Bedankt voor uw bezoek aan Nature.com. De browserversie die u gebruikt, biedt beperkte CSS-ondersteuning. Voor de beste ervaring raden we u aan een bijgewerkte browser te gebruiken (of de compatibiliteitsmodus in Internet Explorer uit te schakelen). Om de ondersteuning te blijven garanderen, zullen we de site in de tussentijd zonder stijlen en JavaScript weergeven.
In dit onderzoek werden voor het eerst rGO/nZVI-composieten gesynthetiseerd met behulp van een eenvoudige en milieuvriendelijke procedure waarbij Sophora yellowish-bladextract werd gebruikt als reductiemiddel en stabilisator. Dit voldoet aan de principes van de "groene" chemie, zoals minder schadelijke chemische synthese. Verschillende technieken, zoals SEM, EDX, XPS, XRD, FTIR en zeta-potentiaalmeting, werden gebruikt om de succesvolle synthese van de composieten te valideren. De verwijderingscapaciteit van de nieuwe composieten en zuiver nZVI bij verschillende beginconcentraties van het antibioticum doxycycline werd vergeleken om het synergetische effect tussen rGO en nZVI te onderzoeken. Onder verwijderingsomstandigheden van 25 mg L⁻¹, 25 °C en 0,05 g bedroeg de adsorptiesnelheid van zuiver nZVI 90%, terwijl de adsorptiesnelheid van doxycycline door het rGO/nZVI-composiet 94,6% bereikte. Dit bevestigt de synergetische werking van nZVI en rGO. Het adsorptieproces komt overeen met een pseudo-tweede-orde reactie en is in goede overeenstemming met het Freundlich-model, met een maximale adsorptiecapaciteit van 31,61 mg g⁻¹ bij 25 °C en pH 7. Er is een plausibel mechanisme voorgesteld voor de verwijdering van DC. Bovendien bedroeg de herbruikbaarheid van het rGO/nZVI-composiet 60% na zes opeenvolgende regeneratiecycli.
Waterschaarste en -vervuiling vormen tegenwoordig een ernstige bedreiging voor alle landen. De afgelopen jaren is de watervervuiling, met name de vervuiling door antibiotica, toegenomen als gevolg van de gestegen productie en consumptie tijdens de COVID-19-pandemie1,2,3. Daarom is de ontwikkeling van een effectieve technologie voor de verwijdering van antibiotica uit afvalwater een dringende taak.
Een van de resistente semisynthetische antibiotica uit de tetracyclinegroep is doxycycline (DC)4,5. Er is gemeld dat DC-residuen in grond- en oppervlaktewater niet kunnen worden gemetaboliseerd; slechts 20-50% wordt gemetaboliseerd en de rest komt in het milieu terecht, wat ernstige milieu- en gezondheidsproblemen veroorzaakt6.
Blootstelling aan DC in lage concentraties kan fotosynthetische micro-organismen in water doden, de verspreiding van antimicrobiële bacteriën bedreigen en de antimicrobiële resistentie verhogen. Daarom moet deze verontreiniging uit afvalwater worden verwijderd. De natuurlijke afbraak van DC in water is een zeer langzaam proces. Fysisch-chemische processen zoals fotolyse, biodegradatie en adsorptie kunnen DC alleen afbreken bij lage concentraties en met zeer lage snelheden7,8. De meest economische, eenvoudige, milieuvriendelijke, gemakkelijk te hanteren en efficiënte methode is echter adsorptie9,10.
Nano-nulwaardig ijzer (nZVI) is een zeer krachtig materiaal dat veel antibiotica uit water kan verwijderen, waaronder metronidazol, diazepam, ciprofloxacine, chlooramphenicol en tetracycline. Dit vermogen is te danken aan de verbazingwekkende eigenschappen van nZVI, zoals een hoge reactiviteit, een groot oppervlak en talrijke externe bindingsplaatsen11. nZVI is echter gevoelig voor aggregatie in waterige media als gevolg van van der Wells-krachten en sterke magnetische eigenschappen, wat de effectiviteit ervan bij het verwijderen van verontreinigingen vermindert door de vorming van oxidelagen die de reactiviteit van nZVI remmen10,12. De agglomeratie van nZVI-deeltjes kan worden verminderd door hun oppervlakken te modificeren met oppervlakteactieve stoffen en polymeren of door ze te combineren met andere nanomaterialen in de vorm van composieten, wat een veelbelovende aanpak is gebleken om hun stabiliteit in het milieu te verbeteren13,14.
Grafeen is een tweedimensionaal koolstofnanomateriaal dat bestaat uit sp2-gehybridiseerde koolstofatomen gerangschikt in een honingraatstructuur. Het heeft een groot oppervlak, aanzienlijke mechanische sterkte, uitstekende elektrokatalytische activiteit, hoge thermische geleidbaarheid, snelle elektronenmobiliteit en is een geschikt dragermateriaal om anorganische nanodeeltjes op het oppervlak te ondersteunen. De combinatie van metaalnanodeeltjes en grafeen kan de individuele voordelen van elk materiaal ruimschoots overtreffen en, dankzij de superieure fysische en chemische eigenschappen, een optimale verdeling van nanodeeltjes bieden voor een efficiëntere waterzuivering15.
Plantenextracten zijn het beste alternatief voor schadelijke chemische reductiemiddelen die gewoonlijk worden gebruikt bij de synthese van gereduceerd grafeenoxide (rGO) en nZVI, omdat ze beschikbaar, goedkoop, in één stap te gebruiken, milieuvriendelijk zijn en als reductiemiddel kunnen worden gebruikt. Verbindingen zoals flavonoïden en fenolen fungeren bovendien als stabilisator. Daarom werd in deze studie het bladextract van Atriplex halimus L. gebruikt als herstellend en afsluitend middel voor de synthese van rGO/nZVI-composieten. Atriplex halimus, uit de familie Amaranthaceae, is een stikstofminnende, meerjarige struik met een breed geografisch verspreidingsgebied16.
Volgens de beschikbare literatuur werd Atriplex halimus (A. halimus) voor het eerst gebruikt om rGO/nZVI-composieten te maken als een economische en milieuvriendelijke synthesemethode. Het doel van dit werk bestaat daarom uit vier onderdelen: (1) fytosynthese van rGO/nZVI- en parentale nZVI-composieten met behulp van een extract van de bladeren van A. halimus, (2) karakterisering van de fytogesynthetiseerde composieten met behulp van verschillende methoden om hun succesvolle fabricage te bevestigen, (3) onderzoek naar het synergetische effect van rGO en nZVI bij de adsorptie en verwijdering van organische verontreinigingen van het antibioticum doxycycline onder verschillende reactieparameters, en optimalisatie van de omstandigheden van het adsorptieproces, (4) onderzoek naar de composietmaterialen in verschillende continue behandelingen na de verwerkingscyclus.
Doxycyclinehydrochloride (DC, MM = 480,90, chemische formule C22H24N2O·HCl, 98%), ijzerchloridehexahydraat (FeCl3·6H2O, 97%) en grafietpoeder werden gekocht bij Sigma-Aldrich, VS. Natriumhydroxide (NaOH, 97%), ethanol (C2H5OH, 99,9%) en zoutzuur (HCl, 37%) werden gekocht bij Merck, VS. NaCl, KCl, CaCl2, MnCl2 en MgCl2 werden gekocht bij Tianjin Comio Chemical Reagent Co., Ltd. Alle reagentia zijn van hoge analytische zuiverheid. Voor de bereiding van alle waterige oplossingen werd dubbelgedestilleerd water gebruikt.
Representatieve exemplaren van A. halimus zijn verzameld in hun natuurlijke habitat in de Nijldelta en langs de Middellandse Zeekust van Egypte. Het plantmateriaal werd verzameld in overeenstemming met de geldende nationale en internationale richtlijnen17. Prof. Manal Fawzi heeft de plantenexemplaren geïdentificeerd volgens Boulos18, en de afdeling Milieuwetenschappen van de Universiteit van Alexandrië heeft toestemming gegeven voor het verzamelen van de bestudeerde plantensoorten voor wetenschappelijke doeleinden. De herbariumexemplaren worden bewaard in het herbarium van de Universiteit van Tanta (TANE), vouchernummers 14 122–14 127, een openbaar herbarium dat toegang biedt tot gedeponeerd materiaal. Om stof en vuil te verwijderen, werden de bladeren van de plant in kleine stukjes gesneden, driemaal gespoeld met kraanwater en gedestilleerd water, en vervolgens gedroogd bij 50 °C. De plant werd fijngemalen, 5 g van het fijne poeder werd ondergedompeld in 100 ml gedestilleerd water en 20 minuten geroerd bij 70 °C om een extract te verkrijgen. Het verkregen extract van Bacillus nicotianae werd gefilterd door Whatman-filterpapier en bewaard in schone en gesteriliseerde buizen bij 4 °C voor verder gebruik.
Zoals weergegeven in Figuur 1, werd GO gemaakt van grafietpoeder met behulp van de gemodificeerde Hummers-methode. 10 mg GO-poeder werd gedispergeerd in 50 ml gedemineraliseerd water gedurende 30 minuten onder ultrasone behandeling, waarna 0,9 g FeCl3 en 2,9 g NaAc gedurende 60 minuten werden gemengd. Aan de geroerde oplossing werd 20 ml atriplex-bladextract toegevoegd onder voortdurend roeren en het mengsel werd gedurende 8 uur bij 80 °C bewaard. De resulterende zwarte suspensie werd gefilterd. De bereide nanocomposieten werden gewassen met ethanol en dubbelgedestilleerd water en vervolgens gedroogd in een vacuümoven bij 50 °C gedurende 12 uur.
Schematische en digitale foto's van de groene synthese van rGO/nZVI en nZVI-complexen en de verwijdering van DC-antibiotica uit verontreinigd water met behulp van Atriplex halimus-extract.
Kort gezegd werd, zoals weergegeven in Fig. 1, 10 ml van een ijzerchlorideoplossing met 0,05 M Fe3+-ionen druppelgewijs toegevoegd aan 20 ml van een bitterbladextractoplossing gedurende 60 minuten onder gematigde verwarming en roeren. Vervolgens werd de oplossing gedurende 15 minuten gecentrifugeerd bij 14.000 tpm (Hermle, 15.000 tpm) om zwarte deeltjes te verkrijgen. Deze deeltjes werden vervolgens driemaal gewassen met ethanol en gedestilleerd water en daarna een nacht gedroogd in een vacuümoven bij 60 °C.
Plantaardig gesynthetiseerde rGO/nZVI- en nZVI-composieten werden gekarakteriseerd met behulp van UV-vis spectroscopie (T70/T80 serie UV/Vis-spectrofotometers, PG Instruments Ltd, VK) in het scanbereik van 200-800 nm. Om de topografie en de grootteverdeling van de rGO/nZVI- en nZVI-composieten te analyseren, werd TEM-spectroscopie (JOEL, JEM-2100F, Japan, versnellingsspanning 200 kV) gebruikt. Om de functionele groepen te evalueren die in de plantenextracten aanwezig zijn en verantwoordelijk zijn voor het herstel- en stabilisatieproces, werd FT-IR-spectroscopie uitgevoerd (JASCO-spectrometer in het bereik van 4000-600 cm⁻¹). Daarnaast werd een zeta-potentiaalanalysator (Zetasizer Nano ZS Malvern) gebruikt om de oppervlaktelading van de gesynthetiseerde nanomaterialen te bestuderen. Voor röntgendiffractiemetingen van poedervormige nanomaterialen werd een röntgendiffractometer (X'PERT PRO, Nederland) gebruikt, werkend met een stroomsterkte (40 mA), spanning (45 kV) in het 2θ-bereik van 20° tot 80° en CuKa1-straling (\(\lambda =\ ) 1,54056 Å). De energiedispersieve röntgenspectrometer (EDX) (model JEOL JSM-IT100) werd gebruikt voor het bestuderen van de elementaire samenstelling door middel van monochromatische Al K-α-röntgenstraling van -10 tot 1350 eV op XPS, spotgrootte 400 μm K-ALPHA (Thermo Fisher Scientific, VS). De transmissie-energie van het volledige spectrum is 200 eV en van het smalle spectrum 50 eV. Het poedermonster werd op een monsterhouder geperst, die in een vacuümkamer werd geplaatst. Het C 1s-spectrum werd als referentie gebruikt bij 284,58 eV om de bindingsenergie te bepalen.
Adsorptie-experimenten werden uitgevoerd om de effectiviteit van de gesynthetiseerde rGO/nZVI-nanocomposieten te testen bij het verwijderen van doxycycline (DC) uit waterige oplossingen. De adsorptie-experimenten werden uitgevoerd in Erlenmeyerflessen van 25 ml met een schudsnelheid van 200 rpm op een orbitale schudmachine (Stuart, Orbital Shaker/SSL1) bij 298 K. De DC-stamoplossing (1000 ppm) werd verdund met dubbelgedestilleerd water. Om het effect van de rGO/nZVI-dosering op de adsorptie-efficiëntie te beoordelen, werden nanocomposieten met verschillende gewichten (0,01–0,07 g) toegevoegd aan 20 ml DC-oplossing. Om de kinetiek en adsorptie-isothermen te bestuderen, werd 0,05 g van het adsorptiemiddel ondergedompeld in een waterige oplossing van DC met een initiële concentratie van 25–100 mg L–1. Het effect van de pH op de verwijdering van DC werd bestudeerd bij pH-waarden van 3 tot 11 en een initiële concentratie van 50 mg L⁻¹ bij 25 °C. De pH van het systeem werd aangepast door een kleine hoeveelheid HCl- of NaOH-oplossing toe te voegen (Crison pH-meter, pH-meter, pH 25). Daarnaast werd de invloed van de reactietemperatuur op adsorptie-experimenten in het temperatuurbereik van 25-55 °C onderzocht. Het effect van de ionsterkte op het adsorptieproces werd bestudeerd door verschillende concentraties NaCl (0,01–4 mol L⁻¹) toe te voegen bij een initiële DC-concentratie van 50 mg L⁻¹, pH 3 en 7, 25 °C en een adsorberende dosis van 0,05 g. De adsorptie van niet-geadsorbeerd DC werd gemeten met behulp van een UV-Vis-spectrofotometer met dubbele straal (T70/T80-serie, PG Instruments Ltd, VK) uitgerust met kwartscuvetten met een padlengte van 1,0 cm bij maximale golflengten (λmax) van 270 en 350 nm. Het percentage verwijdering van DC-antibiotica (R%; vergelijking 1) en de adsorptiehoeveelheid DC, qt, vergelijking 2 (mg/g) werden gemeten met behulp van de volgende vergelijking.
waarbij %R de DC-verwijderingscapaciteit (%) is, Co de initiële DC-concentratie op tijdstip 0, en C de DC-concentratie op tijdstip t, respectievelijk (mg L-1).
waarbij qe de hoeveelheid DC is die per eenheid massa van het adsorptiemiddel is geadsorbeerd (mg g-1), Co en Ce de concentraties zijn op tijdstip nul en bij evenwicht, respectievelijk (mg l-1), V het volume van de oplossing is (l), en m de adsorptiemassa van het reagens is (g).
SEM-afbeeldingen (figuren 2A-C) tonen de lamellaire morfologie van het rGO/nZVI-composiet met bolvormige ijzeren nanodeeltjes die uniform over het oppervlak verspreid zijn, wat wijst op een succesvolle hechting van nZVI-nanodeeltjes aan het rGO-oppervlak. Daarnaast zijn er enkele rimpels in het rGO-blad, wat bevestigt dat zuurstofhoudende groepen tegelijkertijd met het herstel van A. halimus GO zijn verwijderd. Deze grote rimpels fungeren als actieve bindingsplaatsen voor ijzeren nanodeeltjes. nZVI-afbeeldingen (figuren 2D-F) laten zien dat de bolvormige ijzeren nanodeeltjes zeer verspreid waren en niet aggregeerden, wat te danken is aan de coatingeigenschappen van de botanische componenten van het plantenextract. De deeltjesgrootte varieerde tussen 15 en 26 nm. Sommige regio's hebben echter een mesoporeuze morfologie met een structuur van uitstulpingen en holtes, wat kan zorgen voor een hoge effectieve adsorptiecapaciteit van nZVI, omdat dit de mogelijkheid vergroot om DC-moleculen op het oppervlak van nZVI te vangen. Toen het Rosa Damascus-extract werd gebruikt voor de synthese van nZVI, waren de verkregen NPs inhomogeen, met holtes en verschillende vormen, wat hun efficiëntie bij de adsorptie van Cr(VI) verminderde en de reactietijd verlengde 23. De resultaten komen overeen met die van nZVI gesynthetiseerd uit eiken- en moerbeibladeren, die voornamelijk bolvormige nanodeeltjes zijn met verschillende nanometergroottes zonder duidelijke agglomeratie.
SEM-afbeeldingen van rGO/nZVI (AC), nZVI (D, E) composieten en EDX-patronen van nZVI/rGO (G) en nZVI (H) composieten.
De elementaire samenstelling van plantaardig gesynthetiseerd rGO/nZVI en nZVI-composieten werd bestudeerd met behulp van EDX (Fig. 2G, H). Uit onderzoek blijkt dat nZVI is samengesteld uit koolstof (38,29 massaprocent), zuurstof (47,41 massaprocent) en ijzer (11,84 massaprocent), maar dat er ook andere elementen zoals fosfor24 aanwezig zijn, die afkomstig kunnen zijn van plantenextracten. Bovendien is het hoge percentage koolstof en zuurstof te danken aan de aanwezigheid van fytochemicaliën uit plantenextracten in de nZVI-monsters uit de ondergrond. Deze elementen zijn gelijkmatig verdeeld over rGO, maar in verschillende verhoudingen: C (39,16 gew%), O (46,98 gew%) en Fe (10,99 gew%). EDX-analyse van rGO/nZVI toont ook de aanwezigheid van andere elementen zoals S, die geassocieerd kunnen worden met de gebruikte plantenextracten. De huidige C:O-verhouding en het ijzergehalte in het rGO/nZVI-composiet met behulp van A. halimus zijn veel beter dan bij gebruik van het eucalyptusbladextract, aangezien het de samenstelling van C (23,44 gew.%), O (68,29 gew.%) en Fe (8,27 gew.%) karakteriseert. 25. Nataša et al., 2022 rapporteerden een vergelijkbare elementaire samenstelling van nZVI gesynthetiseerd uit eiken- en moerbeibladeren en bevestigden dat polyfenolgroepen en andere moleculen in het bladextract verantwoordelijk zijn voor het reductieproces.
De morfologie van in planten gesynthetiseerde nZVI (Fig. S2A,B) was bolvormig en gedeeltelijk onregelmatig, met een gemiddelde deeltjesgrootte van 23,09 ± 3,54 nm. Er werden echter ketenaggregaten waargenomen als gevolg van van der Waals-krachten en ferromagnetisme. Deze overwegend korrelige en bolvormige deeltjesvorm komt goed overeen met de SEM-resultaten. Een soortgelijke waarneming werd gedaan door Abdelfatah et al. in 2021 toen ricinusbladextract werd gebruikt bij de synthese van nZVI11. Ruelas tuberosa-bladextract-nanodeeltjes die als reductiemiddel in nZVI werden gebruikt, hebben ook een bolvorm met een diameter van 20 tot 40 nm26.
TEM-afbeeldingen van het hybride rGO/nZVI-composiet (Fig. S2C-D) tonen aan dat rGO een basaal vlak is met marginale vouwen en rimpels die meerdere bindingsplaatsen bieden voor nZVI-nanodeeltjes; deze lamellaire morfologie bevestigt tevens de succesvolle fabricage van rGO. Bovendien hebben de nZVI-nanodeeltjes een bolvorm met deeltjesgroottes van 5,32 tot 27 nm en zijn ze ingebed in de rGO-laag met een vrijwel uniforme dispersie. Eucalyptusbladextract werd gebruikt om Fe-nanodeeltjes/rGO te synthetiseren; de TEM-resultaten bevestigden ook dat rimpels in de rGO-laag de dispersie van Fe-nanodeeltjes meer verbeterden dan bij zuivere Fe-nanodeeltjes en de reactiviteit van de composieten verhoogden. Soortgelijke resultaten werden verkregen door Bagheri et al. 28 toen het composiet werd vervaardigd met behulp van ultrasone technieken met een gemiddelde ijzernanodeeltjesgrootte van ongeveer 17,70 nm.
De FTIR-spectra van A. halimus, nZVI, GO, rGO en rGO/nZVI-composieten worden weergegeven in Fig. 3A. De aanwezigheid van functionele groepen aan het oppervlak van de bladeren van A. halimus is zichtbaar bij 3336 cm⁻¹, wat overeenkomt met polyfenolen, en bij 1244 cm⁻¹, wat overeenkomt met carbonylgroepen geproduceerd door het eiwit. Andere groepen zoals alkanen bij 2918 cm⁻¹, alkenen bij 1647 cm⁻¹ en CO-O-CO-extensies bij 1030 cm⁻¹ zijn ook waargenomen, wat wijst op de aanwezigheid van plantaardige componenten die fungeren als afdichtingsmiddelen en verantwoordelijk zijn voor de omzetting van Fe²⁺ naar Fe⁰ en van GO naar rGO²⁹. Over het algemeen vertonen de nZVI-spectra dezelfde absorptiepieken als bittere suikers, maar met een iets verschoven positie. Een intense band verschijnt bij 3244 cm⁻¹ geassocieerd met OH-rektrillingen (fenolen), een piek bij 1615 cm⁻¹ komt overeen met C=C, en banden bij 1546 en 1011 cm⁻¹ ontstaan door de rek van C=O (polyfenolen en flavonoïden). CN-groepen van aromatische en alifatische aminen werden ook waargenomen bij respectievelijk 1310 cm⁻¹ en 1190 cm⁻¹¹³. Het FTIR-spectrum van GO toont de aanwezigheid van vele zuurstofhoudende groepen met hoge intensiteit, waaronder de alkoxy (CO)-rekband bij 1041 cm⁻¹, de epoxy (CO)-rekband bij 1291 cm⁻¹ en de C=O-rek. Er verscheen een band van C=C-rektrillingen bij 1619 cm⁻¹, een band bij 1708 cm⁻¹ en een brede band van OH-rektrillingen bij 3384 cm⁻¹, wat bevestigd wordt door de verbeterde Hummers-methode, die het grafietproces succesvol oxideert. Bij vergelijking van rGO- en rGO/nZVI-composieten met GO-spectra is de intensiteit van sommige zuurstofhoudende groepen, zoals OH bij 3270 cm⁻¹, significant verminderd, terwijl andere, zoals C=O bij 1729 cm⁻¹, volledig verdwenen zijn. Dit duidt op de succesvolle verwijdering van zuurstofhoudende functionele groepen in GO door het A. halimus-extract. Nieuwe scherpe karakteristieke pieken van rGO bij C=C-rektrillingen worden waargenomen rond 1560 en 1405 cm⁻¹, wat de reductie van GO tot rGO bevestigt. Variaties van 1043 tot 1015 cm-1 en van 982 tot 918 cm-1 werden waargenomen, mogelijk als gevolg van de aanwezigheid van plantaardig materiaal31,32. Weng et al., 2018 observeerden ook een significante afname van geoxideerde functionele groepen in GO, wat de succesvolle vorming van rGO door bioreductie bevestigt, aangezien eucalyptusbladextracten, die werden gebruikt om gereduceerde ijzer-grafeenoxidecomposieten te synthetiseren, vergelijkbare FTIR-spectra van functionele groepen van plantaardige componenten vertoonden. 33.
A. FTIR-spectrum van gallium, nZVI, rGO, GO, composiet rGO/nZVI (A). Röntgenogrammen van composieten rGO, GO, nZVI en rGO/nZVI (B).
De vorming van rGO/nZVI- en nZVI-composieten werd grotendeels bevestigd door röntgendiffractiepatronen (Fig. 3B). Een piek met hoge intensiteit van Fe0 werd waargenomen bij 2Ɵ 44,5°, overeenkomend met index (110) (JCPDS nr. 06–0696)11. Een andere piek bij 35,1° van het (311)-vlak wordt toegeschreven aan magnetiet Fe3O4, 63,2° kan worden geassocieerd met de Miller-index van het (440)-vlak vanwege de aanwezigheid van ϒ-FeOOH (JCPDS nr. 17-0536)34. Het röntgenpatroon van GO vertoont een scherpe piek bij 2Ɵ 10,3° en een andere piek bij 21,1°, wat duidt op volledige exfoliatie van het grafiet en de aanwezigheid van zuurstofhoudende groepen op het oppervlak van GO benadrukt35. De samengestelde diffractiepatronen van rGO en rGO/nZVI lieten de verdwijning zien van karakteristieke GO-pieken en de vorming van brede rGO-pieken bij 2Ɵ 22,17° en 24,7° voor respectievelijk de rGO- en rGO/nZVI-composieten, wat de succesvolle terugwinning van GO door plantenextracten bevestigde. In het samengestelde rGO/nZVI-patroon werden echter extra pieken waargenomen die geassocieerd zijn met het rooster vlak van Fe0 (110) en bcc Fe0 (200) bij respectievelijk 44,9° en 65,22°.
De zeta-potentiaal is het potentiaalverschil tussen een ionenlaag die aan het oppervlak van een deeltje is gehecht en een waterige oplossing. Deze potentiaal bepaalt de elektrostatische eigenschappen van een materiaal en meet de stabiliteit ervan.37 Analyse van de zeta-potentiaal van in planten gesynthetiseerde nZVI, GO en rGO/nZVI-composieten toonde hun stabiliteit aan dankzij de aanwezigheid van negatieve ladingen van respectievelijk -20,8, -22 en -27,4 mV op hun oppervlak, zoals weergegeven in Figuur S1A-C. Deze resultaten komen overeen met verschillende rapporten die vermelden dat oplossingen met deeltjes met een zeta-potentiaal lager dan -25 mV over het algemeen een hoge mate van stabiliteit vertonen als gevolg van elektrostatische afstoting tussen deze deeltjes. De combinatie van rGO en nZVI zorgt ervoor dat het composiet meer negatieve ladingen verkrijgt en daardoor een hogere stabiliteit heeft dan GO of nZVI afzonderlijk. Het fenomeen van elektrostatische afstoting zal dus leiden tot de vorming van stabiele rGO/nZVI-composieten.39 Het negatieve oppervlak van GO zorgt ervoor dat het gelijkmatig verspreid kan worden in een waterig medium zonder agglomeratie, wat gunstige omstandigheden creëert voor interactie met nZVI. De negatieve lading kan verband houden met de aanwezigheid van verschillende functionele groepen in het bittermeloenextract, wat ook de interactie tussen GO en ijzerprecursoren en het plantenextract bevestigt, waarbij respectievelijk rGO en nZVI worden gevormd, en het rGO/nZVI-complex. Deze plantenstoffen kunnen ook fungeren als capping agents, omdat ze de aggregatie van de resulterende nanodeeltjes voorkomen en zo hun stabiliteit verhogen40.
De elementaire samenstelling en valentietoestanden van de nZVI- en rGO/nZVI-composieten werden bepaald met XPS (Fig. 4). Uit het algehele XPS-onderzoek bleek dat het rGO/nZVI-composiet voornamelijk is samengesteld uit de elementen C, O en Fe, wat overeenkomt met de EDS-mapping (Fig. 4F–H). Het C1s-spectrum bestaat uit drie pieken op 284,59 eV, 286,21 eV en 288,21 eV, die respectievelijk C=C, C=O en C=O vertegenwoordigen. Het O1s-spectrum was verdeeld in drie pieken op 531,17 eV, 532,97 eV en 535,45 eV, die respectievelijk werden toegewezen aan de O=C=C-, C=O- en N=O-groepen. De pieken bij 710,43, 714,57 en 724,79 eV verwijzen echter respectievelijk naar Fe 2p3/2, Fe+3 en Fe p1/2. De XPS-spectra van nZVI (Fig. 4C-E) vertoonden pieken voor de elementen C, O en Fe. Pieken bij 284,77, 286,25 en 287,62 eV bevestigen de aanwezigheid van ijzer-koolstoflegeringen, aangezien ze respectievelijk verwijzen naar C-C, C-OH en C-O. Het O1s-spectrum correspondeerde met drie pieken: C–O/ijzercarbonaat (531,19 eV), hydroxylradicaal (532,4 eV) en O–C=O (533,47 eV). De piek bij 719,6 eV wordt toegeschreven aan Fe0, terwijl FeOOH pieken vertoont bij 717,3 en 723,7 eV. Daarnaast duidt de piek bij 725,8 eV op de aanwezigheid van Fe2O342.43.
XPS-onderzoek van respectievelijk nZVI- en rGO/nZVI-composieten (A, B). Volledige spectra van nZVI C1s (C), Fe2p (D) en O1s (E) en rGO/nZVI C1s (F), Fe2p (G), O1s (H) composiet.
De N2-adsorptie/desorptie-isotherm (Fig. 5A, B) laat zien dat de nZVI- en rGO/nZVI-composieten tot type II behoren. Bovendien nam het specifieke oppervlak (SBET) van nZVI toe van 47,4549 tot 152,52 m2/g na blindering met rGO. Dit resultaat kan worden verklaard door de afname van de magnetische eigenschappen van nZVI na blindering met rGO, waardoor de deeltjesaggregatie afneemt en het oppervlak van de composieten toeneemt. Daarnaast is, zoals weergegeven in Fig. 5C, het porievolume (8,94 nm) van het rGO/nZVI-composiet groter dan dat van de oorspronkelijke nZVI (2,873 nm). Dit resultaat komt overeen met dat van El-Monaem et al. 45.
Om de adsorptiecapaciteit voor de verwijdering van DC te evalueren tussen de rGO/nZVI-composieten en de oorspronkelijke nZVI, afhankelijk van de toename van de initiële concentratie, werd een vergelijking gemaakt door een constante dosis van elk adsorbent (0,05 g) toe te voegen aan DC bij verschillende initiële concentraties. Onderzochte oplossing [25]. –100 mg l–1] bij 25 °C. De resultaten toonden aan dat de verwijderingsefficiëntie (94,6%) van het rGO/nZVI-composiet hoger was dan die van de oorspronkelijke nZVI (90%) bij een lagere concentratie (25 mg L-1). Toen de startconcentratie echter werd verhoogd tot 100 mg L-1, daalde de verwijderingsefficiëntie van rGO/nZVI en de oorspronkelijke nZVI tot respectievelijk 70% en 65% (Figuur 6A), wat mogelijk te wijten is aan een kleiner aantal actieve plaatsen en de afbraak van nZVI-deeltjes. Integendeel, rGO/nZVI vertoonde een hogere efficiëntie bij de verwijdering van DC, wat mogelijk te danken is aan een synergetisch effect tussen rGO en nZVI. Hierbij zijn er veel meer stabiele actieve adsorptieplaatsen beschikbaar, waardoor rGO/nZVI meer DC kan adsorberen dan intact nZVI. Bovendien laat figuur 6B zien dat de adsorptiecapaciteit van de rGO/nZVI- en nZVI-composieten toenam van respectievelijk 9,4 mg/g tot 30 mg/g en 9 mg/g bij een toename van de initiële concentratie van 25–100 mg/L tot 28,73 mg g⁻¹. De verwijderingssnelheid van DC was dus negatief gecorreleerd met de initiële DC-concentratie, wat te wijten is aan het beperkte aantal reactiecentra dat elk adsorbens biedt voor de adsorptie en verwijdering van DC in de oplossing. Uit deze resultaten kan dus worden geconcludeerd dat de rGO/nZVI-composieten een hogere adsorptie- en reductie-efficiëntie hebben, en dat rGO in de rGO/nZVI-samenstelling zowel als adsorbent als als dragermateriaal kan worden gebruikt.
De verwijderingsefficiëntie en DC-adsorptiecapaciteit voor het rGO/nZVI- en nZVI-composiet waren (A, B) [Co = 25 mg l-1–100 mg l-1, T = 25 °C, dosis = 0,05 g], pH. op adsorptiecapaciteit en DC-verwijderingsefficiëntie op rGO/nZVI-composieten (C) [Co = 50 mg L–1, pH = 3–11, T = 25 °C, dosis = 0,05 g].
De pH van de oplossing is een cruciale factor bij de studie van adsorptieprocessen, omdat deze de mate van ionisatie, de soortvorming en de ionisatie van het adsorptiemiddel beïnvloedt. Het experiment werd uitgevoerd bij 25 °C met een constante dosis adsorptiemiddel (0,05 g) en een initiële concentratie van 50 mg L-1 in het pH-bereik (3–11). Volgens een literatuuronderzoek46 is DC een amfifiele molecule met verschillende ioniseerbare functionele groepen (fenolen, aminogroepen, alcoholen) bij verschillende pH-waarden. Als gevolg hiervan kunnen de verschillende functies van DC en de bijbehorende structuren op het oppervlak van het rGO/nZVI-composiet elektrostatisch met elkaar interageren en kunnen ze bestaan als kationen, zwitterionen en anionen. Het DC-molecuul bestaat als kation (DCH3+) bij pH < 3,3, als zwitterion (DCH20) bij 3,3 < pH < 7,7 en als anion (DCH− of DC2−) bij pH 7,7. Als gevolg hiervan kunnen de verschillende functies van DC en de bijbehorende structuren op het oppervlak van het rGO/nZVI-composiet elektrostatisch met elkaar interageren en kunnen ze bestaan als kationen, zwitterionen en anionen. Het DC-molecuul bestaat als kation (DCH3+) bij pH < 3,3, als zwitterion (DCH20) bij 3,3 < pH < 7,7 en als anion (DCH- of DC2-) bij pH 7,7. Zorg ervoor dat u uw geld terugkrijgt en dat u de juiste keuze kunt maken op het gebied van de kredietverlening rGO/nZVI-ondersteuning электростатическически en могут существовать in катионов, цвиттер-ионов en анионов, молекула ДК met een vermogen van (DCH3+) tot < 3,3, цвиттер-ионный (DCH20) 3,3 < pH < 7,7 en анионный (DCH- en DC2-) met pH 7,7. Als gevolg hiervan kunnen verschillende functies van DC en verwante structuren op het oppervlak van het rGO/nZVI-composiet elektrostatisch met elkaar interageren en bestaan in de vorm van kationen, zwitterionen en anionen; het DC-molecuul bestaat als een kation (DCH3+) bij pH < 3,3; ionisch (DCH20) bij 3,3 < pH < 7,7 en anionisch (DCH- of DC2-) bij pH 7,7.因此，DC 的各种功能和rGO/nZVI Er zijn geen producten gevonden die aan je zoekcriteria voldoen. 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。DC DC pH <3,3 pH <3,3 Ik denk dat het zo is 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。 Zorg ervoor dat u uw geld terugkrijgt en dat u zich op de juiste manier kunt richten rGO/nZVI-ondersteuning in het apparaat in het geval van een creditcard, цвиттер-ионов en анионов, een молекулы ДК являются катионными (ДЦГ3+) при рН < 3,3. Daarom kunnen verschillende functies van DC en verwante structuren op het oppervlak van het rGO/nZVI-composiet elektrostatische interacties aangaan en bestaan in de vorm van kationen, zwitterionen en anionen, terwijl DC-moleculen kationisch zijn (DCH3+) bij pH < 3,3. De temperatuur in het water (DCH20) is 3,3 < pH < 7,7 en water (DCH- en DC2-) pH 7,7. Het bestaat als een zwitterion (DCH20) bij 3,3 < pH < 7,7 en als een anion (DCH- of DC2-) bij pH 7,7.Bij een stijging van de pH van 3 naar 7 namen de adsorptiecapaciteit en de verwijderingsefficiëntie van DC toe van 11,2 mg/g (56%) naar 17 mg/g (85%) (Fig. 6C). Bij een verdere stijging van de pH naar 9 en 11 namen de adsorptiecapaciteit en de verwijderingsefficiëntie echter enigszins af, respectievelijk van 10,6 mg/g (53%) naar 6 mg/g (30%). Bij een stijging van de pH van 3 naar 7 bestonden de DC's voornamelijk in de vorm van zwitterionen, waardoor ze vrijwel niet-elektrostatisch werden aangetrokken of afgestoten door de rGO/nZVI-composieten, voornamelijk door elektrostatische interactie. Bij een pH boven 8,2 werd het oppervlak van het adsorptiemiddel negatief geladen, waardoor de adsorptiecapaciteit afnam als gevolg van de elektrostatische afstoting tussen de negatief geladen doxycycline en het oppervlak van het adsorptiemiddel. Deze trend suggereert dat de adsorptie van DC op rGO/nZVI-composieten sterk pH-afhankelijk is, en de resultaten geven ook aan dat rGO/nZVI-composieten geschikt zijn als adsorbenten onder zure en neutrale omstandigheden.
Het effect van temperatuur op de adsorptie van een waterige DC-oplossing werd onderzocht bij (25–55 °C). Figuur 7A toont het effect van temperatuurstijging op de verwijderingsefficiëntie van DC-antibiotica op rGO/nZVI. Het is duidelijk dat de verwijderingscapaciteit en adsorptiecapaciteit toenamen van respectievelijk 83,44% en 13,9 mg/g tot 47% en 7,83 mg/g. Deze significante afname kan te wijten zijn aan een toename van de thermische energie van DC-ionen, wat leidt tot desorptie47.
Effect van temperatuur op de verwijderingsefficiëntie en adsorptiecapaciteit van CD op rGO/nZVI-composieten (A) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, dosis = 0,05 g], effect van de adsorberdosis op de verwijderingsefficiëntie en verwijderingsefficiëntie van CD. Effect van de initiële concentratie op de adsorptiecapaciteit en -efficiëntie van DC-verwijdering op het rGO/nSVI-composiet (B) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C] (C, D) [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, dosis = 0,05 g].
Figuur 7B toont het effect van een verhoging van de dosis van het samengestelde adsorptiemiddel rGO/nZVI van 0,01 g naar 0,07 g op de verwijderingsefficiëntie en adsorptiecapaciteit. Een verhoging van de dosis van het adsorptiemiddel leidde tot een afname van de adsorptiecapaciteit van 33,43 mg/g naar 6,74 mg/g. Bij een verhoging van de dosis van het adsorptiemiddel van 0,01 g naar 0,07 g nam de verwijderingsefficiëntie echter toe van 66,8% naar 96%, wat mogelijk verband houdt met een toename van het aantal actieve centra op het oppervlak van het nanocomposiet.
Het effect van de initiële concentratie op de adsorptiecapaciteit en de verwijderingsefficiëntie [25–100 mg L-1, 25°C, pH 7, dosis 0,05 g] werd onderzocht. Toen de initiële concentratie werd verhoogd van 25 mg L-1 naar 100 mg L-1, daalde het verwijderingspercentage van het rGO/nZVI-composiet van 94,6% naar 65% (Fig. 7C), waarschijnlijk door de afwezigheid van de gewenste actieve plaatsen. Het adsorbeert grote concentraties DC49. Aan de andere kant nam de adsorptiecapaciteit ook toe naarmate de initiële concentratie steeg, van 9,4 mg/g naar 30 mg/g totdat een evenwicht werd bereikt (Fig. 7D). Deze onvermijdelijke reactie is te wijten aan een toename van de drijvende kracht, waarbij een initiële DC-concentratie groter is dan de massatransportweerstand van DC-ionen om het oppervlak van het rGO/nZVI-composiet te bereiken.
Contacttijd- en kinetische studies zijn erop gericht de evenwichtstijd van adsorptie te begrijpen. Ten eerste was de hoeveelheid DC die gedurende de eerste 40 minuten van de contacttijd werd geadsorbeerd ongeveer de helft van de totale hoeveelheid die over de gehele tijd (100 minuten) werd geadsorbeerd. Terwijl de DC-moleculen in de oplossing botsen, migreren ze snel naar het oppervlak van het rGO/nZVI-composiet, wat resulteert in aanzienlijke adsorptie. Na 40 minuten nam de DC-adsorptie geleidelijk en langzaam toe totdat na 60 minuten een evenwicht werd bereikt (Fig. 7D). Omdat een redelijke hoeveelheid binnen de eerste 40 minuten wordt geadsorbeerd, zullen er minder botsingen met DC-moleculen plaatsvinden en zullen er minder actieve plaatsen beschikbaar zijn voor niet-geadsorbeerde moleculen. Daarom kan de adsorptiesnelheid worden verlaagd51.
Om de adsorptiekinetiek beter te begrijpen, werden lijndiagrammen van pseudo-eerste-orde (Fig. 8A), pseudo-tweede-orde (Fig. 8B) en Elovich (Fig. 8C) kinetische modellen gebruikt. Uit de parameters verkregen uit de kinetische studies (Tabel S1) blijkt duidelijk dat het pseudo-tweede-orde model het beste model is om de adsorptiekinetiek te beschrijven, waarbij de R²-waarde hoger is dan bij de andere twee modellen. Er is ook een overeenkomst tussen de berekende adsorptiecapaciteiten (qe, cal). De pseudo-tweede-orde en de experimentele waarden (qe, exp.) vormen verder bewijs dat het pseudo-tweede-orde model beter is dan de andere modellen. Zoals weergegeven in Tabel 1, bevestigen de waarden van α (initiële adsorptiesnelheid) en β (desorptieconstante) dat de adsorptiesnelheid hoger is dan de desorptiesnelheid, wat aangeeft dat DC de neiging heeft efficiënt te adsorberen op het rGO/nZVI52-composiet.
Lineaire adsorptiekinetische grafieken van pseudo-tweede orde (A), pseudo-eerste orde (B) en Elovich (C) [Co = 25–100 mg l–1, pH = 7, T = 25 °C, dosis = 0,05 g].
Studies van adsorptie-isothermen helpen bij het bepalen van de adsorptiecapaciteit van het adsorbens (RGO/nRVI-composiet) bij verschillende adsorbaatconcentraties (DC) en systeemtemperaturen. De maximale adsorptiecapaciteit werd berekend met behulp van de Langmuir-isotherme, die aangaf dat de adsorptie homogeen was en de vorming van een adsorbaatmonolaag op het oppervlak van het adsorbens omvatte zonder interactie tussen beide.53 Twee andere veelgebruikte isothermmodellen zijn het Freundlich- en het Temkin-model. Hoewel het Freundlich-model niet wordt gebruikt om de adsorptiecapaciteit te berekenen, helpt het om het heterogene adsorptieproces te begrijpen en dat vacatures op het adsorbens verschillende energieën hebben, terwijl het Temkin-model helpt om de fysische en chemische eigenschappen van adsorptie te begrijpen.54
Figuren 9A-C tonen lijndiagrammen van respectievelijk de Langmuir-, Freundlich- en Temkin-modellen. De R²-waarden, berekend op basis van de Freundlich- (Fig. 9A) en Langmuir-lijndiagrammen (Fig. 9B) en weergegeven in Tabel 2, laten zien dat de DC-adsorptie op het rGO/nZVI-composiet de Freundlich- (0,996), Langmuir- (0,988) en Temkin-isothermmodellen (0,985) volgt. De maximale adsorptiecapaciteit (qmax), berekend met behulp van het Langmuir-isothermmodel, bedroeg 31,61 mg g⁻¹. Bovendien ligt de berekende waarde van de dimensieloze scheidingsfactor (RL) tussen 0 en 1 (0,097), wat duidt op een gunstig adsorptieproces. De berekende Freundlich-constante (n = 2,756) wijst eveneens op een voorkeur voor dit adsorptieproces. Volgens het lineaire model van de Temkin-isotherm (Fig. 9C) is de adsorptie van DC op het rGO/nZVI-composiet een fysisch adsorptieproces, aangezien b < 82 kJ mol-1 is (0,408)55. Hoewel fysische adsorptie gewoonlijk wordt gemedieerd door zwakke van der Waals-krachten, vereist gelijkstroomadsorptie op rGO/nZVI-composieten lage adsorptie-energieën [56, 57].
Lineaire adsorptie-isothermen van Freundlich (A), Langmuir (B) en Temkin (C) [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, dosis = 0,05 g]. Grafiek van de van't Hoff-vergelijking voor DC-adsorptie door rGO/nZVI-composieten (D) [Co = 25–100 mg l-1, pH = 7, T = 25–55 °C en dosis = 0,05 g].
Om het effect van de verandering van de reactietemperatuur op de verwijdering van DC uit rGO/nZVI-composieten te evalueren, werden thermodynamische parameters zoals entropieverandering (ΔS), enthalpieverandering (ΔH) en vrije-energieverandering (ΔG) berekend aan de hand van vergelijkingen 3 en 458.
waarbij \({K}_{e}\)=\(\frac{{C}_{Ae}}{{C}_{e}}\) de thermodynamische evenwichtsconstante is, Ce en CAe respectievelijk de rGO-concentraties in oplossing /nZVI DC-concentraties bij oppervlakte-evenwicht. R en RT zijn respectievelijk de gasconstante en de adsorptietemperatuur. Door ln Ke uit te zetten tegen 1/T ontstaat een rechte lijn (Fig. 9D) waaruit ∆S en ∆H kunnen worden bepaald.
Een negatieve ΔH-waarde geeft aan dat het proces exotherm is. Aan de andere kant valt de ΔH-waarde binnen het bereik van fysische adsorptie. Negatieve ΔG-waarden in Tabel 3 geven aan dat adsorptie mogelijk en spontaan is. Negatieve ΔS-waarden duiden op een hoge ordening van adsorberende moleculen aan het vloeistofgrensvlak (Tabel 3).
Tabel 4 vergelijkt het rGO/nZVI-composiet met andere adsorbenten die in eerdere studies zijn beschreven. Het is duidelijk dat het VGO/nCVI-composiet een hoge adsorptiecapaciteit heeft en een veelbelovend materiaal kan zijn voor de verwijdering van DC-antibiotica uit water. Bovendien verloopt de adsorptie van rGO/nZVI-composieten snel, met een evenwichtstijd van 60 minuten. De uitstekende adsorptie-eigenschappen van de rGO/nZVI-composieten kunnen worden verklaard door het synergetische effect van rGO en nZVI.
Figuren 10A en 10B illustreren het rationele mechanisme voor de verwijdering van DC-antibiotica door de rGO/nZVI- en nZVI-complexen. Volgens de resultaten van experimenten naar het effect van pH op de efficiëntie van DC-adsorptie, werd bij een pH-verhoging van 3 naar 7 de DC-adsorptie op het rGO/nZVI-composiet niet langer beheerst door elektrostatische interacties, aangezien DC zich gedroeg als een zwitterion; een verandering in de pH-waarde had daarom geen invloed op het adsorptieproces. Het adsorptiemechanisme kan dus worden beheerst door niet-elektrostatische interacties zoals waterstofbruggen, hydrofobe effecten en π-π-stapelingsinteracties tussen het rGO/nZVI-composiet en DC66. Het is bekend dat het mechanisme van aromatische adsorptie op de oppervlakken van gelaagd grafeen wordt verklaard door π-π-stapelingsinteracties als belangrijkste drijvende kracht. Het composiet is een gelaagd materiaal, vergelijkbaar met grafeen, met een absorptiemaximum bij 233 nm als gevolg van de π-π*-overgang. Op basis van de aanwezigheid van vier aromatische ringen in de moleculaire structuur van het DC-adsorbaat, veronderstelden we dat er een mechanisme van π-π-stapelingsinteractie bestaat tussen het aromatische DC (π-elektronenacceptor) en het gebied rijk aan π-elektronen op het RGO/nZVI-oppervlak. Bovendien werden, zoals weergegeven in figuur 10B, FTIR-studies uitgevoerd om de moleculaire interactie van rGO/nZVI-composieten met DC te bestuderen. De FTIR-spectra van rGO/nZVI-composieten na DC-adsorptie worden weergegeven in figuur 10B. 10b. Een nieuwe piek wordt waargenomen bij 2111 cm⁻¹, die overeenkomt met de raamwerkvibratie van de C=C-binding, wat duidt op de aanwezigheid van de overeenkomstige organische functionele groepen op het oppervlak van rGO/nZVI. Andere pieken verschuiven van 1561 naar 1548 cm⁻¹ en van 1399 naar 1360 cm⁻¹, wat ook bevestigt dat π-π-interacties een belangrijke rol spelen bij de adsorptie van grafeen en organische verontreinigende stoffen⁶⁸,⁶⁹. Na DC-adsorptie nam de intensiteit van sommige zuurstofhoudende groepen, zoals OH, af tot 3270 cm⁻¹, wat suggereert dat waterstofbinding een van de adsorptiemechanismen is. Op basis van de resultaten vindt DC-adsorptie op het rGO/nZVI-composiet dus voornamelijk plaats door π-π-stapelingsinteracties en waterstofbruggen.
Rationeel mechanisme van adsorptie van DC-antibiotica door rGO/nZVI- en nZVI-complexen (A). FTIR-adsorptiespectra van DC op rGO/nZVI en nZVI (B).
De intensiteit van de absorptiebanden van nZVI bij 3244, 1615, 1546 en 1011 cm–1 nam toe na DC-adsorptie op nZVI (Fig. 10B) in vergelijking met nZVI, wat verband houdt met de interactie met mogelijke functionele groepen van de carboxylaat-O-groepen in DC. Dit lagere transmissiepercentage in alle waargenomen banden duidt echter op geen significante verandering in de adsorptie-efficiëntie van het fytosynthetische adsorptiemiddel (nZVI) in vergelijking met nZVI vóór het adsorptieproces. Volgens onderzoek naar de verwijdering van DC met nZVI71 komen er elektronen vrij wanneer nZVI reageert met H2O, waarna H+ wordt gebruikt om sterk reduceerbaar actief waterstof te produceren. Uiteindelijk nemen sommige kationische verbindingen elektronen op van actief waterstof, wat resulteert in -C=N en -C=C-, wat wordt toegeschreven aan de splitsing van de benzeenring.
Geplaatst op: 14 november 2022