Nature.com ପରିଦର୍ଶନ କରିବା ପାଇଁ ଆପଣଙ୍କୁ ଧନ୍ୟବାଦ। ଆପଣ ବ୍ୟବହାର କରୁଥିବା ବ୍ରାଉଜର ସଂସ୍କରଣରେ ସୀମିତ CSS ସମର୍ଥନ ଅଛି। ସର୍ବୋତ୍ତମ ଅଭିଜ୍ଞତା ପାଇଁ, ଆମେ ଆପଣଙ୍କୁ ଏକ ଅପଡେଟ୍ ବ୍ରାଉଜର୍ ବ୍ୟବହାର କରିବାକୁ ସୁପାରିଶ କରୁଛୁ (କିମ୍ବା ଇଣ୍ଟରନେଟ୍ ଏକ୍ସପ୍ଲୋରରରେ ସୁସଙ୍ଗତତା ମୋଡ୍ ଅକ୍ଷମ କରନ୍ତୁ)। ଏହି ସମୟ ମଧ୍ୟରେ, ନିରନ୍ତର ସମର୍ଥନ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ, ଆମେ ସାଇଟ୍କୁ ଷ୍ଟାଇଲ୍ ଏବଂ JavaScript ବିନା ରେଣ୍ଡର କରିବୁ।
ଏହି କାର୍ଯ୍ୟରେ, "ସବୁଜ" ରସାୟନ ବିଜ୍ଞାନର ନୀତି, ଯେପରିକି କମ୍ କ୍ଷତିକାରକ ରାସାୟନିକ ସଂଶ୍ଳେଷଣ, ପାଳନ କରିବା ପାଇଁ Sophora ହଳଦିଆ ପତ୍ର ନିର୍ଯାସକୁ ଏକ ସରଳ ଏବଂ ପରିବେଶ ଅନୁକୂଳ ପ୍ରକ୍ରିୟା ବ୍ୟବହାର କରି ପ୍ରଥମ ଥର ପାଇଁ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ ସଂଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା। SEM, EDX, XPS, XRD, FTIR, ଏବଂ zeta ପୋଟେନସିଆଲ୍ ଭଳି କମ୍ପୋଜିଟ୍ର ସଫଳ ସଂଶ୍ଳେଷଣକୁ ବୈଧ କରିବା ପାଇଁ ଅନେକ ଉପକରଣ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଛି, ଯାହା ସଫଳ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ନିର୍ମାଣକୁ ସୂଚିତ କରେ। ଆଣ୍ଟିବାୟୋଟିକ୍ ଡକ୍ସିସାଇକ୍ଲିନର ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସାନ୍ଦ୍ରତାରେ ନୂତନ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଏବଂ ଶୁଦ୍ଧ nZVI ର ଅପସାରଣ କ୍ଷମତାକୁ rGO ଏବଂ nZVI ମଧ୍ୟରେ ସମନ୍ୱୟ ପ୍ରଭାବ ତଦନ୍ତ କରିବା ପାଇଁ ତୁଳନା କରାଯାଇଥିଲା। 25mg L-1, 25°C ଏବଂ 0.05g ର ଅପସାରଣ ଅବସ୍ଥା ଅଧୀନରେ, ଶୁଦ୍ଧ nZVI ର ଆଶୋଷଣକାରୀ ଅପସାରଣ ହାର 90% ଥିଲା, ଯେତେବେଳେ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଦ୍ୱାରା ଡକ୍ସିସାଇକ୍ଲିନର ଆଶୋଷଣକାରୀ ଅପସାରଣ ହାର 94.6% ରେ ପହଞ୍ଚିଥିଲା, ଯାହା ନିଶ୍ଚିତ କରେ ଯେ nZVI ଏବଂ rGO ର କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମତା ବୃଦ୍ଧି କରିଥାଏ। ଏହି ଶୋଷଣ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଏକ ଛଦ୍ମ-ଦ୍ଵିତୀୟ କ୍ରମ ସହିତ ସମାନ ଏବଂ 25 °C ଏବଂ pH 7 ରେ ସର୍ବାଧିକ 31.61 mg g-1 ଶୋଷଣ କ୍ଷମତା ସହିତ Freundlich ମଡେଲ ସହିତ ଉତ୍ତମ ସହମତ। DC ଅପସାରଣ ପାଇଁ ଏକ ଯୁକ୍ତିଯୁକ୍ତ ପଦ୍ଧତି ପ୍ରସ୍ତାବିତ କରାଯାଇଛି। ଏହା ସହିତ, କ୍ରମାଗତ ଛଅଟି ପୁନର୍ଜନ୍ମ ଚକ୍ର ପରେ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟର ପୁନଃବ୍ୟବହାରଯୋଗ୍ୟତା 60% ଥିଲା।
ଜଳ ଅଭାବ ଏବଂ ପ୍ରଦୂଷଣ ବର୍ତ୍ତମାନ ସମସ୍ତ ଦେଶ ପାଇଁ ଏକ ଗମ୍ଭୀର ବିପଦ। ସାମ୍ପ୍ରତିକ ବର୍ଷଗୁଡ଼ିକରେ, COVID-19 ମହାମାରୀ1,2,3 ସମୟରେ ଉତ୍ପାଦନ ଏବଂ ବ୍ୟବହାର ବୃଦ୍ଧି ଯୋଗୁଁ ଜଳ ପ୍ରଦୂଷଣ, ବିଶେଷକରି ଆଣ୍ଟିବାୟୋଟିକ୍ ପ୍ରଦୂଷଣ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଛି। ତେଣୁ, ବର୍ଜ୍ୟଜଳରେ ଆଣ୍ଟିବାୟୋଟିକ୍ ଦୂର କରିବା ପାଇଁ ଏକ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାର ବିକାଶ ଏକ ଜରୁରୀ କାର୍ଯ୍ୟ।
ଟେଟ୍ରାସାଇକ୍ଲିନ୍ ଗୋଷ୍ଠୀର ପ୍ରତିରୋଧୀ ଅର୍ଦ୍ଧ-କୃତ୍ରିମ ଆଣ୍ଟିବାୟୋଟିକ୍ ମଧ୍ୟରୁ ଗୋଟିଏ ହେଉଛି ଡକ୍ସିସାଇକ୍ଲିନ୍ (DC)4,5। ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଛି ଯେ ଭୂତଳ ଜଳ ଏବଂ ପୃଷ୍ଠ ଜଳରେ DC ଅବଶିଷ୍ଟାଂଶ ମେଟାବୋଲିଜେସନ୍ ହୋଇପାରିବ ନାହିଁ, କେବଳ 20-50% ମେଟାବୋଲିଜେସନ୍ ହୁଏ ଏବଂ ବାକି ପରିବେଶରେ ମୁକ୍ତ ହୁଏ, ଯାହା ଫଳରେ ଗମ୍ଭୀର ପରିବେଶଗତ ଏବଂ ସ୍ୱାସ୍ଥ୍ୟ ସମସ୍ୟା ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ।
ନିମ୍ନ ସ୍ତରରେ DC ର ସଂସ୍ପର୍ଶରେ ଆସି ଜଳୀୟ ଆଲୋକସଂଶ୍ଳେଷଣାତ୍ମକ ଅଣୁଜୀବମାନଙ୍କୁ ମାରିପାରେ, ଆଣ୍ଟିମାଇକ୍ରୋବାୟଲ ଜୀବାଣୁର ପ୍ରସାରକୁ ବିପଦରେ ପକାଇପାରେ ଏବଂ ଆଣ୍ଟିମାଇକ୍ରୋବାୟଲ ପ୍ରତିରୋଧକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିପାରେ, ତେଣୁ ଏହି ପ୍ରଦୂଷକକୁ ବର୍ଜ୍ୟଜଳରୁ ବାହାର କରିବାକୁ ପଡିବ। ପାଣିରେ DC ର ପ୍ରାକୃତିକ ଅବକ୍ଷୟ ଏକ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଧୀର ପ୍ରକ୍ରିୟା। ଫଟୋଲିସିସ୍, ଜୈବ ଅବକ୍ଷୟ ଏବଂ ଶୋଷଣ ଭଳି ଭୌତିକ-ରାସାୟନିକ ପ୍ରକ୍ରିୟା କେବଳ କମ୍ ସାନ୍ଦ୍ରତା ଏବଂ ଅତି କମ ହାରରେ ଅବକ୍ଷୟ ହୋଇପାରେ7,8। ତଥାପି, ସବୁଠାରୁ ମିତବ୍ୟୟୀ, ସରଳ, ପରିବେଶ ଅନୁକୂଳ, ପରିଚାଳନା କରିବାକୁ ସହଜ ଏବଂ ଦକ୍ଷ ପଦ୍ଧତି ହେଉଛି ଅବଶୋଷଣ9,10।
ନାନୋ ଜିରୋ ଭାଲେଣ୍ଟ ଆଇରନ୍ (nZVI) ଏକ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ସାମଗ୍ରୀ ଯାହା ପାଣିରୁ ଅନେକ ଆଣ୍ଟିବାୟୋଟିକ୍ ବାହାର କରିପାରେ, ଯେପରିକି ମେଟ୍ରୋନିଡାଜୋଲ୍, ଡାଏଜେପାମ୍, ସିପ୍ରୋଫ୍ଲୋକ୍ସାସିନ୍, କ୍ଲୋରାମଫେନିକୋଲ୍, ଏବଂ ଟେଟ୍ରାସାଇକ୍ଲିନ୍। ଏହି କ୍ଷମତା nZVI ର ଆଶ୍ଚର୍ଯ୍ୟଜନକ ଗୁଣ ଯୋଗୁଁ, ଯେପରିକି ଉଚ୍ଚ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳତା, ବଡ଼ ପୃଷ୍ଠ କ୍ଷେତ୍ର ଏବଂ ଅନେକ ବାହ୍ୟ ବନ୍ଧନ ସ୍ଥାନ11। ତଥାପି, nZVI ଭାନ୍ ଡେର୍ ୱେଲ୍ସ ବଳ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ଚୁମ୍ବକୀୟ ଗୁଣ ଯୋଗୁଁ ଜଳୀୟ ଗଣମାଧ୍ୟମରେ ଏକତ୍ରିତ ହେବାର ସମ୍ଭାବନା ରଖେ, ଯାହା nZVI ର ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳତାକୁ ବାଧା ଦେଉଥିବା ଅକ୍ସାଇଡ୍ ସ୍ତର ଗଠନ ହେତୁ ପ୍ରଦୂଷକମାନଙ୍କୁ ଅପସାରଣ କରିବାରେ ଏହାର ପ୍ରଭାବକୁ ହ୍ରାସ କରେ10,12। nZVI କଣିକାଗୁଡ଼ିକର ଏକତ୍ରିତତାକୁ ସର୍ଫାକ୍ଟଣ୍ଟ ଏବଂ ପଲିମର ସହିତ ସେମାନଙ୍କର ପୃଷ୍ଠକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରି କିମ୍ବା କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଆକାରରେ ଅନ୍ୟ ନାନୋମାଟେରିଆଲ୍ ସହିତ ମିଶ୍ରଣ କରି ହ୍ରାସ କରାଯାଇପାରିବ, ଯାହା ପରିବେଶରେ ସେମାନଙ୍କର ସ୍ଥିରତାକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ ଏକ କାର୍ଯ୍ୟକାରୀ ପଦ୍ଧତି ଭାବରେ ପ୍ରମାଣିତ ହୋଇଛି13,14।
ଗ୍ରାଫିନ୍ ହେଉଛି ଏକ ଦୁଇ-ପରିମାଣ କାର୍ବନ ନାନୋମାଟେରିଆଲ୍ ଯାହା ଏକ ମହୁଫେଣା ଜାଲିରେ ସଜାଯାଇଥିବା sp2-ହାଇବ୍ରିଡାଇଜ୍ଡ କାର୍ବନ ପରମାଣୁ ଦ୍ୱାରା ଗଠିତ। ଏହାର ଏକ ବିଶାଳ ପୃଷ୍ଠ କ୍ଷେତ୍ରଫଳ, ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତି, ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଉତ୍କଳନ କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ, ଉଚ୍ଚ ତାପଜ ପରିବାହିତା, ଦ୍ରୁତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଗତିଶୀଳତା ଏବଂ ଏହାର ପୃଷ୍ଠରେ ଅଜୈବ ନାନୋପାର୍ଟିକଲ୍ସକୁ ସମର୍ଥନ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ଉପଯୁକ୍ତ ବାହକ ସାମଗ୍ରୀ ଅଛି। ଧାତୁ ନାନୋପାର୍ଟିକଲ୍ସ ଏବଂ ଗ୍ରାଫିନର ମିଶ୍ରଣ ପ୍ରତ୍ୟେକ ସାମଗ୍ରୀର ବ୍ୟକ୍ତିଗତ ଲାଭକୁ ବହୁ ପରିମାଣରେ ଅତିକ୍ରମ କରିପାରେ ଏବଂ ଏହାର ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ଭୌତିକ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଗୁଣ ଯୋଗୁଁ, ଅଧିକ ଦକ୍ଷ ଜଳ ଚିକିତ୍ସା ପାଇଁ ନାନୋପାର୍ଟିକଲ୍ସର ଏକ ସର୍ବୋତ୍ତମ ବଣ୍ଟନ ପ୍ରଦାନ କରେ15।
ହ୍ରାସିତ ଗ୍ରାଫିନ ଅକ୍ସାଇଡ (rGO) ଏବଂ nZVI ର ସଂଶ୍ଳେଷଣରେ ସାଧାରଣତଃ ବ୍ୟବହୃତ କ୍ଷତିକାରକ ରାସାୟନିକ ହ୍ରାସକାରୀ ଏଜେଣ୍ଟ ପାଇଁ ଉଦ୍ଭିଦ ନିଷ୍କାସନ ସର୍ବୋତ୍ତମ ବିକଳ୍ପ କାରଣ ଏହା ଉପଲବ୍ଧ, ଶସ୍ତା, ଏକ-ପଦକ୍ଷେପ, ପରିବେଶଗତ ଭାବରେ ନିରାପଦ, ଏବଂ ହ୍ରାସକାରୀ ଏଜେଣ୍ଟ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ। ଯେପରିକି ଫ୍ଲାଭୋନଏଡ୍ ଏବଂ ଫେନୋଲିକ୍ ଯୌଗିକଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟ ଏକ ସ୍ଥିରକାରୀ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ। ତେଣୁ, ଏହି ଅଧ୍ୟୟନରେ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟର ସଂଶ୍ଳେଷଣ ପାଇଁ ଆଟ୍ରିପ୍ଲେକ୍ସ ହାଲିମସ୍ L. ପତ୍ର ନିଷ୍କାସନକୁ ମରାମତି ଏବଂ ବନ୍ଦ କରିବା ଏଜେଣ୍ଟ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା। ଆମରାନ୍ଥେସି ପରିବାରର ଆଟ୍ରିପ୍ଲେକ୍ସ ହାଲିମସ୍ ଏକ ବିସ୍ତୃତ ଭୌଗୋଳିକ ପରିସର ସହିତ ଏକ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ-ପ୍ରିୟ ବହୁବର୍ଷୀୟ ବୁଦା ଅଟେ16।
ଉପଲବ୍ଧ ସାହିତ୍ୟ ଅନୁସାରେ, Atriplex halimus (A. halimus) ପ୍ରଥମେ ଏକ ଆର୍ଥିକ ଏବଂ ପରିବେଶ ଅନୁକୂଳ ସଂଶ୍ଳେଷଣ ପଦ୍ଧତି ଭାବରେ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ ତିଆରି କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇଥିଲା। ତେଣୁ, ଏହି କାର୍ଯ୍ୟର ଲକ୍ଷ୍ୟ ଚାରୋଟି ଅଂଶ ନେଇ ଗଠିତ: (1) A. halimus ଜଳୀୟ ପତ୍ର ନିଷ୍କାସନ ବ୍ୟବହାର କରି rGO/nZVI ଏବଂ ପ୍ୟାରେଣ୍ଟାଲ୍ nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ର ଫାଇଟୋସିନ୍ଥେସିସ୍, (2) ସେମାନଙ୍କର ସଫଳ ନିର୍ମାଣ ନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ ବହୁବିଧ ପଦ୍ଧତି ବ୍ୟବହାର କରି ଫାଇଟୋସିନ୍ଥେସିଜ୍ଡ କମ୍ପୋଜିଟ୍ର ଚରିତ୍ରୀକରଣ, (3) ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପାରାମିଟର ଅଧୀନରେ ଡକ୍ସିସାଇକ୍ଲିନ୍ ଆଣ୍ଟିବାୟୋଟିକ୍ସର ଜୈବିକ ପ୍ରଦୂଷକଙ୍କ ଶୋଷଣ ଏବଂ ଅପସାରଣରେ rGO ଏବଂ nZVIର ସମନ୍ୱୟବାଦୀ ପ୍ରଭାବ ଅଧ୍ୟୟନ, ଶୋଷଣ ପ୍ରକ୍ରିୟାର ଅବସ୍ଥାକୁ ଅନୁକୂଳ କରିବା, (3) ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ ଚକ୍ର ପରେ ବିଭିନ୍ନ ନିରନ୍ତର ଚିକିତ୍ସାରେ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ସାମଗ୍ରୀ ତଦନ୍ତ କରିବା।
ଡୋକ୍ସିସାଇକ୍ଲିନ୍ ହାଇଡ୍ରୋକ୍ଲୋରାଇଡ୍ (DC, MM = 480.90, ରାସାୟନିକ ସୂତ୍ର C22H24N2O·HCl, 98%), ଲୁହା କ୍ଲୋରାଇଡ୍ ହେକ୍ସାହାଇଡ୍ରେଟ୍ (FeCl3.6H2O, 97%), ସିଗମା-ଆଲଡ୍ରିଚ୍, ଆମେରିକାରୁ କିଣାଯାଇଥିବା ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ପାଉଡର। ସୋଡିୟମ୍ ହାଇଡ୍ରୋକ୍ଲୋରାଇଡ୍ (NaOH, 97%), ଇଥାନଲ୍ (C2H5OH, 99.9%) ଏବଂ ହାଇଡ୍ରୋକ୍ଲୋରାଇଡ୍ ଏସିଡ୍ (HCl, 37%) ମର୍କ, ଆମେରିକାରୁ କିଣାଯାଇଥିଲା। NaCl, KCl, CaCl2, MnCl2 ଏବଂ MgCl2 ତିଆନଜିନ୍ କୋମିଓ କେମିକାଲ୍ ରିଏଜେଣ୍ଟ କୋ., ଲିମିଟେଡ୍ ରୁ କିଣାଯାଇଥିଲା। ସମସ୍ତ ରିଏଜେଣ୍ଟଗୁଡ଼ିକ ଉଚ୍ଚ ବିଶ୍ଳେଷଣାତ୍ମକ ଶୁଦ୍ଧତାର। ସମସ୍ତ ଜଳୀୟ ଦ୍ରବଣ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବା ପାଇଁ ଡବଲ୍-ଡିଷ୍ଟିଲ୍ଡ୍ ପାଣି ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା।
ନୀଳ ଡେଲ୍ଟା ଏବଂ ମିଶରର ଭୂମଧ୍ୟସାଗରୀୟ ଉପକୂଳରେ ଥିବା ସେମାନଙ୍କର ପ୍ରାକୃତିକ ବାସସ୍ଥାନରୁ A. ହାଲିମସ୍ର ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱକାରୀ ନମୁନା ସଂଗ୍ରହ କରାଯାଇଛି। ପ୍ରଯୁଜ୍ୟ ଜାତୀୟ ଏବଂ ଅନ୍ତର୍ଜାତୀୟ ନିର୍ଦ୍ଦେଶାବଳୀ ଅନୁଯାୟୀ ଉଦ୍ଭିଦ ସାମଗ୍ରୀ ସଂଗ୍ରହ କରାଯାଇଥିଲା। ପ୍ରଫେସର ମାନାଲ୍ ଫାୱଜି ବୋଲୋସ୍ 18 ଅନୁଯାୟୀ ଉଦ୍ଭିଦ ନମୁନା ଚିହ୍ନଟ କରିଛନ୍ତି, ଏବଂ ଆଲେକଜାଣ୍ଡ୍ରିଆ ବିଶ୍ୱବିଦ୍ୟାଳୟର ପରିବେଶ ବିଜ୍ଞାନ ବିଭାଗ ବୈଜ୍ଞାନିକ ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟ ପାଇଁ ଅଧ୍ୟୟନ କରାଯାଇଥିବା ଉଦ୍ଭିଦ ପ୍ରଜାତି ସଂଗ୍ରହକୁ ଅନୁମୋଦନ କରିଛନ୍ତି। ନମୁନା ଭାଉଚରଗୁଡ଼ିକ ଟାଣ୍ଟା ବିଶ୍ୱବିଦ୍ୟାଳୟ ହର୍ବାରିୟମ (TANE), ଭାଉଚର ନଂ. 14 122–14 127 ରେ ରଖାଯାଇଥାଏ, ଏହା ଏକ ସାର୍ବଜନୀନ ହର୍ବାରିୟମ ଯାହା ଜମା ହୋଇଥିବା ସାମଗ୍ରୀକୁ ପ୍ରବେଶ ପ୍ରଦାନ କରେ। ଏହା ବ୍ୟତୀତ, ଧୂଳି କିମ୍ବା ମଇଳା ବାହାର କରିବା ପାଇଁ, ଉଦ୍ଭିଦର ପତ୍ରଗୁଡ଼ିକୁ ଛୋଟ ଛୋଟ ଖଣ୍ଡରେ କାଟି ଦିଅନ୍ତୁ, ଟ୍ୟାପ୍ ଏବଂ ଡିଷ୍ଟିଲ୍ ପାଣିରେ 3 ଥର ଧୋଇ ଦିଅନ୍ତୁ, ଏବଂ ତାପରେ 50°C ରେ ଶୁଖାନ୍ତୁ। ଉଦ୍ଭିଦଟିକୁ ଚୂର୍ଣ୍ଣ କରାଯାଇଥିଲା, 5 ଗ୍ରାମ ସୂକ୍ଷ୍ମ ପାଉଡରକୁ 100 ମିଲି ଡିଷ୍ଟିଲ୍ ପାଣିରେ ବୁଡ଼ାଇ 70°C ରେ 20 ମିନିଟ୍ ପାଇଁ ଘାଣ୍ଟାଇ ଏକ ନିଷ୍କାସନ ପାଇବା ପାଇଁ। ବାସିଲସ୍ ନିକୋଟିଆନାଇର ପ୍ରାପ୍ତ ନିର୍ଯାସକୁ ହ୍ୱାଟମ୍ୟାନ୍ ଫିଲ୍ଟର ପେପର ମାଧ୍ୟମରେ ଛାଣି ଦିଆଯାଇଥିଲା ଏବଂ ପରବର୍ତ୍ତୀ ବ୍ୟବହାର ପାଇଁ 4°C ତାପମାତ୍ରାରେ ସଫା ଏବଂ ଜୀବାଣୁମୁକ୍ତ ଟ୍ୟୁବରେ ସଂରକ୍ଷଣ କରାଯାଇଥିଲା।
ଚିତ୍ର 1 ରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି, ସଂଶୋଧିତ ହମର୍ସ ପଦ୍ଧତି ଦ୍ୱାରା ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ପାଉଡରରୁ GO ତିଆରି କରାଯାଇଥିଲା। 10 ମିଗ୍ରା GO ପାଉଡରକୁ 50 ମିଲି ଡିଆୟୋନାଇଜ୍ଡ ପାଣିରେ 30 ମିନିଟ୍ ପାଇଁ ସୋନିକେସନ୍ ଅଧୀନରେ ବିସ୍ତାର କରାଯାଇଥିଲା, ଏବଂ ତା’ପରେ 0.9 ଗ୍ରାମ FeCl3 ଏବଂ 2.9 ଗ୍ରାମ NaAc କୁ 60 ମିନିଟ୍ ପାଇଁ ମିଶ୍ରିତ କରାଯାଇଥିଲା। 20 ମିଲି ଆଟ୍ରିପ୍ଲେକ୍ସ ପତ୍ର ନିଷ୍କାସନକୁ ଘୁଞ୍ଚାଇ ଦ୍ରବଣରେ ଯୋଡାଯାଇଥିଲା ଏବଂ 80°C ରେ 8 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ ଛାଡି ଦିଆଯାଇଥିଲା। ଫଳସ୍ୱରୂପ କଳା ସସପେନସନକୁ ଫିଲ୍ଟର କରାଯାଇଥିଲା। ପ୍ରସ୍ତୁତ ନାନୋକମ୍ପୋଜିଟଗୁଡ଼ିକୁ ଇଥାନଲ୍ ଏବଂ ବିଡିଷ୍ଟିଲ୍ ପାଣିରେ ଧୋଇ 50°C ରେ 12 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ ଏକ ଭାକ୍ୟୁମ୍ ଚୁଲିରେ ଶୁଖାଯାଇଥିଲା।
ଆଟ୍ରିପ୍ଲେକ୍ସ ହାଲିମସ୍ ନିର୍ଯାସ ବ୍ୟବହାର କରି ଦୂଷିତ ପାଣିରୁ rGO/nZVI ଏବଂ nZVI କମ୍ପ୍ଲେକ୍ସର ସବୁଜ ସଂଶ୍ଳେଷଣ ଏବଂ DC ଆଣ୍ଟିବାୟୋଟିକ୍ସ ଅପସାରଣର ଯୋଜନାବଦ୍ଧ ଏବଂ ଡିଜିଟାଲ୍ ଫଟୋଗ୍ରାଫ୍।
ସଂକ୍ଷେପରେ, ଚିତ୍ର 1 ରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି, 0.05 M Fe3+ ଆୟନ ଯୁକ୍ତ 10 ମିଲି ଲୌହ କ୍ଲୋରାଇଡ୍ ଦ୍ରବଣକୁ 20 ମିଲି ତିକ୍ତ ପତ୍ର ନିର୍ଗତ ଦ୍ରବଣରେ 60 ମିନିଟ୍ ପାଇଁ ମଧ୍ୟମ ଗରମ ଏବଂ ଘୂର୍ଣ୍ଣନ ସହିତ ଡ୍ରପ୍ୱାଇଜ୍ ଯୋଡା ଯାଇଥିଲା, ଏବଂ ତା’ପରେ ଦ୍ରବଣକୁ କଳା କଣିକା ଦେବା ପାଇଁ 14,000 rpm (ହର୍ମଲ୍, 15,000 rpm) ରେ 15 ମିନିଟ୍ ପାଇଁ ସେଣ୍ଟ୍ରିଫ୍ୟୁଗ୍ କରାଯାଇଥିଲା, ଯାହାକୁ ଇଥାନଲ୍ ଏବଂ ଡିଷ୍ଟିଲ୍ ପାଣିରେ 3 ଥର ଧୋଇ ଦିଆଯାଇଥିଲା ଏବଂ ତା’ପରେ ଏକ ଭାକ୍ୟୁମ୍ ଚୁଲିରେ 60° ସେଲ୍ସିୟସ୍ ତାପମାତ୍ରାରେ ରାତିସାରା ଶୁଖାଯାଇଥିଲା।
ଉଦ୍ଭିଦ-ସଂଶ୍ଳେଷିତ rGO/nZVI ଏବଂ nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ଗୁଡ଼ିକୁ 200-800 nm ସ୍କାନିଂ ପରିସର ମଧ୍ୟରେ UV-ଦୃଶ୍ୟମାନ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋସ୍କୋପି (T70/T80 ସିରିଜ୍ UV/Vis ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋଫୋଟୋମିଟର୍, PG ଇନଷ୍ଟ୍ରୁମେଣ୍ଟସ୍ ଲିମିଟେଡ୍, UK) ଦ୍ୱାରା ଚିହ୍ନିତ କରାଯାଇଥିଲା। rGO/nZVI ଏବଂ nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ଗୁଡ଼ିକର ସ୍ଥଳବିଶେଷ ଏବଂ ଆକାର ବଣ୍ଟନ ବିଶ୍ଳେଷଣ କରିବା ପାଇଁ, TEM ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋସ୍କୋପି (JOEL, JEM-2100F, ଜାପାନ, ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ ଭୋଲଟେଜ୍ 200 kV) ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା। ପୁନରୁଦ୍ଧାର ଏବଂ ସ୍ଥିରୀକରଣ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାଇଁ ଦାୟୀ ଉଦ୍ଭିଦ ନିଷ୍କାସନରେ ସାମିଲ ହୋଇପାରୁଥିବା କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଗୋଷ୍ଠୀଗୁଡ଼ିକର ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ କରିବା ପାଇଁ, FT-IR ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋସ୍କୋପି କରାଯାଇଥିଲା (4000-600 cm-1 ପରିସର ମଧ୍ୟରେ JASCO ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋମିଟର୍)। ଏହା ସହିତ, ସଂଶ୍ଳେଷିତ ନାନୋମାଟେରିଆଲ୍ଗୁଡ଼ିକର ପୃଷ୍ଠ ଚାର୍ଜ ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ଜେଟା ପୋଟେନ୍ସିଆଲ୍ ବିଶ୍ଳେଷକ (Zetasizer Nano ZS Malvern) ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା। ପାଉଡର ନାନୋମାଟେରିଆଲ୍ସର ଏକ୍ସ-ରେ ଡିଫ୍ରାକ୍ଟେରାମିଟର (X'PERT PRO, ନେଦରଲ୍ୟାଣ୍ଡ) ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା, ଯାହା 2θ ରେଞ୍ଜରେ 20° ରୁ 80° ଏବଂ CuKa1 ବିକିରଣ (\(\lambda =\) 1.54056 Ao) ରେ ଏକ କରେଣ୍ଟ (40 mA), ଭୋଲଟେଜ (45 kV) ରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଥିଲା। ଶକ୍ତି ବିସ୍ତାରକାରୀ ଏକ୍ସ-ରେ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋମିଟର (EDX) (ମଡେଲ୍ JEOL JSM-IT100) XPS ରେ -10 ରୁ 1350 eV ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ Al K-α ଏକକ କ୍ରୋମାଟିକ୍ ଏକ୍ସ-ରେ ସଂଗ୍ରହ କରିବା ସମୟରେ ମୌଳିକ ରଚନା ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ ଦାୟୀ ଥିଲା, ସ୍ପଟ୍ ଆକାର 400 μm K-ALPHA (ଥର୍ମୋ ଫିସର ସାଇଣ୍ଟିଫିକ୍, USA) ପୂର୍ଣ୍ଣ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରାମର ଟ୍ରାନ୍ସମିସନ୍ ଶକ୍ତି 200 eV ଏବଂ ସଂକୀର୍ଣ୍ଣ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରାମ 50 eV। ପାଉଡର ନମୁନାକୁ ଏକ ନମୁନା ଧାରକ ଉପରେ ଚାପି ଦିଆଯାଏ, ଯାହାକୁ ଏକ ଭାକ୍ୟୁମ୍ ଚାମ୍ବରରେ ରଖାଯାଇଥାଏ। ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତି ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିବା ପାଇଁ 284.58 eV ରେ C 1 s ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍ ଏକ ସନ୍ଦର୍ଭ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା।
ଜଳୀୟ ଦ୍ରବଣରୁ ଡକ୍ସିସାଇକ୍ଲିନ୍ (DC) ଅପସାରଣ କରିବାରେ ସଂଶ୍ଳେଷିତ rGO/nZVI ନାନୋକମ୍ପୋଜିଟ୍ସର ପ୍ରଭାବ ପରୀକ୍ଷା କରିବା ପାଇଁ ଶୋଷଣ ପରୀକ୍ଷଣ କରାଯାଇଥିଲା। 298 K ରେ ଏକ କକ୍ଷ ଶେକର (Stuart, କକ୍ଷ ଶେକର/SSL1) ଉପରେ 200 rpm ବେଗରେ 25 ml Erlenmeyer ଫ୍ଲାସ୍କରେ ଶୋଷଣ ପରୀକ୍ଷଣ କରାଯାଇଥିଲା। DC ଷ୍ଟକ୍ ଦ୍ରବଣ (1000 ppm) କୁ ବିଡିଷ୍ଟିଲ୍ ପାଣି ସହିତ ମିଶ୍ରଣ କରି। ଶୋଷଣ ଦକ୍ଷତା ଉପରେ rGO/nSVI ଡୋଜେର ପ୍ରଭାବ ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ କରିବା ପାଇଁ, ବିଭିନ୍ନ ଓଜନର ନାନୋକମ୍ପୋଜିଟ୍ (0.01–0.07 g) 20 ml DC ଦ୍ରବଣରେ ଯୋଡା ଯାଇଥିଲା। ଗତିବିଧି ଏବଂ ଶୋଷଣ ଆଇସୋଥର୍ମ ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ, 0.05 g ଶୋଷଣକୁ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସାନ୍ଦ୍ରତା (25–100 mg L–1) ସହିତ CD ର ଜଳୀୟ ଦ୍ରବଣରେ ବୁଡ଼ାଯାଇଥିଲା। DC ଅପସାରଣ ଉପରେ pH ର ପ୍ରଭାବ pH (3-11) ଏବଂ 25°C ରେ 50 mg L-1 ର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସାନ୍ଦ୍ରତାରେ ଅଧ୍ୟୟନ କରାଯାଇଥିଲା। HCl କିମ୍ବା NaOH ଦ୍ରବଣ (Crison pH ମିଟର, pH ମିଟର, pH 25) ର ଏକ ଛୋଟ ପରିମାଣ ଯୋଡି ସିଷ୍ଟମର pH କୁ ସଜାଡି ଦିଅନ୍ତୁ। ଏହା ସହିତ, 25-55°C ରେଞ୍ଜରେ ଶୋଷଣ ପରୀକ୍ଷଣ ଉପରେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ତାପମାତ୍ରାର ପ୍ରଭାବ ଅନୁସନ୍ଧାନ କରାଯାଇଥିଲା। 50 mg L-1, pH 3 ଏବଂ 7 ର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସାନ୍ଦ୍ରତାରେ 25°C, ଏବଂ 0.05 g ର ଏକ ଶୋଷଣକାରୀ ମାତ୍ରାରେ NaCl ର ବିଭିନ୍ନ ସାନ୍ଦ୍ରତା (0.01-4 mol L-1) ଯୋଡି ଶୋଷଣ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଉପରେ ଆୟନିକ ଶକ୍ତିର ପ୍ରଭାବ ଅଧ୍ୟୟନ କରାଯାଇଥିଲା। ଅବଶୋଷିତ ନ ହୋଇଥିବା DC ର ଶୋଷଣକୁ ଏକ ଡୁଆଲ୍ ବିମ୍ UV-Vis ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋଫୋଟୋମିଟର (T70/T80 ସିରିଜ୍, PG Instruments Ltd, UK) ବ୍ୟବହାର କରି ମାପ କରାଯାଇଥିଲା ଯାହା ସର୍ବାଧିକ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ (λସର୍ବାଧିକ) 270 ଏବଂ 350 nm ରେ 1.0 ସେମି ପଥ ଲମ୍ବ କ୍ୱାର୍ଟଜ୍ କ୍ୟୁଭେଟ୍ ସହିତ ସଜ୍ଜିତ ଥିଲା। DC ଆଣ୍ଟିବାୟୋଟିକ୍ସର ପ୍ରତିଶତ ଅପସାରଣ (R%; ସମୀକରଣ 1) ଏବଂ DC, qt, ସମୀକରଣ 2 (mg/g) ର ଅବଶୋଷଣ ପରିମାଣ ନିମ୍ନଲିଖିତ ସମୀକରଣ ବ୍ୟବହାର କରି ମାପ କରାଯାଇଥିଲା।
ଯେଉଁଠାରେ %R ହେଉଛି DC ଅପସାରଣ କ୍ଷମତା (%), Co ହେଉଛି 0 ସମୟରେ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ DC ସାନ୍ଦ୍ରତା, ଏବଂ C ହେଉଛି କ୍ରମାନୁସାରେ t ସମୟରେ DC ସାନ୍ଦ୍ରତା (mg L-1)।
ଯେଉଁଠାରେ qe ହେଉଛି ପ୍ରତି ୟୁନିଟ୍ ବସ୍ତୁତ୍ୱର ପ୍ରତି ଅବଶୋଷିତ DC ପରିମାଣ (mg g-1), Co ଏବଂ Ce ହେଉଛି ଶୂନ୍ୟ ସମୟରେ ଏବଂ ସନ୍ତୁଳନ ସମୟରେ ସାନ୍ଦ୍ରତା (mg l-1), V ହେଉଛି ଦ୍ରବଣ ପରିମାଣ (l), ଏବଂ m ହେଉଛି ଅବଶୋଷଣ ବସ୍ତୁତ୍ୱ ପ୍ରତିକାରକ (g)।
SEM ପ୍ରତିଛବିଗୁଡ଼ିକ (ଚିତ୍ର 2A-C) rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟର ଲାମେଲାର ଆକୃତିକୁ ଦର୍ଶାଏ ଯାହାର ପୃଷ୍ଠରେ ସମାନ ଭାବରେ ବିସ୍ତାରିତ ହୋଇଛି, ଯାହା rGO ପୃଷ୍ଠରେ nZVI NPs ର ସଫଳ ସଂଲଗ୍ନତାକୁ ସୂଚିତ କରେ। ଏହା ବ୍ୟତୀତ, rGO ପତ୍ରରେ କିଛି କୁଞ୍ଚନ ଅଛି, ଯାହା A. ହାଲିମସ୍ GO ର ପୁନରୁଦ୍ଧାର ସହିତ ଏକକାଳୀନ ଅମ୍ଳଜାନ ଧାରଣକାରୀ ଗୋଷ୍ଠୀଗୁଡ଼ିକୁ ଅପସାରଣ କରିବା ନିଶ୍ଚିତ କରେ। ଏହି ବଡ଼ କୁଞ୍ଚନଗୁଡ଼ିକ ଲୁହା NPs ର ସକ୍ରିୟ ଲୋଡିଂ ପାଇଁ ସ୍ଥାନ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ। nZVI ପ୍ରତିଛବିଗୁଡ଼ିକ (ଚିତ୍ର 2D-F) ଦର୍ଶାଇଛି ଯେ ଗୋଲାକାର ଲୁହା NPs ବହୁତ ବିକ୍ଷିପ୍ତ ଥିଲା ଏବଂ ଏକତ୍ରିତ ହୋଇନଥିଲା, ଯାହା ଉଦ୍ଭିଦ ନିଷ୍କାସନର ଉଦ୍ଭିଦ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ଆବରଣ ପ୍ରକୃତି ଯୋଗୁଁ। କଣିକା ଆକାର 15-26 nm ମଧ୍ୟରେ ଭିନ୍ନ ଥିଲା। ତଥାପି, କିଛି ଅଞ୍ଚଳରେ ବଲଜ ଏବଂ ଗହ୍ବର ଗଠନ ସହିତ ଏକ ମେସୋପୋରସ୍ ଆକୃତି ଅଛି, ଯାହା nZVI ର ଏକ ଉଚ୍ଚ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଶୋଷଣ କ୍ଷମତା ପ୍ରଦାନ କରିପାରିବ, କାରଣ ସେମାନେ nZVI ର ପୃଷ୍ଠରେ DC ଅଣୁଗୁଡ଼ିକୁ ଫସିବାର ସମ୍ଭାବନାକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିପାରିବେ। ଯେତେବେଳେ ରୋଜା ଡାମାସ୍କସ୍ ନିର୍ଯାସକୁ nZVI ର ସଂଶ୍ଳେଷଣ ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା, ସେତେବେଳେ ପ୍ରାପ୍ତ NPଗୁଡ଼ିକ ଅସମାନ ଥିଲା, ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନ ଏବଂ ବିଭିନ୍ନ ଆକୃତି ସହିତ, ଯାହା Cr(VI) ଶୋଷଣରେ ସେମାନଙ୍କର ଦକ୍ଷତାକୁ ହ୍ରାସ କରିଥିଲା ଏବଂ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସମୟ 23 ବୃଦ୍ଧି କରିଥିଲା। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ଓକ୍ ଏବଂ ତୁତିଆ ପତ୍ରରୁ ସଂଶ୍ଳେଷିତ nZVI ସହିତ ସୁସଙ୍ଗତ, ଯାହା ମୁଖ୍ୟତଃ ଗୋଲାକାର ନାନୋପାର୍ଟିକଲ୍ ଯାହା ସ୍ପଷ୍ଟ ସମଷ୍ଟି ବିନା ବିଭିନ୍ନ ନାନୋମିଟର ଆକାରର ଅଟେ।
rGO/nZVI (AC), nZVI (D, E) କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଏବଂ nZVI/rGO (G) ଏବଂ nZVI (H) କମ୍ପୋଜିଟ୍ର EDX ପ୍ୟାଟର୍ଣ୍ଣର SEM ପ୍ରତିଛବି।
ଉଦ୍ଭିଦ-ସଂଶ୍ଳେଷିତ rGO/nZVI ଏବଂ nZVI କମ୍ପୋଜିଟର ମୌଳିକ ଗଠନ EDX (ଚିତ୍ର 2G, H) ବ୍ୟବହାର କରି ଅଧ୍ୟୟନ କରାଯାଇଥିଲା। ଅଧ୍ୟୟନରୁ ଜଣାପଡିଛି ଯେ nZVI କାର୍ବନ (ବହୁଳତା ଦ୍ୱାରା 38.29%), ଅମ୍ଳଜାନ (ବହୁଳତା ଦ୍ୱାରା 47.41%) ଏବଂ ଲୁହା (ବହୁଳତା ଦ୍ୱାରା 11.84%) ଦ୍ୱାରା ଗଠିତ, କିନ୍ତୁ ଫସଫରସ୍ 24 ପରି ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଉପାଦାନ ମଧ୍ୟ ଉପସ୍ଥିତ ଅଛି, ଯାହା ଉଦ୍ଭିଦ ନିଷ୍କାସନରୁ ମିଳିପାରିବ। ଏହା ବ୍ୟତୀତ, କାର୍ବନ ଏବଂ ଅମ୍ଳଜାନର ଉଚ୍ଚ ପ୍ରତିଶତ ଉପପୃଷ୍ଠ nZVI ନମୁନାରେ ଉଦ୍ଭିଦ ନିଷ୍କାସନରୁ ଫାଇଟୋକେମିକାଲ୍ସ ଉପସ୍ଥିତି ଯୋଗୁଁ ହୋଇଥାଏ। ଏହି ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ rGO ରେ ସମାନ ଭାବରେ ବଣ୍ଟନ କରାଯାଏ କିନ୍ତୁ ଭିନ୍ନ ଅନୁପାତରେ: C (39.16 wt %), O (46.98 wt %) ଏବଂ Fe (10.99 wt %), EDX rGO/nZVI ମଧ୍ୟ S ଭଳି ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଉପାଦାନର ଉପସ୍ଥିତି ଦର୍ଶାଏ, ଯାହା ଉଦ୍ଭିଦ ନିଷ୍କାସନ ସହିତ ଜଡିତ ହୋଇପାରେ, ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। A. ହାଲିମସ୍ ବ୍ୟବହାର କରି rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟରେ ବର୍ତ୍ତମାନର C:O ଅନୁପାତ ଏବଂ ଲୁହା ପରିମାଣ ୟୁକାଲିପଟାସ ପତ୍ର ନିଷ୍କାସନ ବ୍ୟବହାର କରିବା ଅପେକ୍ଷା ବହୁତ ଭଲ, କାରଣ ଏହା C (23.44 wt.%), O (68.29 wt.%) ଏବଂ Fe (8.27 wt.%) ର ଗଠନକୁ ବର୍ଣ୍ଣିତ କରେ। Nataša et al., 2022 ଓକ୍ ଏବଂ ତୁତିଆ ପତ୍ରରୁ ସଂଶ୍ଳେଷିତ nZVI ର ସମାନ ମୌଳିକ ଗଠନ ରିପୋର୍ଟ କରିଥିଲେ ଏବଂ ନିଶ୍ଚିତ କରିଥିଲେ ଯେ ପତ୍ର ନିଷ୍କାସନରେ ଥିବା ପଲିଫେନୋଲ୍ ଗୋଷ୍ଠୀ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଅଣୁ ହ୍ରାସ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାଇଁ ଦାୟୀ।
ଉଦ୍ଭିଦମାନଙ୍କରେ ସଂଶ୍ଳେଷିତ nZVI ର ଆକୃତି ଗୋଲାକାର ଏବଂ ଆଂଶିକ ଭାବରେ ଅନିୟମିତ ଥିଲା, ଯାହାର ହାରାହାରି କଣିକା ଆକାର 23.09 ± 3.54 nm ଥିଲା, ତଥାପି ଭାନ୍ ଡେର ୱାଲ୍ସ ବଳ ଏବଂ ଫେରୋମାଗ୍ନେଟିଜିମ୍ ଯୋଗୁଁ ଚେନ୍ ସମଷ୍ଟି ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇଥିଲା। ଏହି ମୁଖ୍ୟତଃ ଦାନାଦାର ଏବଂ ଗୋଲାକାର କଣିକା ଆକୃତି SEM ଫଳାଫଳ ସହିତ ଉତ୍ତମ ସମାନ। 2021 ମସିହାରେ ଯେତେବେଳେ nZVI11 ର ସଂଶ୍ଳେଷଣରେ କାଷ୍ଟର ବିନ୍ ପତ୍ର ନିଷ୍କାସନ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା, ସେତେବେଳେ ଅବଦେଲଫାତାହ ଏବଂ ଅନ୍ୟମାନେ ସମାନ ପର୍ଯ୍ୟବେକ୍ଷଣ ପାଇଥିଲେ। nZVI ରେ ଏକ ହ୍ରାସକାରୀ ଏଜେଣ୍ଟ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ରୁଏଲାସ୍ ଟ୍ୟୁବୋରୋସା ପତ୍ର ନିଷ୍କାସନ NP ଗୁଡ଼ିକର ମଧ୍ୟ 20 ରୁ 40 nm ବ୍ୟାସ ସହିତ ଏକ ଗୋଲାକାର ଆକୃତି ଥାଏ।26
ହାଇବ୍ରିଡ୍ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ TEM ପ୍ରତିଛବି (ଚିତ୍ର S2C-D) ଦେଖାଇଲା ଯେ rGO ହେଉଛି ଏକ ମୌଳିକ ସମତଳ ଯାହା ସୀମାନ୍ତ ଫୋଲ୍ଡ ଏବଂ ରିଙ୍କଲ୍ସ ସହିତ nZVI NP ପାଇଁ ଏକାଧିକ ଲୋଡିଂ ସାଇଟ୍ ପ୍ରଦାନ କରେ; ଏହି ଲେମେଲାର୍ ଆକୃତି ମଧ୍ୟ rGO ର ସଫଳ ନିର୍ମାଣକୁ ନିଶ୍ଚିତ କରେ। ଏହା ସହିତ, nZVI NP ଗୁଡ଼ିକର ଏକ ଗୋଲାକାର ଆକାର 5.32 ରୁ 27 nm ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ କଣିକା ଆକାର ସହିତ ଥାଏ ଏବଂ ପ୍ରାୟ ସମାନ ବିସ୍ତାର ସହିତ rGO ସ୍ତର ରେ ସ୍ଥାପିତ ହୋଇଥାଏ। Fe NPs/rGO ସଂଶ୍ଳେଷଣ କରିବା ପାଇଁ ୟୁକାଲିପ୍ଟସ୍ ପତ୍ର ନିଷ୍କାସନ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା; TEM ଫଳାଫଳ ଏହା ମଧ୍ୟ ନିଶ୍ଚିତ କରିଛି ଯେ rGO ସ୍ତର ରେ ରିଙ୍କଲ୍ସ ଶୁଦ୍ଧ Fe NPs ଅପେକ୍ଷା Fe NPs ର ବିସ୍ତାରକୁ ଅଧିକ ଉନ୍ନତ କରିଥିଲା ଏବଂ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ର ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳତା ବୃଦ୍ଧି କରିଥିଲା। ବାଘେରି ଏବଂ ଅନ୍ୟମାନେ ସମାନ ଫଳାଫଳ ପାଇଥିଲେ। 28 ଯେତେବେଳେ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ପ୍ରାୟ 17.70 nm ହାରାହାରି ଲୁହା ନାନୋପାର୍ଟିକାଲ୍ ଆକାର ସହିତ ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ କୌଶଳ ବ୍ୟବହାର କରି ତିଆରି କରାଯାଇଥିଲା।
A. ହାଲିମସ୍, nZVI, GO, rGO, ଏବଂ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ର FTIR ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରା ଚିତ୍ର 3A ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି। A. ହାଲିମସ୍ର ପତ୍ରରେ ପୃଷ୍ଠ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଗୋଷ୍ଠୀର ଉପସ୍ଥିତି 3336 cm-1 ରେ ଦେଖାଯାଏ, ଯାହା ପଲିଫେନୋଲ୍ ସହିତ ମେଳ ଖାଏ, ଏବଂ 1244 cm-1 ରେ, ଯାହା ପ୍ରୋଟିନ୍ ଦ୍ୱାରା ଉତ୍ପାଦିତ କାର୍ବୋନିଲ୍ ଗୋଷ୍ଠୀ ସହିତ ମେଳ ଖାଏ। ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଗୋଷ୍ଠୀ ଯେପରିକି ଆଲକେନ୍ସ୍ 2918 cm-1 ରେ, ଆଲକେନ୍ସ୍ 1647 cm-1 ରେ ଏବଂ CO-O-CO ଏକ୍ସଟେନ୍ସନ୍ 1030 cm-1 ରେ ମଧ୍ୟ ଦେଖାଯାଇଛି, ଯାହା ସିଲିଂ ଏଜେଣ୍ଟ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଥିବା ଉଦ୍ଭିଦ ଉପାଦାନର ଉପସ୍ଥିତି ସୂଚାଇଥାଏ ଏବଂ Fe2+ ରୁ Fe0 ଏବଂ GO ରୁ rGO29 ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ପୁନରୁଦ୍ଧାର ପାଇଁ ଦାୟୀ। ସାଧାରଣତଃ, nZVI ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରା ତିକ୍ତ ଚିନି ପରି ସମାନ ଅବଶୋଷଣ ଶିଖର ଦେଖାଏ, କିନ୍ତୁ ଏକ ସାମାନ୍ୟ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ସ୍ଥିତି ସହିତ। OH ଷ୍ଟ୍ରେଚିଂ କମ୍ପନ (ଫେନୋଲ୍) ସହିତ ଜଡିତ 3244 cm-1 ରେ ଏକ ତୀବ୍ର ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଦେଖାଯାଏ, 1615 ରେ ଏକ ଶୀର୍ଷ C=C ସହିତ ସମାନ, ଏବଂ 1546 ଏବଂ 1011 cm-1 ରେ ବ୍ୟାଣ୍ଡ C=O (ପଲିଫେନୋଲ୍ ଏବଂ ଫ୍ଲାଭୋନୋଏଡ୍), CN - ସୁଗନ୍ଧିତ ଆମାଇନ୍ ଏବଂ ଆଲିଫାଟିକ୍ ଆମାଇନ୍ ର ଗୋଷ୍ଠୀ ଯଥାକ୍ରମେ 1310 cm-1 ଏବଂ 1190 cm-1 ରେ ପ୍ରସାରିତ ହେବା ଯୋଗୁଁ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ। GO ର FTIR ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍ ଅନେକ ଉଚ୍ଚ-ତୀବ୍ରତା ଅମ୍ଳଜାନ ଧାରଣକାରୀ ଗୋଷ୍ଠୀର ଉପସ୍ଥିତି ଦର୍ଶାଏ, ଯେଉଁଥିରେ 1041 cm-1 ରେ ଆଲକୋକ୍ସି (CO) ଷ୍ଟ୍ରେଚିଂ ବ୍ୟାଣ୍ଡ, 1291 cm-1 ରେ ଇପୋକ୍ସି (CO) ଷ୍ଟ୍ରେଚିଂ ବ୍ୟାଣ୍ଡ, C=O ଷ୍ଟ୍ରେଚିଂ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ। ୧୬୧୯ ସେମି-୧ ରେ C=C ଷ୍ଟ୍ରେଚ୍ କମ୍ପନର ଏକ ବ୍ୟାଣ୍ଡ, ୧୭୦୮ ସେମି-୧ ରେ ଏକ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଏବଂ ୩୩୮୪ ସେମି-୧ ରେ OH ଗ୍ରୁପ୍ ଷ୍ଟ୍ରେଚ୍ କମ୍ପନର ଏକ ବିସ୍ତୃତ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଦେଖାଗଲା, ଯାହା ଉନ୍ନତ ହମର୍ସ ପଦ୍ଧତି ଦ୍ୱାରା ନିଶ୍ଚିତ ହୋଇଛି, ଯାହା ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ସଫଳତାର ସହିତ ଅକ୍ସିଡାଇଜ୍ କରେ। GO ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରା ସହିତ rGO ଏବଂ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ ତୁଳନା କରିବା ସମୟରେ, କିଛି ଅମ୍ଳଜାନ-ଧାରଣକାରୀ ଗୋଷ୍ଠୀର ତୀବ୍ରତା, ଯେପରିକି OH 3270 ସେମି-1 ରେ, ଯଥେଷ୍ଟ ହ୍ରାସ ପାଇଛି, ଯେତେବେଳେ ଅନ୍ୟଗୁଡ଼ିକ, ଯେପରିକି C=O 1729 ସେମି-1 ରେ, ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ହ୍ରାସ ପାଇଛି। ଅଦୃଶ୍ୟ ହୋଇଗଲା, ଯାହା A. ହାଲିମସ୍ ନିଷ୍କାସନ ଦ୍ୱାରା GO ରେ ଅମ୍ଳଜାନ-ଧାରଣକାରୀ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଗୋଷ୍ଠୀଗୁଡ଼ିକର ସଫଳ ଅପସାରଣକୁ ସୂଚିତ କରେ। C=C ଟାଣରେ rGO ର ନୂତନ ତୀକ୍ଷ୍ଣ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟପୂର୍ଣ୍ଣ ଶିଖର ପ୍ରାୟ ୧୫୬୦ ଏବଂ ୧୪୦୫ ସେମି-୧ ରେ ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇଛି, ଯାହା GO ରୁ rGO କୁ ହ୍ରାସକୁ ନିଶ୍ଚିତ କରେ। ୧୦୪୩ ରୁ ୧୦୧୫ ସେମି-୧ ଏବଂ ୯୮୨ ରୁ ୯୧୮ ସେମି-୧ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ପରିବର୍ତ୍ତନ ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇଥିଲା, ସମ୍ଭବତଃ ଉଦ୍ଭିଦ ସାମଗ୍ରୀ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ ହେବା ଯୋଗୁଁ ୩୧,୩୨। ୱେଙ୍ଗ ଏଟ୍ ଅଲ୍, ୨୦୧୮ ମଧ୍ୟ GO ରେ ଅମ୍ଳଜାନଯୁକ୍ତ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଗୋଷ୍ଠୀଗୁଡ଼ିକର ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ହ୍ରାସ ଦେଖିଥିଲେ, ଯାହା ବାୟୋରେଡକ୍ସନ ଦ୍ୱାରା rGOର ସଫଳ ଗଠନକୁ ନିଶ୍ଚିତ କରିଥିଲା, କାରଣ ୟୁକାଲିପଟାସ୍ ପତ୍ର ନିର୍ଗମ, ଯାହା ହ୍ରାସିତ ଲୁହା ଗ୍ରାଫିନ ଅକ୍ସାଇଡ୍ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ସଂଶ୍ଳେଷଣ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇଥିଲା, ଉଦ୍ଭିଦ ଉପାଦାନ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଗୋଷ୍ଠୀଗୁଡ଼ିକର ନିକଟତର FTIR ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରା ଦେଖାଇଥିଲା। ୩୩।
A. ଗାଲିୟମ୍, nZVI, rGO, GO, କମ୍ପୋଜିଟ୍ rGO/nZVI (A) ର FTIR ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍। ରୋଏଣ୍ଟଜେନୋଗ୍ରାମୀ କମ୍ପୋଜିଟ୍ rGO, GO, nZVI ଏବଂ rGO/nZVI (B)।
rGO/nZVI ଏବଂ nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ଗୁଡ଼ିକର ଗଠନ ଏକ୍ସ-ରେ ଡିଫ୍ରାକ୍ସନ ପ୍ୟାଟର୍ନ (ଚିତ୍ର 3B) ଦ୍ୱାରା ମୁଖ୍ୟତଃ ନିଶ୍ଚିତ କରାଯାଇଥିଲା। 2Ɵ 44.5° ରେ ଏକ ଉଚ୍ଚ-ତୀବ୍ରତା Fe0 ଶିଖର ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇଥିଲା, ଯାହା ସୂଚକାଙ୍କ (110) (JCPDS ନମ୍ବର 06–0696)11 ସହିତ ସମାନ। (311) ସମତଳର 35.1° ରେ ଆଉ ଏକ ଶିଖର ମ୍ୟାଗ୍ନେଟାଇଟ୍ Fe3O4 ସହିତ ଜଡିତ, ϒ-FeOOH (JCPDS ନମ୍ବର 17-0536)34 ର ଉପସ୍ଥିତି ଯୋଗୁଁ 63.2° (440) ସମତଳର ମିଲର୍ ସୂଚକାଙ୍କ ସହିତ ଜଡିତ ହୋଇପାରେ। GO ର ଏକ୍ସ-ରେ ପ୍ୟାଟର୍ନ 2Ɵ 10.3° ରେ ଏକ ତୀକ୍ଷ୍ଣ ଶିଖର ଏବଂ 21.1° ରେ ଅନ୍ୟ ଏକ ଶିଖର ଦେଖାଏ, ଯାହା ଗ୍ରାଫାଇଟର ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଏକ୍ସଫୋଲିଏସନ୍ ସୂଚାଇଥାଏ ଏବଂ GO35 ର ପୃଷ୍ଠରେ ଅମ୍ଳଜାନ-ଧାରଣ ଗୋଷ୍ଠୀଗୁଡ଼ିକର ଉପସ୍ଥିତିକୁ ହାଇଲାଇଟ୍ କରିଥାଏ। rGO ଏବଂ rGO/nZVI ର ମିଶ୍ରିତ ଢାଞ୍ଚାଗୁଡ଼ିକ rGO ଏବଂ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ ପାଇଁ ଯଥାକ୍ରମେ 2Ɵ 22.17 ଏବଂ 24.7° ରେ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟପୂର୍ଣ୍ଣ GO ଶିଖରଗୁଡ଼ିକର ଅନ୍ତର୍ଧାନ ଏବଂ ପ୍ରଶସ୍ତ rGO ଶିଖର ଗଠନ ରେକର୍ଡ କରିଛି, ଯାହା ଉଦ୍ଭିଦ ନିଷ୍କାସନ ଦ୍ୱାରା GO ର ସଫଳ ପୁନରୁଦ୍ଧାରକୁ ନିଶ୍ଚିତ କରିଛି। ତଥାପି, ମିଶ୍ରିତ rGO/nZVI ଢାଞ୍ଚାରେ, Fe0 (110) ଏବଂ bcc Fe0 (200) ର ଜାଲି ସମତଳ ସହିତ ଜଡିତ ଅତିରିକ୍ତ ଶିଖରଗୁଡ଼ିକ ଯଥାକ୍ରମେ 44.9\(^\circ\) ଏବଂ 65.22\(^\circ\) ରେ ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇଥିଲା।
ଜେଟା ପୋଟେନସିଆଲ୍ ହେଉଛି ଏକ କଣିକାର ପୃଷ୍ଠ ସହିତ ସଂଲଗ୍ନ ଏକ ଆୟନିକ ସ୍ତର ଏବଂ ଏକ ଜଳୀୟ ଦ୍ରବଣ ମଧ୍ୟରେ ବିଭାଜନ ଯାହା ଏକ ସାମଗ୍ରୀର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଷ୍ଟାକ୍ଟିଷ୍ଟ ଗୁଣ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରେ ଏବଂ ଏହାର ସ୍ଥିରତା ମାପେ 37। ଚିତ୍ର S1A-C ରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି, ଉଦ୍ଭିଦ-ସଂଶ୍ଳେଷିତ nZVI, GO, ଏବଂ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ଗୁଡ଼ିକର ଜେଟା ପୋଟେନସିଆଲ୍ ବିଶ୍ଳେଷଣ ସେମାନଙ୍କର ପୃଷ୍ଠରେ ଯଥାକ୍ରମେ -20.8, -22, ଏବଂ -27.4 mV ର ଋଣାତ୍ମକ ଚାର୍ଜ ଉପସ୍ଥିତି ଯୋଗୁଁ ସେମାନଙ୍କର ସ୍ଥିରତା ଦେଖାଇଛି। ଏପରି ଫଳାଫଳ ଅନେକ ରିପୋର୍ଟ ସହିତ ସୁସଙ୍ଗତ ଯାହା ଉଲ୍ଲେଖ କରେ ଯେ -25 mV ରୁ କମ୍ ଜେଟା ପୋଟେନସିଆଲ୍ ମୂଲ୍ୟ ସହିତ କଣିକା ଧାରଣ କରୁଥିବା ଦ୍ରବଣଗୁଡ଼ିକ ସାଧାରଣତଃ ଏହି କଣିକାଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଷ୍ଟାକ୍ଟିଷ୍ଟ ବିକର୍ଷଣ ଯୋଗୁଁ ଉଚ୍ଚ ଡିଗ୍ରୀ ସ୍ଥିରତା ଦେଖାଏ। rGO ଏବଂ nZVI ର ମିଶ୍ରଣ କମ୍ପୋଜିଟ୍କୁ ଅଧିକ ନକାରାତ୍ମକ ଚାର୍ଜ ହାସଲ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ ଏବଂ ତେଣୁ କେବଳ GO କିମ୍ବା nZVI ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ସ୍ଥିରତା ରହେ। ତେଣୁ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଷ୍ଟାକ୍ଟିଷ୍ଟ ବିକର୍ଷଣର ଘଟଣା ସ୍ଥିର rGO/nZVI39 କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଗଠନ କରିବାକୁ ନେଇଯିବ। GO ର ନକାରାତ୍ମକ ପୃଷ୍ଠ ଏହାକୁ ଏକତ୍ରୀକରଣ ବିନା ଏକ ଜଳୀୟ ମାଧ୍ୟମରେ ସମାନ ଭାବରେ ବିସ୍ତାର କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ, ଯାହା nZVI ସହିତ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ପାଇଁ ଅନୁକୂଳ ପରିସ୍ଥିତି ସୃଷ୍ଟି କରେ। ନକାରାତ୍ମକ ଚାର୍ଜ ତୀକ୍ଷ୍ଣ ତରଭୁଜ ନିଷ୍କାସନରେ ବିଭିନ୍ନ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଗୋଷ୍ଠୀର ଉପସ୍ଥିତି ସହିତ ଜଡିତ ହୋଇପାରେ, ଯାହା GO ଏବଂ ଲୁହା ପୂର୍ବବର୍ତ୍ତୀ ଏବଂ ଉଦ୍ଭିଦ ନିଷ୍କାସନ ମଧ୍ୟରେ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟାକୁ ନିଶ୍ଚିତ କରେ ଯେପରିକି rGO ଏବଂ nZVI ଗଠନ କରେ, ଏବଂ rGO/nZVI ଜଟିଳ। ଏହି ଉଦ୍ଭିଦ ଯୌଗିକଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟ କ୍ୟାପିଂ ଏଜେଣ୍ଟ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିପାରିବେ, କାରଣ ସେମାନେ ପରିଣାମସ୍ୱରୂପ ନାନୋପାର୍ଟିକାଲ୍ସର ଏକତ୍ରୀକରଣକୁ ରୋକିଥାନ୍ତି ଏବଂ ଏହିପରି ସେମାନଙ୍କର ସ୍ଥିରତା ବୃଦ୍ଧି କରନ୍ତି40।
nZVI ଏବଂ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟର ମୌଳିକ ଗଠନ ଏବଂ ଭାଲେନ୍ସ ଅବସ୍ଥା XPS ଦ୍ୱାରା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଇଥିଲା (ଚିତ୍ର 4)। ସାମଗ୍ରିକ XPS ଅଧ୍ୟୟନରୁ ଜଣାପଡିଛି ଯେ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ ମୁଖ୍ୟତଃ C, O, ଏବଂ Fe ଉପାଦାନରୁ ଗଠିତ, EDS ମ୍ୟାପିଂ ସହିତ ସୁସଙ୍ଗତ (ଚିତ୍ର 4F–H)। C1s ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍ 284.59 eV, 286.21 eV ଏବଂ 288.21 eV ରେ ତିନୋଟି ଶିଖର ନେଇ ଗଠିତ ଯାହା ଯଥାକ୍ରମେ CC, CO ଏବଂ C=O କୁ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ। O1s ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍ ତିନୋଟି ଶିଖରରେ ବିଭକ୍ତ ହୋଇଥିଲା, ଯେଉଁଥିରେ 531.17 eV, 532.97 eV, ଏବଂ 535.45 eV ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ, ଯାହା ଯଥାକ୍ରମେ O=CO, CO, ଏବଂ NO ଗୋଷ୍ଠୀକୁ ନ୍ୟସ୍ତ କରାଯାଇଥିଲା। ତଥାପି, 710.43, 714.57 ଏବଂ 724.79 eV ର ଶିଖରଗୁଡ଼ିକ ଯଥାକ୍ରମେ Fe 2p3/2, Fe+3 ଏବଂ Fe p1/2 କୁ ସୂଚିତ କରେ। nZVI (ଚିତ୍ର 4C-E) ର XPS ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରା C, O, ଏବଂ Fe ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ଶିଖର ଦେଖାଇଲା। 284.77, 286.25, ଏବଂ 287.62 eV ର ଶିଖରଗୁଡ଼ିକ ଲୁହା-କାର୍ବନ ମିଶ୍ରଧାତୁର ଉପସ୍ଥିତିକୁ ନିଶ୍ଚିତ କରେ, କାରଣ ସେମାନେ ଯଥାକ୍ରମେ CC, C-OH, ଏବଂ CO କୁ ସୂଚିତ କରନ୍ତି। O1s ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରାମ ତିନୋଟି ଶିଖର C–O/ଲୁହା କାର୍ବୋନେଟ୍ (531.19 eV), ହାଇଡ୍ରୋକ୍ସିଲ୍ ରାଡିକାଲ୍ (532.4 eV) ଏବଂ O–C=O (533.47 eV) ସହିତ ସମାନ ଥିଲା। 719.6 ର ଶିଖର Fe0 କୁ ଦାୟୀ କରାଯାଇଛି, ଯେତେବେଳେ FeOOH 717.3 ଏବଂ 723.7 eV ରେ ଶିଖର ଦେଖାଉଛି, ଏହା ସହିତ, 725.8 eV ର ଶିଖର Fe2O342.43 ର ଉପସ୍ଥିତିକୁ ସୂଚିତ କରୁଛି।
nZVI ଏବଂ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟର XPS ଅଧ୍ୟୟନ, ଯଥାକ୍ରମେ (A, B)। nZVI C1s (C), Fe2p (D), ଏବଂ O1s (E) ଏବଂ rGO/nZVI C1s (F), Fe2p (G), O1s (H) କମ୍ପୋଜିଟର ପୂର୍ଣ୍ଣ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରା।
N2 ଶୋଷଣ/ଅଶୋଷଣ ଆଇସୋଥର୍ମ (ଚିତ୍ର 5A, B) ଦର୍ଶାଏ ଯେ nZVI ଏବଂ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ ପ୍ରକାର II ର ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ। ଏହା ସହିତ, rGO ସହିତ ବ୍ଲାଇଣ୍ଡିଂ ପରେ nZVI ର ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପୃଷ୍ଠ କ୍ଷେତ୍ର (SBET) 47.4549 ରୁ 152.52 m2/g କୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଛି। rGO ବ୍ଲାଇଣ୍ଡିଂ ପରେ nZVI ର ଚୁମ୍ବକୀୟ ଗୁଣରେ ହ୍ରାସ ଦ୍ୱାରା ଏହି ଫଳାଫଳକୁ ବ୍ୟାଖ୍ୟା କରାଯାଇପାରେ, ଯାହା ଦ୍ଵାରା କଣିକା ଏକତ୍ରୀକରଣ ହ୍ରାସ ପାଇଥାଏ ଏବଂ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ର ପୃଷ୍ଠ କ୍ଷେତ୍ରଫଳ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଥାଏ। ଏହା ସହିତ, ଚିତ୍ର 5C ରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି, rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ ର ଛିଦ୍ର ପରିମାଣ (8.94 nm) ମୂଳ nZVI (2.873 nm) ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ। ଏହି ଫଳାଫଳ El-Monaem et al. 45 ସହିତ ସହମତ।
ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସାନ୍ଦ୍ରତା ବୃଦ୍ଧି ଉପରେ ନିର୍ଭର କରି rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଏବଂ ମୂଳ nZVI ମଧ୍ୟରେ DC ଅପସାରଣ କ୍ଷମତା ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ କରିବା ପାଇଁ, ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସାନ୍ଦ୍ରତାରେ ପ୍ରତ୍ୟେକ ବିଜ୍ଞାପନକାରୀ (0.05 g) ର ଏକ ସ୍ଥିର ଡୋଜ୍ DC ସହିତ ଯୋଡି ଏକ ତୁଳନା କରାଯାଇଥିଲା। ତଦନ୍ତ କରାଯାଇଥିବା ଦ୍ରବଣ [25]. –100 mg l–1] 25°C ରେ। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ଦେଖାଇଲା ଯେ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ ର ଅପସାରଣ ଦକ୍ଷତା (94.6%) ମୂଳ nZVI (90%) ଠାରୁ କମ୍ ସାନ୍ଦ୍ରତା (25 mg L-1) ରେ ଅଧିକ ଥିଲା। ତଥାପି, ଯେତେବେଳେ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସାନ୍ଦ୍ରତା 100 mg L-1 କୁ ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଇଥିଲା, rGO/nZVI ଏବଂ ପ୍ୟାରେଣ୍ଟାଲ୍ nZVI ର ଅପସାରଣ ଦକ୍ଷତା ଯଥାକ୍ରମେ 70% ଏବଂ 65% କୁ ହ୍ରାସ ପାଇଥିଲା (ଚିତ୍ର 6A), ଯାହା କମ୍ ସକ୍ରିୟ ସ୍ଥାନ ଏବଂ nZVI କଣିକାଗୁଡ଼ିକର ଅବନତି ହେତୁ ହୋଇପାରେ। ବିପରୀତରେ, rGO/nZVI DC ଅପସାରଣର ଅଧିକ ଦକ୍ଷତା ଦେଖାଇଲା, ଯାହା rGO ଏବଂ nZVI ମଧ୍ୟରେ ଏକ ସମନ୍ୱୟ ପ୍ରଭାବ ହେତୁ ହୋଇପାରେ, ଯେଉଁଥିରେ ଶୋଷଣ ପାଇଁ ଉପଲବ୍ଧ ସ୍ଥିର ସକ୍ରିୟ ସ୍ଥାନଗୁଡ଼ିକ ବହୁତ ଅଧିକ ଥାଏ, ଏବଂ rGO/nZVI କ୍ଷେତ୍ରରେ, ଅକ୍ଷତ nZVI ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ DC ଶୋଷଣ କରାଯାଇପାରିବ। ଏହା ସହିତ, ଚିତ୍ର 6B ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି ଯେ rGO/nZVI ଏବଂ nZVI କମ୍ପୋଜିଟର ଶୋଷଣ କ୍ଷମତା ଯଥାକ୍ରମେ 9.4 mg/g ରୁ 30 mg/g ଏବଂ 9 mg/g କୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଛି, ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସାନ୍ଦ୍ରତା 25-100 mg/L ରୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଛି। -1.1 ରୁ 28.73 mg g-1। ତେଣୁ, DC ଅପସାରଣ ହାର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ DC ସାନ୍ଦ୍ରତା ସହିତ ନକାରାତ୍ମକ ଭାବରେ ସହଭାଗିତ ହୋଇଥିଲା, ଯାହା ଦ୍ରବଣରେ DC ର ଶୋଷଣ ଏବଂ ଅପସାରଣ ପାଇଁ ପ୍ରତ୍ୟେକ ବିଜ୍ଞାପନକାରୀ ଦ୍ୱାରା ସମର୍ଥିତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କେନ୍ଦ୍ରଗୁଡ଼ିକର ସୀମିତ ସଂଖ୍ୟା ଯୋଗୁଁ ଥିଲା। ତେଣୁ, ଏହି ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକରୁ ଏହା ନିଷ୍କର୍ଷିତ ହୋଇପାରେ ଯେ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ଗୁଡ଼ିକର ଶୋଷଣ ଏବଂ ହ୍ରାସର ଦକ୍ଷତା ଅଧିକ, ଏବଂ rGO/nZVI ର ଗଠନରେ rGO କୁ ଏକ ଶୋଷକ ଏବଂ ଏକ ବାହକ ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ।
rGO/nZVI ଏବଂ nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ ପାଇଁ ଅପସାରଣ ଦକ୍ଷତା ଏବଂ DC ଶୋଷଣ କ୍ଷମତା ଥିଲା (A, B) [Co = 25 mg l-1–100 mg l-1, T = 25 °C, ଡୋଜ୍ = 0.05 g], pH. rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ (C) ରେ ଅପସାରଣ କ୍ଷମତା ଏବଂ DC ଅପସାରଣ ଦକ୍ଷତା ଉପରେ [Co = 50 mg L–1, pH = 3–11, T = 25°C, ଡୋଜ୍ = 0.05 g]।
ଶୋଷଣ ପ୍ରକ୍ରିୟାର ଅଧ୍ୟୟନରେ ଦ୍ରବଣ pH ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ କାରଣ, କାରଣ ଏହା ଶୋଷଣକାରୀର ଆୟନାଇଜେସନ, ବିଭାଜନ ଏବଂ ଆୟନାଇଜେସନର ଡିଗ୍ରୀକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ। ପରୀକ୍ଷଣଟି 25°C ରେ ଏକ ସ୍ଥିର ଶୋଷଣକାରୀ ଡୋଜ (0.05 ଗ୍ରାମ) ଏବଂ pH ପରିସର (3-11) ରେ 50 mg L-1 ର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସାନ୍ଦ୍ରତା ସହିତ କରାଯାଇଥିଲା। ଏକ ସାହିତ୍ୟ ସମୀକ୍ଷା46 ଅନୁଯାୟୀ, DC ହେଉଛି ଏକ ଆମ୍ଫିଫିଲିକ୍ ଅଣୁ ଯାହା ବିଭିନ୍ନ pH ସ୍ତରରେ ଅନେକ ଆୟନାଇଜେବଲ୍ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଗୋଷ୍ଠୀ (ଫେନୋଲ୍, ଆମିନୋ ଗୋଷ୍ଠୀ, ଆଲକୋହଲ) ସହିତ। ଫଳସ୍ୱରୂପ, DC ର ବିଭିନ୍ନ କାର୍ଯ୍ୟ ଏବଂ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟର ପୃଷ୍ଠରେ ଥିବା ସମ୍ପର୍କିତ ଗଠନଗୁଡ଼ିକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଷ୍ଟାଟିକାଲି ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା କରିପାରନ୍ତି ଏବଂ କ୍ୟାଟେନ୍ସ, ଜ୍ୱିଟେରିଆନ୍ସ ଏବଂ ଆନାୟନ ଭାବରେ ବିଦ୍ୟମାନ ହୋଇପାରେ, DC ଅଣୁ pH < 3.3 ରେ cationic (DCH3+), zwitterionic (DCH20) 3.3 < PH < 7.7 ଏବଂ PH 7.7 ରେ anionic (DCH− କିମ୍ବା DC2−) ଭାବରେ ବିଦ୍ୟମାନ। ଫଳସ୍ୱରୂପ, DC ର ବିଭିନ୍ନ କାର୍ଯ୍ୟ ଏବଂ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟର ପୃଷ୍ଠରେ ଥିବା ସମ୍ପର୍କିତ ଗଠନଗୁଡ଼ିକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଷ୍ଟାଟିକାଲି ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା କରିପାରନ୍ତି ଏବଂ କ୍ୟାଟେନ୍ସ, ଜ୍ୱିଟେରିଆନ୍ସ ଏବଂ ଆନାୟନ ଭାବରେ ବିଦ୍ୟମାନ ହୋଇପାରେ, DC ଅଣୁ pH < 3.3 ରେ cationic (DCH3+), zwitterionic (DCH20) 3.3 < PH < 7.7 ଏବଂ PH 7.7 ରେ anionic (DCH- କିମ୍ବା DC2-) ଭାବରେ ବିଦ୍ୟମାନ। В резулькаттате различныецциции ДК и связанных с ним на на поверхности чозозита rGO / nZVI могут вазимодействовать ксрстататически и могут существовать в ват ка ковов, циттер-ионов (DCH3 +) при рН <3,3, цвиттер-ионный (DCH20) 3,3
DC ର ଜଳୀୟ ଦ୍ରବଣର ଶୋଷଣ ଉପରେ ତାପମାତ୍ରାର ପ୍ରଭାବ (25–55°C) ରେ କରାଯାଇଥିଲା। ଚିତ୍ର 7A rGO/nZVI ଉପରେ DC ଆଣ୍ଟିବାୟୋଟିକ୍ସର ଅପସାରଣ ଦକ୍ଷତା ଉପରେ ତାପମାତ୍ରା ବୃଦ୍ଧିର ପ୍ରଭାବ ଦର୍ଶାଉଛି, ଏହା ସ୍ପଷ୍ଟ ଯେ ଅପସାରଣ କ୍ଷମତା ଏବଂ ଅବଶୋଷଣ କ୍ଷମତା ଯଥାକ୍ରମେ 83.44% ଏବଂ 13.9 mg/g ରୁ 47% ଏବଂ 7.83 mg/g କୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଛି। ଏହି ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ହ୍ରାସ DC ଆୟନଗୁଡ଼ିକର ତାପଜ ଶକ୍ତିରେ ବୃଦ୍ଧି ହେତୁ ହୋଇପାରେ, ଯାହା ଅପସାରଣକୁ ନେଇଥାଏ47।
rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ (A) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, ମାତ୍ରା = 0.05 g], ଅପସାରଣ ଉପରେ CD ର ଅପସାରଣ କ୍ଷମତା ଏବଂ ଅବଶୋଷଣ କ୍ଷମତା ଉପରେ ତାପମାତ୍ରାର ପ୍ରଭାବ। CD ର ଅପସାରଣ କ୍ଷମତା ଏବଂ ଅବଶୋଷଣ କ୍ଷମତା। rGO/nSVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ (B) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, T = 25°C] (C, D) [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, ମାତ୍ରା = 0.05 g] ଉପରେ DC ଅପସାରଣର ଅବଶୋଷଣ କ୍ଷମତା ଏବଂ ଦକ୍ଷତା ଉପରେ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସାନ୍ଦ୍ରତାର ପ୍ରଭାବ।
କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଶୋଷଣକାରୀ rGO/nZVI ର ଡୋଜ୍ 0.01 g ରୁ 0.07 g କୁ ବୃଦ୍ଧି କରିବାର ଅପସାରଣ ଦକ୍ଷତା ଏବଂ ଶୋଷଣ କ୍ଷମତା ଉପରେ ପ୍ରଭାବ ଚିତ୍ର 7B ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି। ଶୋଷଣକାରୀର ଡୋଜ୍ ବୃଦ୍ଧି ଯୋଗୁଁ ଶୋଷଣ କ୍ଷମତା 33.43 mg/g ରୁ 6.74 mg/g କୁ ହ୍ରାସ ପାଇଲା। ତଥାପି, 0.01 g ରୁ 0.07 g କୁ ଶୋଷଣକାରୀ ଡୋଜ୍ ବୃଦ୍ଧି ସହିତ, ଅପସାରଣ ଦକ୍ଷତା 66.8% ରୁ 96% କୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ, ଯାହା ଅନୁସାରେ, ନାନୋକମ୍ପୋଜିଟ୍ ପୃଷ୍ଠରେ ସକ୍ରିୟ କେନ୍ଦ୍ର ସଂଖ୍ୟାରେ ବୃଦ୍ଧି ସହିତ ଜଡିତ ହୋଇପାରେ।
ଶୋଷଣ କ୍ଷମତା ଏବଂ ଅପସାରଣ ଦକ୍ଷତା ଉପରେ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସାନ୍ଦ୍ରତାର ପ୍ରଭାବ [25-100 mg L-1, 25°C, pH 7, ଡୋଜ୍ 0.05 g] ଅଧ୍ୟୟନ କରାଯାଇଥିଲା। ଯେତେବେଳେ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସାନ୍ଦ୍ରତା 25 mg L-1 ରୁ 100 mg L-1 କୁ ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଇଥିଲା, rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟର ଅପସାରଣ ପ୍ରତିଶତ 94.6% ରୁ 65% କୁ ହ୍ରାସ ପାଇଥିଲା (ଚିତ୍ର 7C), ସମ୍ଭବତଃ ଇଚ୍ଛିତ ସକ୍ରିୟ ସ୍ଥାନଗୁଡ଼ିକର ଅନୁପସ୍ଥିତି ଯୋଗୁଁ। । DC49 ର ବଡ଼ ସାନ୍ଦ୍ରତା ଶୋଷଣ କରେ। ଅନ୍ୟପକ୍ଷରେ, ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସାନ୍ଦ୍ରତା ବୃଦ୍ଧି ପାଇବା ସହିତ, ସନ୍ତୁଳନ ପହଞ୍ଚିବା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଶୋଷଣ କ୍ଷମତା ମଧ୍ୟ 9.4 mg/g ରୁ 30 mg/g କୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଥିଲା (ଚିତ୍ର 7D)। ଏହି ଅନିବାର୍ଯ୍ୟ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟର ପୃଷ୍ଠ 50 ରେ ପହଞ୍ଚିବା ପାଇଁ DC ଆୟନ ମାସ୍ ଟ୍ରାନ୍ସଫର ପ୍ରତିରୋଧ ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ DC ସାନ୍ଦ୍ରତା ସହିତ ଚାଳନ ଶକ୍ତିରେ ବୃଦ୍ଧି ଯୋଗୁଁ ହୋଇଥାଏ।
ସମ୍ପର୍କ ସମୟ ଏବଂ ଗତିଜ ଅଧ୍ୟୟନର ଲକ୍ଷ୍ୟ ହେଉଛି ଶୋଷଣର ସନ୍ତୁଳନ ସମୟକୁ ବୁଝିବା। ପ୍ରଥମତଃ, ସମ୍ପର୍କ ସମୟର ପ୍ରଥମ 40 ମିନିଟ୍ ମଧ୍ୟରେ ଶୋଷିତ DC ପରିମାଣ ସମଗ୍ର ସମୟ (100 ମିନିଟ୍) ମଧ୍ୟରେ ଶୋଷିତ ମୋଟ ପରିମାଣର ପ୍ରାୟ ଅଧା ଥିଲା। ଯେତେବେଳେ ଦ୍ରବଣରେ ଥିବା DC ଅଣୁଗୁଡ଼ିକ ଧକ୍କା ଖାଇଥାନ୍ତି ଯାହା ଫଳରେ ସେମାନେ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟର ପୃଷ୍ଠକୁ ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ହୁଅନ୍ତି ଯାହା ଫଳରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଶୋଷଣ ହୁଏ। 40 ମିନିଟ୍ ପରେ, DC ଶୋଷଣ ଧୀରେ ଧୀରେ ଏବଂ ଧୀରେ ବଢ଼ିଥାଏ ଯେପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ 60 ମିନିଟ୍ ପରେ ସନ୍ତୁଳନ ପହଞ୍ଚି ନଯାଏ (ଚିତ୍ର 7D)। ଯେହେତୁ ପ୍ରଥମ 40 ମିନିଟ୍ ମଧ୍ୟରେ ଏକ ଯୁକ୍ତିଯୁକ୍ତ ପରିମାଣ ଶୋଷିତ ହୋଇଯାଏ, DC ଅଣୁ ସହିତ କମ୍ ସଂଘର୍ଷ ହେବ ଏବଂ ଅଣ-ଶୋଷିତ ଅଣୁ ପାଇଁ କମ୍ ସକ୍ରିୟ ସ୍ଥାନ ଉପଲବ୍ଧ ହେବ। ତେଣୁ, ଶୋଷଣ ହାରକୁ ହ୍ରାସ କରାଯାଇପାରିବ 51।
ଶୋଷଣ ଗତିବିଧିକୁ ଭଲ ଭାବରେ ବୁଝିବା ପାଇଁ, ସ୍ୟୁଡୋ ପ୍ରଥମ କ୍ରମ (ଚିତ୍ର 8A), ସ୍ୟୁଡୋ ଦ୍ୱିତୀୟ କ୍ରମ (ଚିତ୍ର 8B), ଏବଂ ଏଲୋଭିଚ୍ (ଚିତ୍ର 8C) ଗତିବିଧି ମଡେଲର ରେଖା ପ୍ଲଟ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା। ଗତିବିଧି ଅଧ୍ୟୟନ (ସାରଣୀ S1) ରୁ ପ୍ରାପ୍ତ ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକରୁ, ଏହା ସ୍ପଷ୍ଟ ହୁଏ ଯେ ସ୍ୟୁଡୋସେକେଣ୍ଡ ମଡେଲ ହେଉଛି ଶୋଷଣ ଗତିବିଧି ବର୍ଣ୍ଣନା କରିବା ପାଇଁ ସର୍ବୋତ୍ତମ ମଡେଲ, ଯେଉଁଠାରେ R2 ମୂଲ୍ୟ ଅନ୍ୟ ଦୁଇଟି ମଡେଲ ତୁଳନାରେ ଅଧିକ ସେଟ୍ କରାଯାଇଛି। ଗଣନା କରାଯାଇଥିବା ଶୋଷଣ କ୍ଷମତା (qe, cal) ମଧ୍ୟରେ ମଧ୍ୟ ସମାନତା ଅଛି। ସ୍ୟୁଡୋ-ସେକେଣ୍ଡ କ୍ରମ ଏବଂ ପରୀକ୍ଷାମୂଳକ ମୂଲ୍ୟ (qe, exp.) ଆହୁରି ପ୍ରମାଣ ଯେ ସ୍ୟୁଡୋ-ସେକେଣ୍ଡ କ୍ରମ ଅନ୍ୟ ମଡେଲ ତୁଳନାରେ ଏକ ଉତ୍ତମ ମଡେଲ। ସାରଣୀ 1 ରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି, α (ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଶୋଷଣ ହାର) ଏବଂ β (ଡିସୋର୍ପସନ୍ ସ୍ଥିର) ର ମୂଲ୍ୟ ନିଶ୍ଚିତ କରେ ଯେ ଶୋଷଣ ହାର ଡିସୋର୍ପସନ୍ ହାର ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ, ଏହା ସୂଚିତ କରେ ଯେ DC rGO/nZVI52 କମ୍ପୋଜିଟରେ ଦକ୍ଷତାର ସହିତ ଶୋଷଣ କରିବାକୁ ପ୍ରବୃତ୍ତ।
ସ୍ୟୁଡୋ-ଦ୍ଵିତୀୟ କ୍ରମ (A), ସ୍ୟୁଡୋ-ପ୍ରଥମ କ୍ରମ (B) ଏବଂ ଏଲୋଭିଚ୍ (C) [Co = 25–100 mg l–1, pH = 7, T = 25 °C, ମାତ୍ରା = 0.05 g] ର ରେଖୀୟ ଶୋଷଣ ଗତିଜ ପ୍ଲଟ୍।
ଶୋଷଣ ଆଇସୋଥର୍ମର ଅଧ୍ୟୟନ ବିଭିନ୍ନ ଶୋଷଣ ସାନ୍ଦ୍ରତା (DC) ଏବଂ ସିଷ୍ଟମ ତାପମାତ୍ରାରେ ଶୋଷଣକାରୀ (RGO/nRVI କମ୍ପୋଜିଟ୍) ର ଶୋଷଣ କ୍ଷମତା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରେ। ଲାଙ୍ଗମୁଇର ଆଇସୋଥର୍ମ ବ୍ୟବହାର କରି ସର୍ବାଧିକ ଶୋଷଣ କ୍ଷମତା ଗଣନା କରାଯାଇଥିଲା, ଯାହା ସୂଚାଇଥିଲା ଯେ ଶୋଷଣ ଏକସମାନ ଥିଲା ଏବଂ ସେମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରେ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ବିନା ଶୋଷଣକାରୀର ପୃଷ୍ଠରେ ଏକ ଶୋଷଣକାରୀ ମୋନୋଲେୟର ଗଠନ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ ଥିଲା53। ଅନ୍ୟ ଦୁଇଟି ବହୁଳ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ଆଇସୋଥର୍ମ ମଡେଲ୍ ହେଉଛି ଫ୍ରୁଣ୍ଡଲିଚ୍ ଏବଂ ଟେମକିନ୍ ମଡେଲ୍। ଯଦିଓ ଫ୍ରୁଣ୍ଡଲିଚ୍ ମଡେଲ୍ ଶୋଷଣ କ୍ଷମତା ଗଣନା କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ ନାହିଁ, ଏହା ବିଷମ ଶୋଷଣ ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ବୁଝିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରେ ଏବଂ ଶୋଷଣକାରୀରେ ଖାଲିସ୍ଥାନଗୁଡିକର ଭିନ୍ନ ଶକ୍ତି ଥାଏ, ଯେତେବେଳେ ଟେମକିନ୍ ମଡେଲ୍ ଶୋଷଣର ଭୌତିକ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ବୁଝିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରେ54।
ଚିତ୍ର 9A-C ଯଥାକ୍ରମେ ଲାଙ୍ଗମୁଇର, ଫ୍ରେଇଣ୍ଡଲିଚ ଏବଂ ଟେମକିନ ମଡେଲର ରେଖା ପ୍ଲଟଗୁଡ଼ିକୁ ଦର୍ଶାଉଛି। ଫ୍ରେଣ୍ଡଲିଚ (ଚିତ୍ର 9A) ଏବଂ ଲାଙ୍ଗମୁଇର (ଚିତ୍ର 9B) ରେଖା ପ୍ଲଟରୁ ଗଣନା କରାଯାଇଥିବା ଏବଂ ସାରଣୀ 2 ରେ ଉପସ୍ଥାପିତ R2 ମୂଲ୍ୟ ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟରେ DC ଶୋଷଣ ଫ୍ରେଣ୍ଡଲିଚ (0.996) ଏବଂ ଲାଙ୍ଗମୁଇର (0.988) ଆଇସୋଥର୍ମ ମଡେଲ ଏବଂ ଟେମକିନ (0.985) ଅନୁସରଣ କରେ। ଲାଙ୍ଗମୁଇର ଆଇସୋଥର୍ମ ମଡେଲ ବ୍ୟବହାର କରି ଗଣନା କରାଯାଇଥିବା ସର୍ବାଧିକ ଶୋଷଣ କ୍ଷମତା (qmax) ଥିଲା 31.61 mg g-1। ଏହା ସହିତ, ପରିମାପହୀନ ପୃଥକୀକରଣ କାରକ (RL) ର ଗଣନା ମୂଲ୍ୟ 0 ଏବଂ 1 (0.097) ମଧ୍ୟରେ, ଏକ ଅନୁକୂଳ ଶୋଷଣ ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ସୂଚିତ କରେ। ଅନ୍ୟଥା, ଗଣନା କରାଯାଇଥିବା ଫ୍ରେଣ୍ଡଲିଚ ସ୍ଥିରାଙ୍କ (n = 2.756) ଏହି ଶୋଷଣ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାଇଁ ଏକ ପସନ୍ଦକୁ ସୂଚିତ କରେ। ଟେମକିନ୍ ଆଇସୋଥର୍ମ (ଚିତ୍ର 9C) ର ରେଖୀୟ ମଡେଲ୍ ଅନୁସାରେ, rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ରେ DC ର ଶୋଷଣ ଏକ ଭୌତିକ ଶୋଷଣ ପ୍ରକ୍ରିୟା, କାରଣ b ହେଉଛି ˂ 82 kJ mol-1 (0.408)55। ଯଦିଓ ଭୌତିକ ଶୋଷଣ ସାଧାରଣତଃ ଦୁର୍ବଳ ଭାନ୍ ଡେର ୱାଲ୍ସ ବଳ ଦ୍ୱାରା ମଧ୍ୟସ୍ଥତା କରାଯାଏ, rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ରେ ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ କରେଣ୍ଟ ଶୋଷଣ ପାଇଁ କମ୍ ଶୋଷଣ ଶକ୍ତି ଆବଶ୍ୟକ ହୁଏ [56, 57]।
ଫ୍ରୁଣ୍ଡଲିଚ୍ (A), ଲାଙ୍ଗମୁଇର୍ (B), ଏବଂ ଟେମକିନ୍ (C) ରୈଖିକ ଶୋଷଣ ସମତାପସାର [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, ମାତ୍ରା = 0.05 g]। rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ (D) ଦ୍ୱାରା DC ଶୋଷଣ ପାଇଁ ଭାଣ୍ଟ ହଫ୍ ସମୀକରଣର ପ୍ଲଟ୍ [Co = 25–100 mg l-1, pH = 7, T = 25–55 °C ଏବଂ ମାତ୍ରା = 0.05 g]।
rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ଗୁଡ଼ିକରୁ DC ଅପସାରଣ ଉପରେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ତାପମାତ୍ରା ପରିବର୍ତ୍ତନର ପ୍ରଭାବ ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ କରିବା ପାଇଁ, ସମୀକରଣ 3 ଏବଂ 458 ରୁ ଏଣ୍ଟ୍ରୋପି ପରିବର୍ତ୍ତନ (ΔS), ଏନଥାଲ୍ପି ପରିବର୍ତ୍ତନ (ΔH), ଏବଂ ମୁକ୍ତ ଶକ୍ତି ପରିବର୍ତ୍ତନ (ΔG) ଭଳି ଥର୍ମୋଡାଇନାମିକ୍ ପାରାମିଟର ଗଣନା କରାଯାଇଥିଲା।
ଯେଉଁଠାରେ \({K}_{e}\)=\(\frac{{C}_{Ae}}{{C}_{e}}\) – ଥର୍ମୋଡାଇନାମିକ୍ ସନ୍ତୁଳନ ସ୍ଥିରାଙ୍କ, Ce ଏବଂ CAe – ଦ୍ରବଣରେ rGO, ଯଥାକ୍ରମେ /nZVI ପୃଷ୍ଠ ସନ୍ତୁଳନରେ DC ସାନ୍ଦ୍ରତା। R ଏବଂ RT ହେଉଛି ଯଥାକ୍ରମେ ଗ୍ୟାସ ସ୍ଥିରାଙ୍କ ଏବଂ ଶୋଷଣ ତାପମାତ୍ରା। ln Ke କୁ 1/T ବିରୁଦ୍ଧରେ ପ୍ଲଟ୍ କରିବା ଦ୍ୱାରା ଏକ ସରଳ ରେଖା (ଚିତ୍ର 9D) ମିଳିଥାଏ ଯେଉଁଠାରୁ ∆S ଏବଂ ∆H ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଇପାରିବ।
ଏକ ଋଣାତ୍ମକ ΔH ମୂଲ୍ୟ ସୂଚାଇଥାଏ ଯେ ପ୍ରକ୍ରିୟାଟି ଏକ୍ଜୋଥର୍ମିକ୍। ଅନ୍ୟପକ୍ଷରେ, ΔH ମୂଲ୍ୟ ଭୌତିକ ଶୋଷଣ ପ୍ରକ୍ରିୟା ମଧ୍ୟରେ ଅଛି। ସାରଣୀ 3 ରେ ଥିବା ଋଣାତ୍ମକ ΔG ମୂଲ୍ୟ ସୂଚାଇଥାଏ ଯେ ଶୋଷଣ ସମ୍ଭବ ଏବଂ ସ୍ୱତଃସ୍ଫୂର୍ତ୍ତ। ΔS ର ଋଣାତ୍ମକ ମୂଲ୍ୟ ତରଳ ଇଣ୍ଟରଫେସରେ ଶୋଷଣକାରୀ ଅଣୁଗୁଡ଼ିକର ଏକ ଉଚ୍ଚ କ୍ରମ ସୂଚାଇଥାଏ (ସାରଣୀ 3)।
ସାରଣୀ 4 ପୂର୍ବ ଅଧ୍ୟୟନରେ ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଥିବା ଅନ୍ୟ ଶୋଷଣକାରୀ ପଦାର୍ଥ ସହିତ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ ତୁଳନା କରେ। ଏହା ସ୍ପଷ୍ଟ ଯେ VGO/nCVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ର ଏକ ଉଚ୍ଚ ଶୋଷଣ କ୍ଷମତା ଅଛି ଏବଂ ଏହା ପାଣିରୁ DC ଆଣ୍ଟିବାୟୋଟିକ୍ ଅପସାରଣ ପାଇଁ ଏକ ପ୍ରତିଶ୍ରୁତିବଦ୍ଧ ସାମଗ୍ରୀ ହୋଇପାରେ। ଏହା ସହିତ, rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ର ଶୋଷଣ ଏକ ଦ୍ରୁତ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଯାହାର ସମନ୍ୱୟ ସମୟ 60 ମିନିଟ୍। rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ର ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ଶୋଷଣ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ rGO ଏବଂ nZVIର ସମନ୍ୱୟ ପ୍ରଭାବ ଦ୍ୱାରା ବ୍ୟାଖ୍ୟା କରାଯାଇପାରିବ।
ଚିତ୍ର 10A, B rGO/nZVI ଏବଂ nZVI କମ୍ପ୍ଲେକ୍ସ ଦ୍ୱାରା DC ଆଣ୍ଟିବାୟୋଟିକ୍ସ ଅପସାରଣ ପାଇଁ ଯୁକ୍ତିଯୁକ୍ତ ଯନ୍ତ୍ରକୁ ଦର୍ଶାଏ। DC ଶୋଷଣର ଦକ୍ଷତା ଉପରେ pH ର ପ୍ରଭାବ ଉପରେ ପରୀକ୍ଷଣର ଫଳାଫଳ ଅନୁସାରେ, 3 ରୁ 7 ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ pH ବୃଦ୍ଧି ସହିତ, rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟରେ DC ଶୋଷଣ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଷ୍ଟାଟିକ୍ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ଦ୍ୱାରା ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ହୋଇନଥିଲା, କାରଣ ଏହା ଏକ zwitterion ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିଥିଲା; ତେଣୁ, pH ମୂଲ୍ୟରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଶୋଷଣ ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରିନଥିଲା। ପରବର୍ତ୍ତୀ ସମୟରେ, ଶୋଷଣ ଯନ୍ତ୍ରକୁ ଅଣ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଷ୍ଟାଟିକ୍ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ଯେପରିକି ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ବନ୍ଧନ, ହାଇଡ୍ରୋଫୋବିକ୍ ପ୍ରଭାବ ଏବଂ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଏବଂ DC66 ମଧ୍ୟରେ π-π ଷ୍ଟାକିଂ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ଦ୍ୱାରା ନିୟନ୍ତ୍ରିତ କରାଯାଇପାରିବ। ଏହା ଜଣାଶୁଣା ଯେ ସ୍ତରଯୁକ୍ତ ଗ୍ରାଫିନର ପୃଷ୍ଠରେ ସୁଗନ୍ଧିତ adsorbates ର ଯନ୍ତ୍ରକୁ π–π ଷ୍ଟାକିଂ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ଦ୍ୱାରା ମୁଖ୍ୟ ଚାଳନ ଶକ୍ତି ଭାବରେ ବ୍ୟାଖ୍ୟା କରାଯାଇଛି। କମ୍ପୋଜିଟ୍ ହେଉଛି graphene ସହିତ ସମାନ ଏକ ସ୍ତରଯୁକ୍ତ ସାମଗ୍ରୀ ଯାହା π-π* ପରିବର୍ତ୍ତନ ଯୋଗୁଁ ସର୍ବାଧିକ 233 nm ଶୋଷଣ କରିଥାଏ। DC adsorbate ର ଆଣବିକ ଗଠନରେ ଚାରୋଟି ସୁଗନ୍ଧିତ ବଳୟର ଉପସ୍ଥିତି ଉପରେ ଆଧାର କରି, ଆମେ ଅନୁମାନ କରିଥିଲୁ ଯେ RGO ପୃଷ୍ଠରେ ସୁଗନ୍ଧିତ DC (π-ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ ଗ୍ରହଣକାରୀ) ଏବଂ π-ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନରେ ସମୃଦ୍ଧ ଅଞ୍ଚଳ ମଧ୍ୟରେ π-π-ଷ୍ଟାକିଂ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟାର ଏକ ଯନ୍ତ୍ର ଅଛି। /nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍। ଏହା ବ୍ୟତୀତ, ଚିତ୍ର 10B ରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି, DC ସହିତ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ର ଆଣବିକ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ FTIR ଅଧ୍ୟୟନ କରାଯାଇଥିଲା, ଏବଂ DC ଶୋଷଣ ପରେ rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟ୍ର FTIR ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରା ଚିତ୍ର 10B ରେ ଦେଖାଯାଇଛି। 2111 cm-1 ରେ ଏକ ନୂତନ ଶିଖର ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇଛି, ଯାହା C=C ବଣ୍ଡର ଫ୍ରେମୱାର୍କ କମ୍ପନ ସହିତ ମେଳ ଖାଉଛି, ଯାହା 67 rGO/nZVI ପୃଷ୍ଠରେ ଅନୁରୂପ ଜୈବିକ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଗୋଷ୍ଠୀର ଉପସ୍ଥିତିକୁ ସୂଚିତ କରେ। ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଶିଖରଗୁଡ଼ିକ 1561 ରୁ 1548 cm-1 ଏବଂ 1399 ରୁ 1360 cm-1 କୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ହୁଏ, ଯାହା ଏହା ମଧ୍ୟ ନିଶ୍ଚିତ କରେ ଯେ π-π ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ଗ୍ରାଫିନ ଏବଂ ଜୈବ ପ୍ରଦୂଷକଙ୍କ ଶୋଷଣରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ68,69। DC ଶୋଷଣ ପରେ, କିଛି ଅମ୍ଳଜାନ-ଧାରଣକାରୀ ଗୋଷ୍ଠୀ, ଯେପରିକି OH, ର ତୀବ୍ରତା 3270 cm-1 କୁ ହ୍ରାସ ପାଇଲା, ଯାହା ସୂଚିତ କରେ ଯେ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ ବନ୍ଧନ ହେଉଛି ଶୋଷଣ ପ୍ରକ୍ରିୟା ମଧ୍ୟରୁ ଗୋଟିଏ। ତେଣୁ, ଫଳାଫଳ ଉପରେ ଆଧାର କରି, rGO/nZVI କମ୍ପୋଜିଟରେ DC ଶୋଷଣ ମୁଖ୍ୟତଃ π-π ଷ୍ଟାକିଂ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ଏବଂ H-ବଣ୍ଡ ଯୋଗୁଁ ଘଟେ।
rGO/nZVI ଏବଂ nZVI କମ୍ପ୍ଲେକ୍ସ (A) ଦ୍ୱାରା DC ଆଣ୍ଟିବାୟୋଟିକ୍ସର ଶୋଷଣର ଯୁକ୍ତିଯୁକ୍ତ ପ୍ରକ୍ରିୟା। rGO/nZVI ଏବଂ nZVI (B) ରେ DCର FTIR ଶୋଷଣ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରା।
nZVI ତୁଳନାରେ nZVI (ଚିତ୍ର 10B) ରେ DC ଶୋଷଣ ପରେ 3244, 1615, 1546, ଏବଂ 1011 cm–1 ରେ nZVI ର ଅବଶୋଷଣ ବ୍ୟାଣ୍ଡର ତୀବ୍ରତା ବୃଦ୍ଧି ପାଇଥିଲା, ଯାହା DC ରେ କାର୍ବୋକ୍ସିଲିକ୍ ଏସିଡ୍ O ଗୋଷ୍ଠୀର ସମ୍ଭାବ୍ୟ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଗୋଷ୍ଠୀ ସହିତ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ସହିତ ଜଡିତ ହେବା ଉଚିତ। ତଥାପି, ସମସ୍ତ ପରିଲକ୍ଷିତ ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ପ୍ରସାରଣର ଏହି କମ ପ୍ରତିଶତ ସୂଚିତ କରେ ଯେ ଶୋଷଣ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପୂର୍ବରୁ nZVI ତୁଳନାରେ ଫାଇଟୋସିନ୍ଥେଟିକ୍ ବିଜ୍ଞାପନକାରୀ (nZVI) ର ଅବଶୋଷଣ ଦକ୍ଷତାରେ କୌଣସି ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପରିବର୍ତ୍ତନ ନାହିଁ। nZVI71 ସହିତ କିଛି DC ଅପସାରଣ ଗବେଷଣା ଅନୁଯାୟୀ, ଯେତେବେଳେ nZVI H2O ସହିତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରେ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ମୁକ୍ତ ହୁଏ ଏବଂ ତା’ପରେ H+ କୁ ଅତ୍ୟନ୍ତ ହ୍ରାସଯୋଗ୍ୟ ସକ୍ରିୟ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଉତ୍ପାଦନ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ। ଶେଷରେ, କିଛି କ୍ୟାଟାନିକ୍ ଯୌଗିକ ସକ୍ରିୟ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଗ୍ରହଣ କରନ୍ତି, ଯାହା ଫଳରେ -C=N ଏବଂ -C=C- ହୋଇଥାଏ, ଯାହା ବେଞ୍ଜିନ ରିଙ୍ଗର ବିଭାଜନକୁ ଦାୟୀ କରାଯାଏ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ନଭେମ୍ବର-୧୪-୨୦୨୨