သည် nZVI တွင်ရှိသော အံ့သြဖွယ်ကောင်းသောဂုဏ်သတ္တိများဖြစ်သည့် ဓာတ်ပြုမှုမြင့်မားခြင်း၊ မျက်နှာပြင်ဧရိယာကျယ်ဝန်းခြင်းနှင့် ပြင်ပချည်နှောင်သည့်နေရာများစွာရှိခြင်း11 ကြောင့်ဖြစ်သည်။ သို့သော် nZVI သည် ဗန်ဒါဝဲလ်အားများနှင့် မြင့်မားသောသံလိုက်ဂုဏ်သတ္တိများကြောင့် ရေဘက်ဆိုင်ရာမီဒီယာတွင် စုပုံလွယ်ပြီး nZVI10,12 ၏ ဓာတ်ပြုမှုကို ဟန့်တားသော အောက်ဆိုဒ်အလွှာများဖွဲ့စည်းခြင်းကြောင့် ညစ်ညမ်းပစ္စည်းများကို ဖယ်ရှားရာတွင် ၎င်း၏ထိရောက်မှုကို လျော့ကျစေသည်။ nZVI အမှုန်များစုပုံခြင်းကို ၎င်းတို့၏မျက်နှာပြင်များကို surfactants နှင့် polymers များဖြင့် ပြုပြင်မွမ်းမံခြင်း သို့မဟုတ် ၎င်းတို့ကို composites ပုံစံဖြင့် အခြား nanomaterials များနှင့် ပေါင်းစပ်ခြင်းဖြင့် လျှော့ချနိုင်ပြီး ပတ်ဝန်းကျင်တွင် ၎င်းတို့၏တည်ငြိမ်မှုကို မြှင့်တင်ရန် လက်တွေ့ကျသောချဉ်းကပ်မှုတစ်ခုဖြစ်ကြောင်း သက်သေပြခဲ့သည်13,14။
ဂရပ်ဖင်းသည် ပျားအုံကွက်ပုံစံ sp2-hybridized ကာဗွန်အက်တမ်များပါဝင်သော နှစ်ဘက်မြင်ကာဗွန်နာနိုပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းတွင် မျက်နှာပြင်ဧရိယာကြီးမားခြင်း၊ သိသာထင်ရှားသော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာအစွမ်းသတ္တိ၊ အလွန်ကောင်းမွန်သော လျှပ်စစ်ဓာတ်ကူပစ္စည်းလုပ်ဆောင်ချက်၊ အပူစီးကူးမှုမြင့်မားခြင်း၊ အီလက်ထရွန်ရွေ့လျားမှုမြန်ဆန်ခြင်းနှင့် ၎င်း၏မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ အော်ဂဲနစ်မဟုတ်သော နာနိုအမှုန်များကို ထောက်ပံ့ရန် သင့်လျော်သော သယ်ဆောင်ပစ္စည်းတစ်ခုရှိသည်။ သတ္တုနာနိုအမှုန်များနှင့် ဂရပ်ဖင်းပေါင်းစပ်မှုသည် ပစ္စည်းတစ်ခုစီ၏ တစ်ဦးချင်းအကျိုးကျေးဇူးများကို သိသိသာသာကျော်လွန်နိုင်ပြီး ၎င်း၏ သာလွန်ကောင်းမွန်သော ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ဓာတုဗေဒဂုဏ်သတ္တိများကြောင့် ပိုမိုထိရောက်သော ရေသန့်စင်မှုအတွက် နာနိုအမှုန်များကို အကောင်းဆုံးဖြန့်ဖြူးပေးစွမ်းနိုင်သည်15။
အပင်မှထုတ်ယူထားသော အရည်များသည် လျှော့ချထားသော ဂရပ်ဖင်းအောက်ဆိုဒ် (rGO) နှင့် nZVI ပေါင်းစပ်ရာတွင် အသုံးများသော အန္တရာယ်ရှိသော ဓာတုလျှော့ချရေးပစ္စည်းများအတွက် အကောင်းဆုံးရွေးချယ်မှုဖြစ်သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းတို့သည် ရရှိနိုင်သည်၊ ဈေးမကြီး၊ တစ်ဆင့်တည်းလုပ်ဆောင်နိုင်သည်၊ ပတ်ဝန်းကျင်နှင့် လိုက်လျောညီထွေဖြစ်ပြီး လျှော့ချရေးပစ္စည်းများအဖြစ် အသုံးပြုနိုင်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။ flavonoids နှင့် phenolic ဒြပ်ပေါင်းများကဲ့သို့သော ဒြပ်ပေါင်းများသည်လည်း တည်ငြိမ်စေသောပစ္စည်းအဖြစ် လုပ်ဆောင်သည်။ ထို့ကြောင့် Atriplex halimus L. အရွက်ထုတ်ယူမှုကို ဤလေ့လာမှုတွင် rGO/nZVI ပေါင်းစပ်မှုအတွက် ပြုပြင်ခြင်းနှင့် ပိတ်ခြင်းပစ္စည်းအဖြစ် အသုံးပြုခဲ့သည်။ Amaranthaceae မျိုးရင်းမှ Atriplex halimus သည် နိုက်ထရိုဂျင်ကို နှစ်သက်သော နှစ်ရှည်ချုံပင်တစ်မျိုးဖြစ်ပြီး ပထဝီဝင်အနေအထားအရ ကျယ်ပြန့်စွာ ပေါက်ရောက်သည်။
ရရှိနိုင်သော စာပေများအရ Atriplex halimus (A. halimus) ကို စီးပွားရေးအရနှင့် ပတ်ဝန်းကျင်နှင့် သဟဇာတဖြစ်သော ပေါင်းစပ်နည်းလမ်းတစ်ခုအဖြစ် rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများပြုလုပ်ရန် ပထမဆုံးအသုံးပြုခဲ့သည်။ ထို့ကြောင့်၊ ဤလုပ်ငန်း၏ ရည်ရွယ်ချက်တွင် အပိုင်းလေးပိုင်းပါဝင်သည်- (1) A. halimus ရေနေအရွက်ထုတ်ယူမှုကို အသုံးပြု၍ rGO/nZVI နှင့် မိဘ nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများ၏ phytosynthesis၊ (2) ၎င်းတို့၏ အောင်မြင်သော ထုတ်လုပ်မှုကို အတည်ပြုရန် နည်းလမ်းများစွာကို အသုံးပြု၍ phytosynthized ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများ၏ လက္ခဏာရပ်များကို ဖော်ထုတ်ခြင်း၊ (3) မတူညီသော တုံ့ပြန်မှု parameters များအောက်တွင် doxycycline ပဋိဇီဝဆေးများ၏ အော်ဂဲနစ်ညစ်ညမ်းပစ္စည်းများကို စုပ်ယူခြင်းနှင့် ဖယ်ရှားခြင်းတွင် rGO နှင့် nZVI ၏ synergistic effect ကို လေ့လာခြင်း၊ စုပ်ယူမှုလုပ်ငန်းစဉ်၏ အခြေအနေများကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် လုပ်ဆောင်ခြင်း၊ (3) လုပ်ငန်းစဉ်လည်ပတ်မှုပြီးနောက် စဉ်ဆက်မပြတ်ကုသမှုအမျိုးမျိုးတွင် composite ပစ္စည်းများကို စုံစမ်းစစ်ဆေးခြင်း။
Doxycycline hydrochloride (DC, MM = 480.90, ဓာတုဗေဒဖော်မြူလာ C22H24N2O·HCl, 98%), iron chloride hexahydrate (FeCl3.6H2O, 97%), Sigma-Aldrich, USA မှ ဝယ်ယူခဲ့သော ဂရပ်ဖိုက်မှုန့်။ ဆိုဒီယမ်ဟိုက်ဒရောက်ဆိုဒ် (NaOH, 97%), အီသနော (C2H5OH, 99.9%) နှင့် ဟိုက်ဒရိုကလိုရစ်အက်ဆစ် (HCl, 37%) တို့ကို Merck, USA မှ ဝယ်ယူခဲ့သည်။ NaCl, KCl, CaCl2, MnCl2 နှင့် MgCl2 တို့ကို Tianjin Comio Chemical Reagent Co., Ltd မှ ဝယ်ယူခဲ့သည်။ ဓါတ်ပြုပစ္စည်းများအားလုံးသည် မြင့်မားသော ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာသန့်စင်မှုရှိသည်။ ရေပျော်ရည်အားလုံးကို ပြင်ဆင်ရန် နှစ်ထပ်ပေါင်းခံရေကို အသုံးပြုခဲ့သည်။
A. halimus ၏ ကိုယ်စားပြု နမူနာများကို နိုင်းမြစ်ဝကျွန်းပေါ်ဒေသရှိ ၎င်းတို့၏ သဘာဝနေရင်းဒေသများနှင့် အီဂျစ်နိုင်ငံ၏ မြေထဲပင်လယ်ကမ်းရိုးတန်းတစ်လျှောက်ရှိ မြေများမှ စုဆောင်းခဲ့သည်။ အပင်ပစ္စည်းများကို သက်ဆိုင်ရာ အမျိုးသားနှင့် နိုင်ငံတကာ လမ်းညွှန်ချက်များနှင့်အညီ စုဆောင်းခဲ့သည်။ ပါမောက္ခ Manal Fawzi သည် Boulos18 အရ အပင်နမူနာများကို ဖော်ထုတ်ခဲ့ပြီး အလက်ဇန္ဒရီးယားတက္ကသိုလ်၏ ပတ်ဝန်းကျင်သိပ္ပံဌာနသည် သိပ္ပံနည်းကျ ရည်ရွယ်ချက်များအတွက် လေ့လာထားသော အပင်မျိုးစိတ်များ စုဆောင်းခြင်းကို ခွင့်ပြုသည်။ နမူနာ ဘောက်ချာများကို Tanta တက္ကသိုလ် Herbarium (TANE) တွင် သိမ်းဆည်းထားပြီး၊ ဘောက်ချာနံပါတ် 14 122–14 127 သည် အပ်နှံထားသော ပစ္စည်းများကို ဝင်ရောက်ကြည့်ရှုခွင့်ပေးသည့် အများပြည်သူသုံး herbarium တွင် သိမ်းဆည်းထားသည်။ ထို့အပြင်၊ ဖုန်မှုန့် သို့မဟုတ် အညစ်အကြေးများကို ဖယ်ရှားရန်အတွက် အပင်၏ အရွက်များကို အပိုင်းအစငယ်များအဖြစ် လှီးဖြတ်ပြီး ရေပိုက်ခေါင်းနှင့် ပေါင်းခံရေဖြင့် ၃ ကြိမ်ဆေးကြောပြီးနောက် ၅၀°C တွင် အခြောက်ခံသည်။ အပင်ကို ကြိတ်ချေပြီး အမှုန့် ၅ ဂရမ်ကို ပေါင်းခံရေ ၁၀၀ ml တွင် နှစ်ထားပြီး ထုတ်ယူမှုရရှိရန် ၇၀°C တွင် ၂၀ မိနစ်ကြာ မွှေပေးသည်။ ရရှိလာသော Bacillus nicotianae ထုတ်ယူမှုကို Whatman filter paper ဖြင့် စစ်ထုတ်ပြီး သန့်ရှင်းပြီး ပိုးသတ်ထားသော ပြွန်များထဲတွင် ၄ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်တွင် သိမ်းဆည်းကာ နောက်ထပ်အသုံးပြုရန်အတွက် သိမ်းဆည်းထားသည်။
ပုံ ၁ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ GO ကို ပြုပြင်ထားသော Hummers နည်းလမ်းဖြင့် ဂရပ်ဖိုက်မှုန့်မှ ပြုလုပ်ထားသည်။ GO အမှုန့် ၁၀ မီလီဂရမ်ကို အိုင်းယွန်းကင်းစင်သောရေ ၅၀ မီလီလီတာတွင် sonication အောက်တွင် ၃၀ မိနစ်ကြာ ဖြန်းပြီးနောက် FeCl3 ၀.၉ ဂရမ်နှင့် NaAc ၂.၉ ဂရမ်ကို ၆၀ မိနစ်ကြာ ရောမွှေခဲ့သည်။ atriplex အရွက်ထုတ်ယူမှု ၂၀ မီလီလီတာကို မွှေထားသောအရည်ထဲသို့ထည့်ပြီး မွှေပေးခြင်းဖြင့် ၈၀°C တွင် ၈ နာရီကြာထားခဲ့သည်။ ရရှိလာသော အနက်ရောင်ဆပ်ပြာရည်ကို စစ်ထုတ်ခဲ့သည်။ ပြင်ဆင်ထားသော nanocomposites များကို အီသနောနှင့် bidistilled ရေတို့ဖြင့် ဆေးကြောပြီးနောက် ၅၀°C ရှိ vacuum oven တွင် ၁၂ နာရီကြာ အခြောက်ခံခဲ့သည်။
rGO/nZVI နှင့် nZVI ဒြပ်ပေါင်းများ၏ အစိမ်းရောင်ပေါင်းစပ်မှုနှင့် Atriplex halimus ထုတ်ယူမှုကို အသုံးပြု၍ ညစ်ညမ်းသောရေမှ DC ပဋိဇီဝဆေးများကို ဖယ်ရှားခြင်း၏ ပုံကြမ်းနှင့် ဒစ်ဂျစ်တယ်ဓာတ်ပုံများ။
အကျဉ်းချုပ်ပြောရလျှင် ပုံ ၁ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ 0.05 M Fe3+ အိုင်းယွန်းများပါဝင်သော သံကလိုရိုက် ပျော်ရည် ၁၀ မီလီလီတာကို ခါးသောအရွက်ထုတ်ယူမှု ပျော်ရည် ၂၀ မီလီလီတာထဲသို့ အလယ်အလတ်အပူပေးခြင်းနှင့် မွှေခြင်းဖြင့် မိနစ် ၆၀ ကြာထည့်ပြီးနောက် ပျော်ရည်ကို 14,000 rpm (Hermle , 15,000 rpm) တွင် ၁၅ မိနစ်ကြာ centrifuge လုပ်၍ အနက်ရောင်အမှုန်များရရှိစေပြီးနောက် အီသနောနှင့် ပေါင်းခံရေဖြင့် ၃ ကြိမ်ဆေးကြောပြီးနောက် ၆၀°C ရှိ vacuum oven တွင် တစ်ညလုံးအခြောက်ခံခဲ့သည်။
အပင်မှ ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်ထားသော rGO/nZVI နှင့် nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများကို 200-800 nm စကင်န်ဖတ်ခြင်းအကွာအဝေးရှိ UV-visible spectroscopy (T70/T80 series UV/Vis spectrophotometers, PG Instruments Ltd, UK) ဖြင့် သွင်ပြင်လက္ခဏာရပ်များ ဖော်ပြခဲ့သည်။ rGO/nZVI နှင့် nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများ၏ မြေမျက်နှာသွင်ပြင်နှင့် အရွယ်အစားဖြန့်ဖြူးမှုကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာရန်အတွက် TEM spectroscopy (JOEL, JEM-2100F, Japan, accelerating voltage 200 kV) ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ ပြန်လည်ကောင်းမွန်လာခြင်းနှင့် တည်ငြိမ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်အတွက် တာဝန်ရှိသော အပင်ထုတ်ယူမှုများတွင် ပါဝင်နိုင်သည့် လုပ်ဆောင်ချက်အုပ်စုများကို အကဲဖြတ်ရန်အတွက် FT-IR spectroscopy ကို ပြုလုပ်ခဲ့သည် (4000-600 cm-1 အကွာအဝေးရှိ JASCO spectrometer)။ ထို့အပြင်၊ ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်ထားသော နာနိုပစ္စည်းများ၏ မျက်နှာပြင်အားသွင်းမှုကို လေ့လာရန် zeta potential analyzer (Zetasizer Nano ZS Malvern) ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ အမှုန့်နာနိုပစ္စည်းများ၏ X-ray diffraction တိုင်းတာမှုများအတွက်၊ X-ray diffractometer (X'PERT PRO၊ နယ်သာလန်) ကို အသုံးပြုခဲ့ပြီး၊ 20° မှ 80° အတွင်း 2θ အကွာအဝေးရှိ လျှပ်စီးကြောင်း (40 mA)၊ ဗို့အား (45 kV) နှင့် CuKa1 ရောင်ခြည် (\(\lambda =\ ) 1.54056 Ao) တွင် လည်ပတ်နေပါသည်။ စွမ်းအင်ပျံ့နှံ့ X-ray spectrometer (EDX) (မော်ဒယ် JEOL JSM-IT100) သည် XPS ပေါ်တွင် -10 မှ 1350 eV အထိ Al K-α monochromatic X-rays များကို စုဆောင်းသည့်အခါ ဒြပ်စင်ဖွဲ့စည်းမှုကို လေ့လာရန် တာဝန်ရှိပြီး၊ အစက်အရွယ်အစား 400 μm K-ALPHA (Thermo Fisher Scientific, USA) သည် ရောင်စဉ်အပြည့်၏ ပို့လွှတ်စွမ်းအင်မှာ 200 eV ဖြစ်ပြီး ကျဉ်းမြောင်းသောရောင်စဉ်မှာ 50 eV ဖြစ်သည်။ အမှုန့်နမူနာကို နမူနာကိုင်ဆောင်ကိရိယာပေါ်တွင် ဖိထားပြီး vacuum chamber တွင် ထားရှိသည်။ C 1 s ရောင်စဉ်ကို 284.58 eV တွင် ချည်နှောင်စွမ်းအင်ကို ဆုံးဖြတ်ရန် အကိုးအကားအဖြစ် အသုံးပြုခဲ့သည်။
ရေအရည်များမှ doxycycline (DC) ကို ဖယ်ရှားရာတွင် ပေါင်းစပ်ထားသော rGO/nZVI nanocomposites များ၏ ထိရောက်မှုကို စမ်းသပ်ရန် adsorption စမ်းသပ်ချက်များကို ပြုလုပ်ခဲ့ပါသည်။ Adsorption စမ်းသပ်ချက်များကို orbital shaker (Stuart, Orbital Shaker/SSL1) ပေါ်တွင် 25 ml Erlenmeyer flasks များတွင် 298 K တွင် 200 rpm လှုပ်ခါနှုန်းဖြင့် ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ DC stock solution (1000 ppm) ကို bidistilled water ဖြင့် ရောစပ်ခြင်းဖြင့် ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ adsorption efficiency အပေါ် rGO/nSVI ဆေးပမာဏ၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုကို အကဲဖြတ်ရန်အတွက် DC solution 20 ml ထဲသို့ အလေးချိန်အမျိုးမျိုး (0.01–0.07 g) ရှိသည့် nanocomposites များကို ထည့်သွင်းခဲ့သည်။ kinetics နှင့် adsorption isotherms များကို လေ့လာရန်အတွက် adsorbent 0.05 g ကို CD ၏ ရေအရည်တွင် ကနဦးအာရုံစူးစိုက်မှု (25–100 mg L–1) နှစ်မြှုပ်ခဲ့သည်။ pH (3–11) နှင့် 25°C တွင် 50 mg L-1 အစပိုင်းပါဝင်မှုတွင် pH ၏ DC ဖယ်ရှားခြင်းအပေါ် အကျိုးသက်ရောက်မှုကို လေ့လာခဲ့သည်။ HCl သို့မဟုတ် NaOH ပျော်ရည်အနည်းငယ် (Crison pH meter၊ pH meter၊ pH 25) ထည့်ခြင်းဖြင့် စနစ်၏ pH ကို ချိန်ညှိပါ။ ထို့အပြင်၊ 25-55°C အတိုင်းအတာရှိ adsorption စမ်းသပ်မှုများအပေါ် ဓာတ်ပြုမှုအပူချိန်၏ သြဇာလွှမ်းမိုးမှုကို စုံစမ်းစစ်ဆေးခဲ့သည်။ adsorption လုပ်ငန်းစဉ်အပေါ် အိုင်းယွန်းအစွမ်း၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုကို 50 mg L–1၊ pH 3 နှင့် 7၊ DC အစပိုင်းပါဝင်မှုတွင် NaCl (0.01–4 mol L–1) ၏ အမျိုးမျိုးသော ပါဝင်မှုများ၊ 25°C နှင့် adsorbent dose 0.05 g တို့ကို ထည့်ခြင်းဖြင့် လေ့လာခဲ့သည်။ adsorbed မလုပ်သော DC ၏ adsorption ကို အမြင့်ဆုံး wavelengths (λmax) 270 နှင့် 350 nm တွင် 1.0 cm path length quartz cuvettes များ တပ်ဆင်ထားသော dual beam UV-Vis spectrophotometer (T70/T80 series, PG Instruments Ltd, UK) ကို အသုံးပြု၍ တိုင်းတာခဲ့သည်။ DC ပဋိဇီဝဆေးများ ရာခိုင်နှုန်း ဖယ်ရှားခြင်း (R%; Eq. 1) နှင့် DC စုပ်ယူမှုပမာဏ၊ qt၊ Eq. 2 (mg/g) ကို အောက်ပါညီမျှခြင်းကို အသုံးပြု၍ တိုင်းတာခဲ့သည်။
%R သည် DC ဖယ်ရှားနိုင်စွမ်း (%) ဖြစ်ပြီး၊ Co သည် အချိန် 0 တွင် ကနဦး DC ပါဝင်မှုဖြစ်ပြီး၊ C သည် အချိန် t တွင် အသီးသီး DC ပါဝင်မှု (mg L-1) ဖြစ်သည်။
qe သည် adsorbent ၏ unit mass လျှင်စုပ်ယူသော DC ပမာဏ (mg g-1) ဖြစ်ပြီး၊ Co နှင့် Ce တို့သည် သုညအချိန်နှင့် မျှခြေတွင် အသီးသီးပါဝင်မှုများ (mg l-1) ဖြစ်ပြီး၊ V သည် solution volume (l) ဖြစ်ပြီး၊ m သည် adsorption mass reagent (g) ဖြစ်သည်။
SEM ပုံရိပ်များ (ပုံ ၂က-ဂ) သည် မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ညီညာစွာ ပျံ့နှံ့နေသော လုံးဝိုင်းသံ နာနိုအမှုန်များပါသည့် rGO/nZVI ပေါင်းစပ်မှု၏ lamellar morphology ကို ပြသထားပြီး nZVI NPs များကို rGO မျက်နှာပြင်သို့ အောင်မြင်စွာ ချိတ်ဆက်နိုင်ကြောင်း ညွှန်ပြနေသည်။ ထို့အပြင်၊ rGO အရွက်တွင် အရေးအကြောင်းအချို့ရှိပြီး A. halimus GO ပြန်လည်ထူထောင်ခြင်းနှင့်အတူ အောက်ဆီဂျင်ပါဝင်သော အုပ်စုများကို တစ်ပြိုင်နက်တည်း ဖယ်ရှားခြင်းကို အတည်ပြုသည်။ ဤကြီးမားသော အရေးအကြောင်းများသည် သံ NPs များကို တက်ကြွစွာ ထည့်သွင်းရန် နေရာများအဖြစ် လုပ်ဆောင်သည်။ nZVI ပုံရိပ်များ (ပုံ ၂ဃ-ဖ) သည် လုံးဝိုင်းသံ NPs များသည် အလွန်ပြန့်ကျဲနေပြီး စုစည်းမှုမရှိကြောင်း ပြသခဲ့ပြီး၊ ၎င်းသည် အပင်ထုတ်ယူမှု၏ ရုက္ခဗေဒဆိုင်ရာ အစိတ်အပိုင်းများ၏ အပေါ်ယံလွှာသဘောသဘာဝကြောင့်ဖြစ်သည်။ အမှုန်အရွယ်အစားသည် 15-26 nm အတွင်း ကွဲပြားသည်။ သို့သော်၊ အချို့ဒေသများတွင် ဖောင်းကြွမှုနှင့် အခေါင်းပေါက်များ၏ဖွဲ့စည်းပုံရှိသော mesoporous morphology ရှိပြီး၊ ၎င်းသည် nZVI ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် DC မော်လီကျူးများကို ထောင်ချောက်ဆင်နိုင်ခြေကို တိုးစေနိုင်သောကြောင့် nZVI ၏ မြင့်မားသောထိရောက်သော စုပ်ယူနိုင်စွမ်းကို ပေးစွမ်းနိုင်သည်။ Rosa Damascus ထုတ်ယူမှုကို nZVI ပေါင်းစပ်မှုအတွက်အသုံးပြုသောအခါ၊ ရရှိလာသော NPs များသည် တသမတ်တည်းမရှိ၊ အပေါက်များနှင့် မတူညီသောပုံသဏ္ဍာန်များရှိပြီး၊ ၎င်းသည် Cr(VI) စုပ်ယူမှုတွင် ၎င်းတို့၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို လျော့ကျစေပြီး ဓာတ်ပြုမှုအချိန် ၂၃ ကို တိုးစေသည်။ ရလဒ်များသည် ဝက်သစ်ချပင်နှင့် မာလ်ဘယ်ရီရွက်များမှ ပေါင်းစပ်ထားသော nZVI နှင့် ကိုက်ညီပြီး၊ ၎င်းတို့သည် သိသာထင်ရှားသော စုပုံခြင်းမရှိဘဲ အဓိကအားဖြင့် နာနိုမီတာအရွယ်အစားအမျိုးမျိုးရှိသော ဂလိုဘယ်အမှုန်များဖြစ်သည်။
rGO/nZVI (AC)၊ nZVI (D၊ E) ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများ၏ SEM ပုံရိပ်များနှင့် nZVI/rGO (G) နှင့် nZVI (H) ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများ၏ EDX ပုံစံများ။
အပင်မှ ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်ထားသော rGO/nZVI နှင့် nZVI ပေါင်းစပ်ဒြပ်စင်များ၏ ဒြပ်စင်ဖွဲ့စည်းမှုကို EDX (ပုံ 2G၊ H) ကို အသုံးပြု၍ လေ့လာခဲ့သည်။ လေ့လာမှုများအရ nZVI တွင် ကာဗွန် (ဒြပ်ထုအားဖြင့် 38.29%)၊ အောက်ဆီဂျင် (ဒြပ်ထုအားဖြင့် 47.41%) နှင့် သံ (ဒြပ်ထုအားဖြင့် 11.84%) တို့ ပါဝင်သော်လည်း ဖော့စဖရပ်စ်24 ကဲ့သို့သော အခြားဒြပ်စင်များလည်း ရှိနေပြီး ၎င်းတို့ကို အပင်မှ ထုတ်ယူထားသော အရာများမှ ရရှိနိုင်သည်။ ထို့အပြင်၊ ကာဗွန်နှင့် အောက်ဆီဂျင် ရာခိုင်နှုန်း မြင့်မားခြင်းသည် မြေအောက် nZVI နမူနာများတွင် အပင်မှ ထုတ်ယူထားသော အရာများမှ ရရှိသော အပင်ဓာတုပစ္စည်းများ ရှိနေခြင်းကြောင့် ဖြစ်သည်။ ဤဒြပ်စင်များကို rGO တွင် ညီတူညီမျှ ဖြန့်ဝေထားသော်လည်း အချိုးအစား အမျိုးမျိုးဖြင့် ကွဲပြားသည်- C (39.16 wt %)၊ O (46.98 wt %) နှင့် Fe (10.99 wt %)၊ EDX rGO/nZVI သည် အပင်မှ ထုတ်ယူထားသော အရာများနှင့် ဆက်စပ်နိုင်သည့် S ကဲ့သို့သော အခြားဒြပ်စင်များ ရှိနေကြောင်းလည်း ပြသသည်။ A. halimus ကိုအသုံးပြုသည့် rGO/nZVI composite တွင် လက်ရှိ C:O အချိုးနှင့် သံဓာတ်ပါဝင်မှုသည် ယူကလစ်ရွက်ထုတ်ယူမှုကို အသုံးပြုခြင်းထက် များစွာသာလွန်ကောင်းမွန်ပါသည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းသည် C (23.44 wt.%)၊ O (68.29 wt.%) နှင့် Fe (8.27 wt.%) တို့၏ ဖွဲ့စည်းမှုကို သွင်ပြင်လက္ခဏာပြသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ ၂၅။ Nataša et al., 2022 တွင် ဝက်သစ်ချပင်နှင့် မာလ်ဘယ်ရီရွက်များမှ ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်ထားသော nZVI ၏ အလားတူဒြပ်စင်ဖွဲ့စည်းမှုကို အစီရင်ခံခဲ့ပြီး အရွက်ထုတ်ယူမှုတွင်ပါရှိသော ပိုလီဖီနောအုပ်စုများနှင့် အခြားမော်လီကျူးများသည် လျှော့ချခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အတွက် တာဝန်ရှိကြောင်း အတည်ပြုခဲ့သည်။
အပင်များတွင် ပေါင်းစပ်ထားသော nZVI ၏ ပုံသဏ္ဌာန်သည် (ပုံ S2A၊ B) လုံးဝိုင်းပုံသဏ္ဌာန်ရှိပြီး တစ်စိတ်တစ်ပိုင်း မမှန်ဘဲ ပျမ်းမျှအမှုန်အရွယ်အစား 23.09 ± 3.54 nm ရှိသည်၊ သို့သော် van der Waals အားများနှင့် ferromagnetism ကြောင့် ကွင်းဆက်အစုအဝေးများကို တွေ့ရှိခဲ့ရသည်။ ဤအဓိကအားဖြင့် အမှုန်အမွှားနှင့် လုံးဝိုင်းပုံသဏ္ဌာန်သည် SEM ရလဒ်များနှင့် ကောင်းစွာကိုက်ညီပါသည်။ အလားတူလေ့လာတွေ့ရှိချက်ကို Abdelfatah et al. မှ 2021 ခုနှစ်တွင် nZVI11 ပေါင်းစပ်မှုတွင် castor bean leaf extract ကို အသုံးပြုခဲ့စဉ်က တွေ့ရှိခဲ့သည်။ nZVI တွင် reducing agent အဖြစ်အသုံးပြုသော Ruelas tuberosa leaf extract NPs များသည် အချင်း 20 မှ 40 nm26 ရှိသော လုံးဝိုင်းပုံသဏ္ဌာန်ရှိသည်။
Hybrid rGO/nZVI ပေါင်းစပ် TEM ပုံများ (ပုံ S2C-D) က rGO သည် nZVI NP များအတွက် loading sites များစွာကို ပံ့ပိုးပေးသည့် marginal folds နှင့် wrinkles များပါရှိသော basal plane ဖြစ်ကြောင်းပြသခဲ့သည်။ ဤ lamellar morphology သည် rGO ၏အောင်မြင်သောထုတ်လုပ်မှုကိုလည်း အတည်ပြုသည်။ ထို့အပြင်၊ nZVI NP များသည် 5.32 မှ 27 nm အထိ အမှုန်အရွယ်အစားရှိသော spherical shape ရှိပြီး rGO အလွှာတွင် တစ်ပြေးညီပျံ့နှံ့မှုဖြင့် ထည့်သွင်းထားသည်။ ယူကလစ်ရွက်ထုတ်ယူမှုကို Fe NPs/rGO များကို ပေါင်းစပ်ရန်အသုံးပြုခဲ့သည်။ TEM ရလဒ်များက rGO အလွှာရှိ wrinkles များသည် သန့်စင်သော Fe NPs များထက် Fe NPs များ၏ပျံ့နှံ့မှုကို ပိုမိုတိုးတက်ကောင်းမွန်စေပြီး composites များ၏ reactivity ကို တိုးမြှင့်ပေးကြောင်းလည်း အတည်ပြုခဲ့သည်။ Bagheri et al. 28 မှ ပျမ်းမျှသံ nanoparticle အရွယ်အစား 17.70 nm ခန့်ရှိသော ultrasonic နည်းပညာများကို အသုံးပြု၍ composite ကို ထုတ်လုပ်သောအခါ အလားတူရလဒ်များကို ရရှိခဲ့သည်။
A. halimus၊ nZVI၊ GO၊ rGO နှင့် rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများ၏ FTIR ရောင်စဉ်များကို ပုံ ၃က တွင် ပြသထားသည်။ A. halimus ၏ အရွက်များတွင် မျက်နှာပြင် လုပ်ဆောင်ချက်အုပ်စုများ ရှိနေခြင်းကို polyphenols နှင့် ကိုက်ညီသော 3336 cm-1 တွင် တွေ့ရှိရပြီး ပရိုတင်းမှ ထုတ်လုပ်သော carbonyl အုပ်စုများနှင့် ကိုက်ညီသော 1244 cm-1 တွင် တွေ့ရှိရသည်- 2918 cm-1 ရှိ alkanes၊ 1647 cm-1 ရှိ alkenes နှင့် 1030 cm-1 ရှိ CO-O-CO extensions ကဲ့သို့သော အခြားအုပ်စုများကိုလည်း တွေ့ရှိခဲ့ရပြီး၊ တံဆိပ်ခတ်ခြင်း အေးဂျင့်များအဖြစ် လုပ်ဆောင်ပြီး Fe2+ မှ Fe0 သို့ ပြန်လည်ကောင်းမွန်လာစေရန်နှင့် GO မှ rGO29 သို့ ပြန်လည်ကောင်းမွန်လာစေရန် တာဝန်ရှိသော အပင်အစိတ်အပိုင်းများ ရှိနေခြင်းကို ညွှန်ပြသည်။ ယေဘုယျအားဖြင့် nZVI ရောင်စဉ်များသည် ခါးသော သကြားများကဲ့သို့ စုပ်ယူမှု ထိပ်ဖျားများကို ပြသသော်လည်း အနည်းငယ် ရွေ့လျားသော အနေအထားဖြင့် ပြသသည်။ OH ဆန့်ထုတ်တုန်ခါမှုများ (ဖီနောများ) နှင့် ဆက်စပ်၍ 3244 cm-1 တွင် ပြင်းထန်သော band တစ်ခုပေါ်လာပြီး၊ 1615 တွင် အထွတ်အထိပ်သည် C=C နှင့် ကိုက်ညီပြီး၊ 1546 နှင့် 1011 cm-1 တွင် band များသည် C=O (ပိုလီဖီနောများနှင့် ဖလေဗိုးနွိုက်များ)၊ အမွှေးနံ့သာ အမိုင်းများ၏ CN အုပ်စုများနှင့် အလီဖက်တစ် အမိုင်းများ ဆန့်ထုတ်ခြင်းကြောင့် ပေါ်ပေါက်လာပြီး၊ 1310 cm-1 နှင့် 1190 cm-1 တွင် အသီးသီး တွေ့ရှိခဲ့ရသည်13။ GO ၏ FTIR spectrum သည် 1041 cm-1 တွင် အယ်လ်ကို့ဆီ (CO) ဆန့်ထုတ် band၊ 1291 cm-1 တွင် epoxy (CO) ဆန့်ထုတ် band၊ C=O ဆန့်ထုတ် အပါအဝင် မြင့်မားသော intensity အောက်ဆီဂျင်ပါဝင်သော အုပ်စုများစွာ ရှိနေခြင်းကို ပြသသည်။ 1619 cm-1 တွင် C=C ဆန့်တန်းတုန်ခါမှုများ၊ 1708 cm-1 တွင် band တစ်ခုနှင့် 3384 cm-1 တွင် OH အုပ်စုဆန့်တန်းတုန်ခါမှုများ၏ ကျယ်ပြန့်သော band တစ်ခု ပေါ်လာခဲ့ပြီး ၎င်းကို တိုးတက်ကောင်းမွန်သော Hummers နည်းလမ်းဖြင့် အတည်ပြုခဲ့ပြီး ဂရပ်ဖိုက်လုပ်ငန်းစဉ်ကို အောင်မြင်စွာ အောက်ဆီဒေးရှင်းလုပ်နိုင်ခဲ့သည်။ rGO နှင့် rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများကို GO ရောင်စဉ်တန်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်သောအခါ၊ 3270 cm-1 ရှိ OH ကဲ့သို့သော အောက်ဆီဂျင်ပါဝင်သော အုပ်စုအချို့၏ ပြင်းထန်မှုသည် သိသိသာသာ လျော့ကျသွားပြီး 1729 cm-1 ရှိ C=O ကဲ့သို့သော အခြားအုပ်စုများမှာ လုံးဝလျော့ကျသွားသည်။ ၎င်းသည် A. halimus ထုတ်ယူမှုဖြင့် GO တွင် အောက်ဆီဂျင်ပါဝင်သော လုပ်ဆောင်ချက်အုပ်စုများကို အောင်မြင်စွာ ဖယ်ရှားခဲ့ကြောင်း ညွှန်ပြနေသည်။ C=C တင်းမာမှုတွင် rGO ၏ ထက်မြက်သော လက္ခဏာရပ်အသစ်များကို 1560 နှင့် 1405 cm-1 ဝန်းကျင်တွင် တွေ့ရှိခဲ့ရပြီး ၎င်းသည် GO မှ rGO သို့ လျှော့ချခြင်းကို အတည်ပြုသည်။ 1043 မှ 1015 cm-1 နှင့် 982 မှ 918 cm-1 အထိ ကွဲပြားမှုများကို တွေ့ရှိခဲ့ရပြီး၊ ၎င်းသည် အပင်ပစ္စည်းများ ပါဝင်မှုကြောင့် ဖြစ်နိုင်သည်31,32။ Weng et al., 2018 သည် GO တွင် အောက်ဆီဂျင်ပါဝင်သော လုပ်ဆောင်ချက်အုပ်စုများ သိသိသာသာ လျော့ပါးသွားခြင်းကိုလည်း တွေ့ရှိခဲ့ပြီး ဇီဝလျှော့ချမှုဖြင့် rGO ကို အောင်မြင်စွာ ဖွဲ့စည်းနိုင်ကြောင်း အတည်ပြုခဲ့သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် လျှော့ချထားသော သံ graphene oxide ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများကို ပေါင်းစပ်ရန် အသုံးပြုသည့် ယူကလစ်ရွက် ထုတ်ယူမှုများသည် အပင်အစိတ်အပိုင်း လုပ်ဆောင်ချက်အုပ်စုများ၏ ပိုမိုနီးကပ်သော FTIR ရောင်စဉ်များကို ပြသခဲ့သောကြောင့်ဖြစ်သည်။33။
A. ဂယ်လီယမ်၊ nZVI၊ rGO၊ GO၊ composite rGO/nZVI တို့၏ FTIR ရောင်စဉ်တန်း (A)။ ဓာတ်မှန်ရိုက်ခြင်းတွင်ပါဝင်သော rGO၊ GO၊ nZVI နှင့် rGO/nZVI (B)။
rGO/nZVI နှင့် nZVI ပေါင်းစပ်ဖွဲ့စည်းခြင်းကို X-ray diffraction patterns များဖြင့် အများအားဖြင့် အတည်ပြုခဲ့သည် (ပုံ 3B)။ 2ƃ 44.5° တွင် မြင့်မားသောပြင်းထန်မှု Fe0 ထိပ်ဖျားကို တွေ့ရှိခဲ့ရပြီး၊ ၎င်းသည် index (110) (JCPDS no. 06–0696)11 နှင့် ကိုက်ညီသည်။ (311) မျက်နှာပြင်၏ 35.1° ရှိ နောက်ထပ်ထိပ်ဖျားတစ်ခုကို magnetite Fe3O4 ကြောင့်ဟု ယူဆရပြီး 63.2° သည် ϒ-FeOOH (JCPDS no. 17-0536)34 ရှိနေခြင်းကြောင့် (440) မျက်နှာပြင်၏ Miller ညွှန်းကိန်းနှင့် ဆက်စပ်နေနိုင်သည် (JCPDS no. 17-0536)34။ GO ၏ X-ray ပုံစံသည် 2ƃ 10.3° တွင် ထက်မြက်သော ထိပ်ဖျားနှင့် 21.1° တွင် နောက်ထပ်ထိပ်ဖျားတစ်ခုကို ပြသပြီး ဂရပ်ဖိုက်၏ လုံးဝကွာကျခြင်းနှင့် GO35 ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် အောက်ဆီဂျင်ပါဝင်သော အုပ်စုများ ရှိနေခြင်းကို မီးမောင်းထိုးပြသည်။ rGO နှင့် rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပုံစံများသည် rGO နှင့် rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပုံစံများအတွက် ၂/၂၂.၁၇ နှင့် ၂၄.၇° အသီးသီးတွင် ထူးခြားသော GO ထိပ်များ ပျောက်ကွယ်သွားခြင်းနှင့် ကျယ်ပြန့်သော rGO ထိပ်များ ဖွဲ့စည်းခြင်းကို မှတ်တမ်းတင်ထားပြီး၊ ၎င်းသည် အပင်မှ ထုတ်ယူထားသော အရာများဖြင့် GO ကို အောင်မြင်စွာ ပြန်လည်ရယူနိုင်ကြောင်း အတည်ပြုခဲ့သည်။ သို့သော်၊ ပေါင်းစပ် rGO/nZVI ပုံစံတွင်၊ Fe0 (110) နှင့် bcc Fe0 (200) ၏ lattice plane နှင့် ဆက်စပ်နေသော နောက်ထပ်ထိပ်များကို အသီးသီး 44.9\(^\circ\) နှင့် 65.22\(^\circ\) တွင် တွေ့ရှိခဲ့သည်။
zeta potential ဆိုသည်မှာ အမှုန်တစ်ခု၏ မျက်နှာပြင်နှင့် တွယ်ကပ်နေသော အိုင်းယွန်းအလွှာနှင့် ပစ္စည်းတစ်ခု၏ electrostatic ဂုဏ်သတ္တိများကို ဆုံးဖြတ်ပေးပြီး ၎င်း၏ တည်ငြိမ်မှုကို တိုင်းတာသည့် aqueous solution အကြားရှိ potential ဖြစ်သည်။37 အပင်မှ ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်ထားသော nZVI၊ GO နှင့် rGO/nZVI composites များ၏ Zeta potential ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုသည် ပုံ S1A-C တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ၎င်းတို့၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် -20.8၊ -22 နှင့် -27.4 mV အသီးသီး အနုတ်လက္ခဏာဆောင်သော အားသွင်းမှုများ ရှိနေခြင်းကြောင့် ၎င်းတို့၏ တည်ငြိမ်မှုကို ပြသခဲ့သည်။ ထိုကဲ့သို့သော ရလဒ်များသည် -25 mV အောက် zeta potential တန်ဖိုးများရှိသော အမှုန်များပါ၀င်သည့် solution များသည် ဤအမှုန်များအကြား electrostatic repulsion ကြောင့် တည်ငြိမ်မှုမြင့်မားကြောင်း ဖော်ပြသည့် အစီရင်ခံစာများစွာနှင့် ကိုက်ညီပါသည်။ rGO နှင့် nZVI ပေါင်းစပ်မှုသည် composite ကို အနုတ်လက္ခဏာဆောင်သော အားသွင်းမှုများ ပိုမိုရရှိစေပြီး GO သို့မဟုတ် nZVI တစ်ခုတည်းထက် ပိုမိုတည်ငြိမ်မှုရှိသည်။ ထို့ကြောင့် electrostatic repulsion ဖြစ်စဉ်သည် တည်ငြိမ်သော rGO/nZVI39 composites များ ဖွဲ့စည်းခြင်းကို ဦးတည်စေမည်ဖြစ်သည်။ GO ၏ အနုတ်လက္ခဏာဆောင်သော မျက်နှာပြင်သည် စုပုံခြင်းမရှိဘဲ ရေလွှာတွင် ညီညာစွာ ပျံ့နှံ့နိုင်စေပြီး nZVI နှင့် အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှုအတွက် အခြေအနေကောင်းများ ဖန်တီးပေးသည်။ အနုတ်လက္ခဏာဓာတ်သည် ကြက်ဟင်းခါးသီးအနှစ်တွင် မတူညီသောလုပ်ဆောင်ချက်အုပ်စုများရှိနေခြင်းနှင့် ဆက်စပ်နေနိုင်ပြီး၊ ၎င်းသည် GO နှင့် သံဓာတ်ရှေ့ပြေးပစ္စည်းများနှင့် အပင်အနှစ်တို့အကြား အပြန်အလှန်အကျိုးသက်ရောက်မှုကို အတည်ပြုပြီး rGO နှင့် nZVI အသီးသီးနှင့် rGO/nZVI ဒြပ်ပေါင်းကို ဖွဲ့စည်းပေးသည်။ ဤအပင်ဒြပ်ပေါင်းများသည် ရရှိလာသော နာနိုအမှုန်များ စုစည်းမှုကို တားဆီးပေးပြီး ၎င်းတို့၏ တည်ငြိမ်မှုကို မြှင့်တင်ပေးသောကြောင့် capping agent များအဖြစ်လည်း လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။
nZVI နှင့် rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ဒြပ်စင်များ၏ ဒြပ်စင်ဖွဲ့စည်းမှုနှင့် ဗယ်လင့်စ်အခြေအနေများကို XPS မှ ဆုံးဖြတ်ခဲ့သည် (ပုံ ၄)။ XPS လေ့လာမှုအရ rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ဒြပ်စင်သည် EDS မြေပုံရေးဆွဲခြင်းနှင့် ကိုက်ညီသော C၊ O နှင့် Fe ဒြပ်စင်များဖြင့် အဓိကဖွဲ့စည်းထားကြောင်း ပြသခဲ့သည် (ပုံ ၄F–H)။ C1s ရောင်စဉ်တန်းတွင် CC၊ CO နှင့် C=O တို့ကို ကိုယ်စားပြုသည့် 284.59 eV၊ 286.21 eV နှင့် 288.21 eV အသီးသီးရှိ ထိပ်သုံးခုပါဝင်သည်။ O1s ရောင်စဉ်တန်းကို 531.17 eV၊ 532.97 eV နှင့် 535.45 eV အပါအဝင် ထိပ်သုံးခုအဖြစ် ပိုင်းခြားထားပြီး ၎င်းတို့ကို O=CO၊ CO နှင့် NO အုပ်စုများအဖြစ် အသီးသီးသတ်မှတ်ထားသည်။ သို့သော် 710.43၊ 714.57 နှင့် 724.79 eV ရှိ ထိပ်များသည် Fe 2p3/2၊ Fe+3 နှင့် Fe p1/2 တို့ကို အသီးသီးရည်ညွှန်းသည်။ nZVI ၏ XPS ရောင်စဉ်တန်းများ (ပုံ 4C-E) တွင် C၊ O နှင့် Fe ဒြပ်စင်များအတွက် ထိပ်များကို ပြသထားသည်။ 284.77၊ 286.25 နှင့် 287.62 eV ရှိ ထိပ်များသည် သံ-ကာဗွန်သတ္တုစပ်များ ရှိနေခြင်းကို အတည်ပြုပြီး ၎င်းတို့သည် CC၊ C-OH နှင့် CO တို့ကို ရည်ညွှန်းသည်။ O1s ရောင်စဉ်တန်းသည် C–O/သံကာဗွန်နိတ် (531.19 eV)၊ ဟိုက်ဒရောဆိုင်းရယ်ဒီကယ် (532.4 eV) နှင့် O–C=O (533.47 eV) ဟူသော ထိပ်သုံးခုနှင့် ကိုက်ညီသည်။ 719.6 ရှိ ထိပ်ကို Fe0 ကြောင့်ဟု ယူဆရပြီး FeOOH သည် 717.3 နှင့် 723.7 eV တွင် ထိပ်များကို ပြသသည်၊ ထို့အပြင် 725.8 eV ရှိ ထိပ်သည် Fe2O342.43 ရှိနေခြင်းကို ညွှန်ပြသည်။
nZVI နှင့် rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများ၏ XPS လေ့လာမှုများ၊ အသီးသီး (A, B)။ nZVI C1s (C), Fe2p (D), နှင့် O1s (E) နှင့် rGO/nZVI C1s (F), Fe2p (G), O1s (H) ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများ၏ ရောင်စဉ်အပြည့်အစုံ။
N2 adsorption/desorption isotherm (ပုံ 5A၊ B) သည် nZVI နှင့် rGO/nZVI composites များသည် အမျိုးအစား II တွင်ပါဝင်ကြောင်းပြသသည်။ ထို့အပြင်၊ rGO ဖြင့် blinding လုပ်ပြီးနောက် nZVI ၏ specific surface area (SBET) သည် 47.4549 မှ 152.52 m2/g အထိတိုးလာသည်။ ဤရလဒ်ကို rGO blinding လုပ်ပြီးနောက် nZVI ၏ magnetic properties များလျော့ကျခြင်းဖြင့် ရှင်းပြနိုင်ပြီး၊ ထို့ကြောင့် particle aggregation ကိုလျော့ကျစေပြီး composites များ၏ surface area ကိုတိုးလာစေသည်။ ထို့အပြင်၊ ပုံ 5C တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း rGO/nZVI composite ၏ pore volume (8.94 nm) သည် မူရင်း nZVI (2.873 nm) ထက်ပိုမိုမြင့်မားသည်။ ဤရလဒ်သည် El-Monaem et al. 45 နှင့်ကိုက်ညီသည်။
ကနဦးပါဝင်မှုတိုးလာမှုပေါ် မူတည်၍ rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများနှင့် မူရင်း nZVI အကြား DC ကို ဖယ်ရှားရန် adsorption စွမ်းရည်ကို အကဲဖြတ်ရန်အတွက်၊ အစပိုင်းပါဝင်မှုအမျိုးမျိုးတွင် DC သို့ adsorbent တစ်ခုစီ၏ စဉ်ဆက်မပြတ်ပမာဏ (0.05 g) ကိုထည့်ခြင်းဖြင့် နှိုင်းယှဉ်ခဲ့သည်။ စုံစမ်းစစ်ဆေးထားသော ပျော်ရည် [25]။ –100 mg l-1] 25°C တွင်။ ရလဒ်များအရ rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်း၏ ဖယ်ရှားမှုစွမ်းဆောင်ရည် (94.6%) သည် အာရုံစူးစိုက်မှုနည်းသော (25 mg L-1) တွင် မူရင်း nZVI (90%) ထက် ပိုမိုမြင့်မားကြောင်း ပြသခဲ့သည်။ သို့သော်၊ စတင်ပါဝင်မှုကို 100 mg L-1 သို့ တိုးမြှင့်လိုက်သောအခါ၊ rGO/nZVI နှင့် မိဘ nZVI တို့၏ ဖယ်ရှားမှုစွမ်းဆောင်ရည်သည် အသီးသီး 70% နှင့် 65% သို့ ကျဆင်းသွားသည် (ပုံ 6A)၊ ၎င်းသည် active sites နည်းပါးလာခြင်းနှင့် nZVI အမှုန်များ ယိုယွင်းပျက်စီးခြင်းကြောင့် ဖြစ်နိုင်သည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အနေနဲ့၊ rGO/nZVI မှာ DC ဖယ်ရှားမှုရဲ့ ပိုမိုမြင့်မားတဲ့ ထိရောက်မှုကို ပြသခဲ့ပြီး၊ ဒါဟာ rGO နဲ့ nZVI အကြား ပေါင်းစပ်အကျိုးသက်ရောက်မှုကြောင့် ဖြစ်နိုင်ပြီး၊ စုပ်ယူနိုင်တဲ့ တည်ငြိမ်တဲ့ တက်ကြွတဲ့နေရာတွေက အများကြီးပိုများပြီး၊ rGO/nZVI ရဲ့ကိစ္စမှာ အပြည့်အဝရှိနေတဲ့ nZVI ထက် DC ပိုမိုစုပ်ယူနိုင်ပါတယ်။ ထို့အပြင်၊ ပုံ ၆ခ မှာ rGO/nZVI နဲ့ nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းတွေရဲ့ စုပ်ယူနိုင်စွမ်းဟာ ၉.၄ mg/g မှ ၃၀ mg/g နှင့် ၉ mg/g အသီးသီးတိုးလာပြီး ကနဦးအာရုံစူးစိုက်မှု ၂၅–၁၀၀ mg/L မှ ၂၈.၇၃ mg g-1 အထိ တိုးလာတာကို ပြသထားပါတယ်။ ဒါကြောင့် DC ဖယ်ရှားမှုနှုန်းဟာ ကနဦး DC အာရုံစူးစိုက်မှုနဲ့ အနုတ်လက္ခဏာဆက်စပ်နေပါတယ်၊ အဲဒါက စုပ်ယူမှုနဲ့ ပျော်ရည်ထဲမှာ DC ဖယ်ရှားမှုအတွက် စုပ်ယူပစ္စည်းတစ်ခုစီက ပံ့ပိုးပေးတဲ့ ဓာတ်ပြုမှုစင်တာအရေအတွက် အကန့်အသတ်ရှိတာကြောင့် ဖြစ်ပါတယ်။ ထို့ကြောင့် ဤရလဒ်များမှ rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများသည် စုပ်ယူမှုနှင့် လျော့ချမှု၏ ပိုမိုမြင့်မားသော စွမ်းဆောင်ရည်ရှိပြီး rGO/nZVI တွင်ပါဝင်သော rGO ကို စုပ်ယူပစ္စည်းအဖြစ်နှင့် သယ်ဆောင်ပစ္စည်းအဖြစ် နှစ်မျိုးလုံးအသုံးပြုနိုင်ကြောင်း ကောက်ချက်ချနိုင်ပါသည်။
rGO/nZVI နှင့် nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများအတွက် ဖယ်ရှားမှုစွမ်းဆောင်ရည်နှင့် DC စုပ်ယူနိုင်စွမ်းတို့သည် (A, B) [Co = 25 mg l-1–100 mg l-1၊ T = 25 °C၊ ပမာဏ = 0.05 g]၊ pH။ rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများပေါ်တွင် စုပ်ယူနိုင်စွမ်းနှင့် DC ဖယ်ရှားမှုစွမ်းဆောင်ရည် (C) ပေါ်တွင် [Co = 50 mg L–1၊ pH = 3–11၊ T = 25°C၊ ပမာဏ = 0.05 g] တို့ဖြစ်သည်။
ပျော်ရည် pH သည် adsorption လုပ်ငန်းစဉ်များကို လေ့လာရာတွင် အရေးကြီးသောအချက်တစ်ချက်ဖြစ်သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းသည် adsorbent ၏ ionization၊ speciation နှင့် ionization အတိုင်းအတာကို သက်ရောက်မှုရှိသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ စမ်းသပ်မှုကို 25°C တွင် pH အတိုင်းအတာ (3–11) ရှိ 50 mg L-1 ၏ အစပိုင်းအာရုံစူးစိုက်မှုဖြင့် ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ စာပေသုံးသပ်ချက်46 အရ DC သည် pH အဆင့်အမျိုးမျိုးတွင် ionizable functional group အများအပြား (ဖီနောများ၊ အမိုင်နိုအုပ်စုများ၊ အယ်လ်ကိုဟောများ) ရှိသော amphiphilic မော်လီကျူးတစ်ခုဖြစ်သည်။ ရလဒ်အနေဖြင့်၊ rGO/nZVI ပေါင်းစပ်မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ DC ၏ လုပ်ဆောင်ချက်အမျိုးမျိုးနှင့် ဆက်စပ်ဖွဲ့စည်းပုံများသည် electrostatically ဓါတ်ပြုနိုင်ပြီး cations၊ zwitterions နှင့် anions အဖြစ်တည်ရှိနိုင်ပြီး၊ DC မော်လီကျူးသည် PH 7.7 တွင် cationic (DCH3+)၊ zwitterionic (DCH20) 3.3 < pH 7.7 နှင့် anionic (DCH− or DC2−) အဖြစ်တည်ရှိသည်။ ရလဒ်အနေဖြင့်၊ rGO/nZVI ပေါင်းစပ်မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ DC ၏ လုပ်ဆောင်ချက်အမျိုးမျိုးနှင့် ဆက်စပ်ဖွဲ့စည်းပုံများသည် လျှပ်စစ်ဓာတ်အားဖြင့် အပြန်အလှန် သက်ရောက်မှုရှိပြီး ကာရှင်းများ၊ ဇွစ်တရီယွန်များနှင့် အန်အိုင်းယွန်များအဖြစ် တည်ရှိနိုင်ပြီး၊ DC မော်လီကျူးသည် PH 7.7 တွင် ကာရှင်းအိုင်းယွန် (DCH3+)၊ ဇွစ်တရီယွန် (DCH20) 3.3 < pH 7.7 တွင် နှင့် အန်အိုင်းယွန် (DCH- သို့မဟုတ် DC2-) အဖြစ် တည်ရှိသည်။ В результате различные функции ДК и связанных с ними структур на поверхности композита rGO/nZVI в могьта электростатически и могут существовать в виде катионов, цвиттер-ионов и анионов, молекула ДК сувитес в уст (DCH3+) при рН < 3.3၊ цвиттер-ионный (DCH20) 3.3 < pH < 7,7 и анионный (DCH- или DC2-) pH 7.7 ပါ။ ရလဒ်အနေဖြင့်၊ rGO/nZVI ပေါင်းစပ်မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ DC နှင့် ဆက်စပ်ဖွဲ့စည်းပုံများ၏ လုပ်ဆောင်ချက်အမျိုးမျိုးသည် electrostatically အပြန်အလှန် သက်ရောက်မှုရှိပြီး cations၊ zwitterions နှင့် anions ပုံစံဖြင့် ရှိနေနိုင်သည်။ DC မော်လီကျူးသည် pH < 3.3 တွင် cation (DCH3+)၊ ionic (DCH20) 3.3 < pH < 7.7 နှင့် anionic (DCH- သို့မဟုတ် DC2-) အဖြစ်တည်ရှိသည်။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的种功能和和和和复合材料表面的相关结构可能縔面的相关结构可能縔会咑并可能以阳离子两性和阴离子形式,,dc 分子在 pH <3.3时阳离子阳魳子阳离子 阳离子 (dch3+)形式存在,两性离子(DCH20) 3.3 < pH < 7.7 和阴离子(DCH- 或DC2-) 在PH 7.7။ Следовательно, различные функции ДК и родственных им структур на поверхности композита rGO/nZVI могут электростатические взаимодействия и существовать в виде катионов, цвиттер-ионов и анионов, а молекуляя катионными (ДЦГ3+) при рН < ၃၊၃။ ထို့ကြောင့် rGO/nZVI ပေါင်းစပ်မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ DC နှင့် ဆက်စပ်ဖွဲ့စည်းပုံများ၏ လုပ်ဆောင်ချက်အမျိုးမျိုးသည် electrostatic interaction များထဲသို့ ဝင်ရောက်နိုင်ပြီး cations၊ zwitterions နှင့် anions ပုံစံဖြင့် တည်ရှိနိုင်ပြီး DC မော်လီကျူးများသည် pH < 3.3 တွင် cationic (DCH3+) ဖြစ်သည်။ Он существует в виде цвиттер-иона (DCH20) при 3,3 < pH < 7,7 и аниона (DCH- или DC2-) при pH 7,7 ။ ၎င်းသည် pH 7.7 < 3.3 တွင် zwitterion (DCH20) အဖြစ်နှင့် pH 7.7 တွင် anion (DCH- သို့မဟုတ် DC2-) အဖြစ် တည်ရှိသည်။pH 3 မှ 7 အထိ တိုးလာသည်နှင့်အမျှ DC ဖယ်ရှားခြင်း၏ စုပ်ယူနိုင်စွမ်းနှင့် ထိရောက်မှုသည် 11.2 mg/g (56%) မှ 17 mg/g (85%) အထိ တိုးလာသည် (ပုံ 6C)။ သို့သော် pH သည် 9 နှင့် 11 အထိ တိုးလာသည်နှင့်အမျှ စုပ်ယူနိုင်စွမ်းနှင့် ဖယ်ရှားနိုင်စွမ်းသည် 10.6 mg/g (53%) မှ 6 mg/g (30%) အထိ အသီးသီး လျော့ကျသွားသည်။ pH 3 မှ 7 အထိ တိုးလာသည်နှင့်အမျှ DC များသည် zwitterions ပုံစံဖြင့် အဓိကတည်ရှိပြီး ၎င်းတို့အား electrostatic interaction ဖြင့် rGO/nZVI composites များနှင့် လျှပ်စစ်ဓာတ်အားဖြင့် မဆွဲဆောင်နိုင် သို့မဟုတ် တွန်းလှန်နိုင်ခြင်းမရှိသလောက်ဖြစ်စေသည်။ pH သည် 8.2 အထက် မြင့်တက်လာသည်နှင့်အမျှ adsorbent ၏ မျက်နှာပြင်သည် အနုတ်လက္ခဏာဆောင်သောကြောင့် doxycycline နှင့် adsorbent ၏ မျက်နှာပြင်အကြား electrostatic repulsion ကြောင့် adsorption စွမ်းရည် လျော့ကျပြီး လျော့နည်းသွားသည်။ ဤခေတ်ရေစီးကြောင်းက rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများပေါ်တွင် DC စုပ်ယူမှုသည် pH မြင့်မားစွာ မူတည်ကြောင်း အကြံပြုထားပြီး ရလဒ်များအရ rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများသည် အက်ဆစ်ဓာတ်နှင့် ကြားနေအခြေအနေများအောက်တွင် စုပ်ယူပစ္စည်းများအဖြစ် သင့်လျော်ကြောင်းလည်း ညွှန်ပြနေပါသည်။
DC ၏ ရေဓာတ်ပျော်ရည်၏ စုပ်ယူမှုအပေါ် အပူချိန်၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုကို (၂၅–၅၅°C) တွင် ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ ပုံ ၇A တွင် DC ပဋိဇီဝဆေးများ၏ ဖယ်ရှားမှုစွမ်းဆောင်ရည်အပေါ် အပူချိန်တိုးလာခြင်း၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုကို rGO/nZVI တွင် ပြသထားပြီး ဖယ်ရှားနိုင်စွမ်းနှင့် စုပ်ယူနိုင်စွမ်းသည် ၈၃.၄၄% နှင့် ၁၃.၉ mg/g မှ ၄၇% နှင့် ၇.၈၃ mg/g အထိ အသီးသီး တိုးလာကြောင်း ထင်ရှားသည်။ ဤသိသာထင်ရှားသော ကျဆင်းမှုသည် DC အိုင်းယွန်းများ၏ အပူစွမ်းအင် တိုးလာခြင်းကြောင့် ဖြစ်နိုင်ပြီး ၎င်းသည် desorption47 ကို ဦးတည်စေသည်။
rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများအပေါ် CD ၏ ဖယ်ရှားနိုင်စွမ်းနှင့် စုပ်ယူနိုင်စွမ်းအပေါ် အပူချိန်၏ အကျိုးသက်ရောက်မှု (A) [Co = 50 mg L–1၊ pH = 7၊ ပမာဏ = 0.05 g]၊ CD ၏ ဖယ်ရှားနိုင်စွမ်းနှင့် ဖယ်ရှားနိုင်စွမ်းအပေါ် စုပ်ယူနိုင်သော ပမာဏ rGO/nSVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းအပေါ် DC ဖယ်ရှားနိုင်စွမ်း၏ စုပ်ယူနိုင်စွမ်းနှင့် ထိရောက်မှုအပေါ် ကနဦးအာရုံစူးစိုက်မှု၏ အကျိုးသက်ရောက်မှု (B) [Co = 50 mg L–1၊ pH = 7၊ T = 25°C] (C, D) [Co = 25–100 mg L–1၊ pH = 7၊ T = 25 °C၊ ပမာဏ = 0.05 g]။
composite adsorbent rGO/nZVI ၏ ပမာဏကို 0.01 g မှ 0.07 g အထိ တိုးမြှင့်ခြင်း၏ ဖယ်ရှားမှုစွမ်းဆောင်ရည်နှင့် စုပ်ယူနိုင်စွမ်းအပေါ် အကျိုးသက်ရောက်မှုကို ပုံ 7B တွင် ပြသထားသည်။ adsorbent ပမာဏ တိုးလာခြင်းကြောင့် စုပ်ယူနိုင်စွမ်းကို 33.43 mg/g မှ 6.74 mg/g အထိ လျော့ကျစေသည်။ သို့သော် adsorbent ပမာဏ 0.01 g မှ 0.07 g အထိ တိုးလာသည်နှင့်အမျှ ဖယ်ရှားမှုစွမ်းဆောင်ရည်သည် 66.8% မှ 96% အထိ တိုးလာပြီး ထို့ကြောင့် nanocomposite မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ active center အရေအတွက် တိုးလာခြင်းနှင့် ဆက်စပ်နေနိုင်သည်။
အစပိုင်းအာရုံစူးစိုက်မှု၏ စုပ်ယူနိုင်စွမ်းနှင့် ဖယ်ရှားမှုထိရောက်မှုအပေါ် အကျိုးသက်ရောက်မှု [25–100 mg L-1၊ 25°C၊ pH 7၊ ပမာဏ 0.05 g] ကို လေ့လာခဲ့သည်။ အစပိုင်းအာရုံစူးစိုက်မှုကို 25 mg L-1 မှ 100 mg L-1 အထိ တိုးမြှင့်လိုက်သောအခါ၊ rGO/nZVI ပေါင်းစပ်မှု၏ ဖယ်ရှားမှုရာခိုင်နှုန်းသည် 94.6% မှ 65% အထိ လျော့ကျသွားသည် (ပုံ 7C)၊ ၎င်းသည် လိုချင်သော တက်ကြွသောနေရာများ မရှိခြင်းကြောင့် ဖြစ်နိုင်သည်။ DC49 ၏ များပြားသော အာရုံစူးစိုက်မှုများကို စုပ်ယူသည်။ အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ အစပိုင်းအာရုံစူးစိုက်မှု မြင့်တက်လာသည်နှင့်အမျှ စုပ်ယူနိုင်စွမ်းသည်လည်း မျှခြေရောက်ရှိသည်အထိ 9.4 mg/g မှ 30 mg/g အထိ မြင့်တက်လာသည် (ပုံ 7D)။ ဤမလွဲမသွေတုံ့ပြန်မှုသည် rGO/nZVI ပေါင်းစပ်မှု၏ မျက်နှာပြင် 50 သို့ရောက်ရှိရန် DC အိုင်းယွန်းဒြပ်ထုလွှဲပြောင်းမှုခုခံမှုထက် အစပိုင်း DC အာရုံစူးစိုက်မှုပိုမိုများပြားသော မောင်းနှင်အားတိုးလာခြင်းကြောင့်ဖြစ်သည်။
ထိတွေ့ချိန်နှင့် kinetic လေ့လာမှုများသည် adsorption ၏ မျှခြေအချိန်ကို နားလည်ရန် ရည်ရွယ်ပါသည်။ ပထမဦးစွာ၊ ထိတွေ့ချိန်၏ ပထမ ၄၀ မိနစ်အတွင်း adsorbed လုပ်ထားသော DC ပမာဏသည် အချိန်တစ်ခုလုံး (၁၀၀ မိနစ်) အတွင်း adsorbed လုပ်ထားသော စုစုပေါင်းပမာဏ၏ ထက်ဝက်ခန့်ရှိသည်။ ပျော်ရည်ရှိ DC မော်လီကျူးများ တိုက်မိသောအခါ ၎င်းတို့သည် rGO/nZVI ပေါင်းစပ်မျက်နှာပြင်သို့ လျင်မြန်စွာ ရွှေ့ပြောင်းသွားပြီး adsorption သိသာထင်ရှားစေသည်။ ၄၀ မိနစ်အကြာတွင် DC adsorption သည် မိနစ် ၆၀ အကြာတွင် မျှခြေရောက်ရှိသည်အထိ တဖြည်းဖြည်းနှင့် ဖြည်းဖြည်းချင်း တိုးလာသည် (ပုံ ၇ဃ)။ ပထမ ၄၀ မိနစ်အတွင်း သင့်တင့်လျောက်ပတ်သော ပမာဏကို adsorbed လုပ်ထားသောကြောင့် DC မော်လီကျူးများနှင့် တိုက်မိမှု နည်းပါးလာပြီး adsorbed မလုပ်ထားသော မော်လီကျူးများအတွက် active sites နည်းပါးလာမည်ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် adsorption rate ကို လျှော့ချနိုင်သည် ၅၁။
adsorption kinetics ကို ပိုမိုနားလည်နိုင်ရန်အတွက် pseudo first order (ပုံ 8A)၊ pseudo second order (ပုံ 8B) နှင့် Elovich (ပုံ 8C) kinetic model များ၏ line plots များကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ kinetic studies မှရရှိသော parameters (ဇယား S1) မှရရှိသော parameters များအရ၊ pseudosecond model သည် adsorption kinetics ကိုဖော်ပြရန် အကောင်းဆုံး model ဖြစ်ကြောင်း ရှင်းရှင်းလင်းလင်း သိရှိလာရပြီး၊ R2 တန်ဖိုးကို အခြား model နှစ်ခုထက် ပိုမိုမြင့်မားစွာ သတ်မှတ်ထားသည်။ တွက်ချက်ထားသော adsorption capacities (qe, cal) အကြားတွင်လည်း ဆင်တူမှုရှိပါသည်။ pseudo-second order နှင့် experimental values (qe, exp.) တို့သည် pseudo-second order သည် အခြား model များထက် ပိုမိုကောင်းမွန်သော model တစ်ခုဖြစ်ကြောင်း နောက်ထပ်သက်သေအထောက်အထားများဖြစ်သည်။ ဇယား 1 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ α (initial adsorption rate) နှင့် β (desorption constant) တန်ဖိုးများသည် adsorption rate သည် desorption rate ထက် ပိုမိုမြင့်မားကြောင်း အတည်ပြုပြီး DC သည် rGO/nZVI52 composite တွင် ထိရောက်စွာ adsorb လုပ်လေ့ရှိကြောင်း ညွှန်ပြသည်။
pseudo-second order (A)၊ pseudo-first order (B) နှင့် Elovich (C) တို့၏ linear adsorption kinetic plots [Co = 25–100 mg l–1၊ pH = 7၊ T = 25 °C၊ dose = 0.05 g]။
adsorption isotherms လေ့လာမှုများသည် adsorbate ပြင်းအား (DC) အမျိုးမျိုးနှင့် စနစ်အပူချိန်များတွင် adsorbent (RGO/nRVI composite) ၏ adsorption စွမ်းရည်ကို ဆုံးဖြတ်ရန် ကူညီပေးသည်။ အများဆုံး adsorption စွမ်းရည်ကို Langmuir isotherm ကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်ခဲ့ပြီး adsorption သည် homogeneous ဖြစ်ပြီး adsorbent ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ၎င်းတို့အကြား အပြန်အလှန် သက်ရောက်မှုမရှိဘဲ adsorbate monolayer ဖွဲ့စည်းခြင်း ပါဝင်ကြောင်း ညွှန်ပြသည်53။ အခြား ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အသုံးပြုသော isotherm မော်ဒယ်နှစ်ခုမှာ Freundlich နှင့် Temkin မော်ဒယ်များ ဖြစ်သည်။ Freundlich မော်ဒယ်ကို adsorption စွမ်းရည်ကို တွက်ချက်ရန် အသုံးမပြုသော်လည်း၊ ၎င်းသည် heterogeneous adsorption လုပ်ငန်းစဉ်နှင့် adsorbent ပေါ်ရှိ လစ်လပ်နေရာများတွင် မတူညီသော စွမ်းအင်များရှိကြောင်း နားလည်ရန် ကူညီပေးပြီး Temkin မော်ဒယ်သည် adsorption ၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ဓာတုဗေဒဂုဏ်သတ္တိများကို နားလည်ရန် ကူညီပေးသည်54။
ပုံ ၉A-C တွင် Langmuir၊ Freindlich နှင့် Temkin မော်ဒယ်များ၏ မျဉ်းကွက်များကို အသီးသီးပြသထားသည်။ Freundlich (ပုံ ၉A) နှင့် Langmuir (ပုံ ၉B) မျဉ်းကွက်များမှ တွက်ချက်ထားသော R2 တန်ဖိုးများနှင့် ဇယား ၂ တွင် တင်ပြထားသည်မှာ rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပေါ်ရှိ DC adsorption သည် Freundlich (0.996) နှင့် Langmuir (0.988) isotherm မော်ဒယ်များနှင့် Temkin (0.985) တို့ကို လိုက်နာကြောင်း ပြသထားသည်။ Langmuir isotherm မော်ဒယ်ကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်ထားသော အများဆုံး adsorption capacity (qmax) မှာ 31.61 mg g-1 ဖြစ်သည်။ ထို့အပြင်၊ dimensionless separation factor (RL) ၏ တွက်ချက်ထားသော တန်ဖိုးသည် 0 မှ 1 (0.097) အကြားတွင် ရှိပြီး၊ adsorption လုပ်ငန်းစဉ်ကို ညွှန်ပြသည်။ မဟုတ်ပါက၊ တွက်ချက်ထားသော Freundlich constant (n = 2.756) သည် ဤ absorption လုပ်ငန်းစဉ်အတွက် ဦးစားပေးမှုကို ညွှန်ပြသည်။ Temkin isotherm ၏ linear model (ပုံ 9C) အရ၊ rGO/nZVI composite ပေါ်တွင် DC ၏ adsorption သည် physical adsorption လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုဖြစ်သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် b သည် ˂ 82 kJ mol-1 (0.408)55 ဖြစ်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ adsorption ကို အားနည်းသော van der Waals အားများက ဖြစ်ပေါ်စေလေ့ရှိသော်လည်း၊ rGO/nZVI composites ပေါ်တွင် direct current adsorption သည် adsorption စွမ်းအင်နည်းပါးရန် လိုအပ်သည် [56, 57]။
Freundlich (A), Langmuir (B), နှင့် Temkin (C) linear adsorption isotherms [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, dose = 0.05 g]။ rGO/nZVI composites (D) မှ DC adsorption အတွက် van't Hoff ညီမျှခြင်း၏ ဇယား [Co = 25–100 mg l-1, pH = 7, T = 25–55 °C နှင့် dose = 0.05 g]။
rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများမှ DC ဖယ်ရှားခြင်းအပေါ် ဓာတ်ပြုမှုအပူချိန်ပြောင်းလဲမှု၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုကို အကဲဖြတ်ရန်အတွက်၊ entropy ပြောင်းလဲမှု (ΔS)၊ enthalpy ပြောင်းလဲမှု (ΔH) နှင့် free energy ပြောင်းလဲမှု (ΔG) ကဲ့သို့သော thermodynamic parameters များကို ညီမျှခြင်း ၃ နှင့် ၄၅၈ မှ တွက်ချက်ခဲ့သည်။
ဤတွင် \({K}_{e}\)=\(\frac{{C}_{Ae}}{{C}_{e}}\) – သာမိုဒိုင်းနမစ်မျှခြေကိန်းသေ၊ ပျော်ရည်ရှိ Ce နှင့် CAe – rGO အသီးသီး /nZVI မျက်နှာပြင်မျှခြေတွင် DC ပါဝင်မှုများဖြစ်သည်။ R နှင့် RT တို့သည် ဓာတ်ငွေ့စဉ်ဆက်မပြတ်နှင့် စုပ်ယူမှုအပူချိန် အသီးသီးဖြစ်သည်။ 1/T နှင့် ln Ke ကို ပုံဖော်ခြင်းဖြင့် ∆S နှင့် ∆H ကို ဆုံးဖြတ်နိုင်သည့် ဖြောင့်မျဉ်းတစ်ကြောင်း (ပုံ 9D) ပေးသည်။
အနုတ် ΔH တန်ဖိုးသည် လုပ်ငန်းစဉ်သည် အပူစွန့်ထုတ်ခြင်းဖြစ်ကြောင်း ဖော်ပြသည်။ အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ ΔH တန်ဖိုးသည် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ စုပ်ယူမှုလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း ရှိသည်။ ဇယား ၃ ရှိ အနုတ် ΔG တန်ဖိုးများသည် စုပ်ယူမှုသည် ဖြစ်နိုင်ပြီး သဘာဝအတိုင်း ဖြစ်ပေါ်နေကြောင်း ဖော်ပြသည်။ ΔS ၏ အနုတ်တန်ဖိုးများသည် အရည်မျက်နှာပြင်တွင် စုပ်ယူနိုင်သော မော်လီကျူးများ၏ မြင့်မားသော အစီအစဉ်ရှိကြောင်း ညွှန်ပြသည် (ဇယား ၃)။
ဇယား ၄ တွင် rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းကို ယခင်လေ့လာမှုများတွင် ဖော်ပြထားသော အခြားစုပ်ယူပစ္စည်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ထားသည်။ VGO/nCVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းသည် စုပ်ယူနိုင်စွမ်းမြင့်မားပြီး ရေမှ DC ပဋိဇီဝဆေးများကို ဖယ်ရှားရန်အတွက် မျှော်လင့်ချက်ကောင်းသော ပစ္စည်းတစ်ခု ဖြစ်နိုင်ကြောင်း ထင်ရှားသည်။ ထို့အပြင်၊ rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများ စုပ်ယူခြင်းသည် မိနစ် ၆၀ မျှ ချိန်ခွင်လျှာညှိချိန်ရှိသော မြန်ဆန်သော လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ rGO/nZVI ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများ၏ အလွန်ကောင်းမွန်သော စုပ်ယူနိုင်စွမ်းကို rGO နှင့် nZVI တို့၏ ပေါင်းစပ်အကျိုးသက်ရောက်မှုဖြင့် ရှင်းပြနိုင်သည်။
ပုံ ၁၀A၊ B တို့သည် rGO/nZVI နှင့် nZVI ဒြပ်ပေါင်းများမှ DC ပဋိဇီဝဆေးများကို ဖယ်ရှားခြင်းအတွက် ဆင်ခြင်တုံတရားရှိသော ယန္တရားကို ဖော်ပြထားသည်။ DC စုပ်ယူမှု၏ ထိရောက်မှုအပေါ် pH ၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုဆိုင်ရာ စမ်းသပ်မှုများ၏ ရလဒ်များအရ pH 3 မှ 7 အထိ တိုးလာခြင်းနှင့်အတူ rGO/nZVI ဒြပ်ပေါင်းပေါ်ရှိ DC စုပ်ယူမှုကို electrostatic interaction များဖြင့် မထိန်းချုပ်ခဲ့ပါ၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းသည် zwitterion အဖြစ် လုပ်ဆောင်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် pH တန်ဖိုးပြောင်းလဲမှုသည် စုပ်ယူမှုလုပ်ငန်းစဉ်ကို မထိခိုက်ပါ။ ထို့နောက်တွင်၊ စုပ်ယူမှုယန္တရားကို hydrogen bonding၊ hydrophobic effects နှင့် rGO/nZVI ဒြပ်ပေါင်းနှင့် DC66 အကြား π-π stacking interactions ကဲ့သို့သော non-electrostatic interactions များဖြင့် ထိန်းချုပ်နိုင်သည်။ အလွှာလိုက် graphene ၏ မျက်နှာပြင်များပေါ်ရှိ aromatic adsorbates များ၏ ယန္တရားကို အဓိကမောင်းနှင်အားအဖြစ် π–π stacking interactions ဖြင့် ရှင်းပြထားကြောင်း လူသိများသည်။ ဒြပ်ပေါင်းသည် π-π* အကူးအပြောင်းကြောင့် 233 nm တွင် absorption အများဆုံးရှိသော graphene နှင့်ဆင်တူသော အလွှာလိုက်ပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ DC adsorbate ၏ မော်လီကျူးဖွဲ့စည်းပုံတွင် aromatic rings လေးခုရှိနေခြင်းအပေါ်အခြေခံ၍ aromatic DC (π-electron acceptor) နှင့် RGO မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ π-electrons ကြွယ်ဝသောဒေသအကြား π-π-stacking interaction ယန္တရားတစ်ခုရှိသည်ဟု ကျွန်ုပ်တို့ယူဆခဲ့သည်။ /nZVI composites။ ထို့အပြင်၊ ပုံ ၁၀B တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ rGO/nZVI composites များနှင့် DC ၏ မော်လီကျူး အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှုကို လေ့လာရန် FTIR လေ့လာမှုများကို ပြုလုပ်ခဲ့ပြီး၊ DC adsorption ပြီးနောက် rGO/nZVI composites များ၏ FTIR spectra များကို ပုံ ၁၀B တွင် ပြသထားသည်။ ၁၀b။ 2111 cm-1 တွင် peak အသစ်တစ်ခုကို တွေ့ရှိခဲ့ရပြီး၊ ၎င်းသည် C=C bond ၏ framework vibration နှင့် ကိုက်ညီပြီး၊ ၎င်းသည် 67 rGO/nZVI ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် သက်ဆိုင်ရာ organic functional group များရှိနေခြင်းကို ညွှန်ပြသည်။ အခြားထိပ်များသည် 1561 မှ 1548 cm-1 သို့ နှင့် 1399 မှ 1360 cm-1 သို့ ရွေ့လျားသွားပြီး၊ ၎င်းသည် π-π အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှုများသည် ဂရပ်ဖင်းနှင့် အော်ဂဲနစ် ညစ်ညမ်းပစ္စည်းများ စုပ်ယူမှုတွင် အရေးကြီးသော အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်ကြောင်းကိုလည်း အတည်ပြုသည်68,69။ DC စုပ်ယူမှုပြီးနောက်၊ OH ကဲ့သို့သော အောက်ဆီဂျင်ပါဝင်သော အုပ်စုအချို့၏ ပြင်းထန်မှုသည် 3270 cm-1 သို့ လျော့ကျသွားပြီး၊ ဟိုက်ဒရိုဂျင် ချည်နှောင်မှုသည် စုပ်ယူမှု ယန္တရားများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်ကြောင်း အကြံပြုထားသည်။ ထို့ကြောင့် ရလဒ်များအပေါ် အခြေခံ၍ rGO/nZVI ပေါင်းစပ်မှုပေါ်တွင် DC စုပ်ယူမှုသည် အဓိကအားဖြင့် π-π stacking အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှုများနှင့် H-ချည်နှောင်မှုများကြောင့် ဖြစ်ပေါ်သည်။
rGO/nZVI နှင့် nZVI ဒြပ်ပေါင်းများမှ DC ပဋိဇီဝဆေးများကို စုပ်ယူခြင်း၏ ဆင်ခြင်တုံတရားရှိသော ယန္တရား (A)။ rGO/nZVI နှင့် nZVI ပေါ်တွင် DC ၏ FTIR စုပ်ယူမှုရောင်စဉ်များ (B)။
nZVI ၏ စုပ်ယူမှု band များ၏ 3244၊ 1615၊ 1546 နှင့် 1011 cm–1 တွင် nZVI ၏ DC စုပ်ယူမှု band များ၏ ပြင်းထန်မှုသည် nZVI နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက (ပုံ 10B) တိုးလာပြီး DC ရှိ carboxylic acid O အုပ်စုများ၏ ဖြစ်နိုင်ချေရှိသော functional အုပ်စုများနှင့် အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှုနှင့် ဆက်စပ်နေသင့်သည်။ သို့သော်၊ လေ့လာတွေ့ရှိထားသော band အားလုံးတွင် ဤထုတ်လွှင့်မှုရာခိုင်နှုန်း နည်းပါးခြင်းသည် adsorption လုပ်ငန်းစဉ်မတိုင်မီ nZVI နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက phytosynthetic adsorbent (nZVI) ၏ စုပ်ယူမှုစွမ်းဆောင်ရည်တွင် သိသာထင်ရှားသော ပြောင်းလဲမှုမရှိဟု ညွှန်ပြသည်။ nZVI71 ဖြင့် DC ဖယ်ရှားရေး သုတေသနအချို့အရ nZVI သည် H2O နှင့် ဓာတ်ပြုသောအခါ အီလက်ထရွန်များ ထုတ်လွှတ်ပြီးနောက် H+ ကို အသုံးပြု၍ အလွန်လျှော့ချနိုင်သော active hydrogen ကို ထုတ်လုပ်သည်။ နောက်ဆုံးတွင်၊ cationic ဒြပ်ပေါင်းအချို့သည် active hydrogen မှ အီလက်ထရွန်များကို လက်ခံပြီး -C=N နှင့် -C=C- ကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး ၎င်းသည် benzene ring ကွဲထွက်ခြင်းကြောင့် ဖြစ်သည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၂ ခုနှစ်၊ နိုဝင်ဘာလ ၁၄ ရက်