Nature.com تي اچڻ لاءِ مهرباني. توهان جي استعمال ڪيل برائوزر ورزن ۾ محدود CSS سپورٽ آهي. بهترين تجربي لاءِ، اسان سفارش ڪريون ٿا ته توهان هڪ اپڊيٽ ٿيل برائوزر استعمال ڪريو (يا انٽرنيٽ ايڪسپلورر ۾ مطابقت واري موڊ کي غير فعال ڪريو). انهي دوران، مسلسل سپورٽ کي يقيني بڻائڻ لاءِ، اسان سائيٽ کي اسٽائل ۽ جاوا اسڪرپٽ کان سواءِ رينڊر ڪنداسين.
هن ڪم ۾، پهريون ڀيرو rGO/nZVI ڪمپوزٽس کي هڪ سادي ۽ ماحول دوست طريقيڪار استعمال ڪندي سنٿيسائز ڪيو ويو جنهن ۾ سوفورا پيلي پتي جي عرق کي گهٽائڻ واري ايجنٽ ۽ اسٽيبلائيزر طور استعمال ڪيو ويو ته جيئن "سائي" ڪيمسٽري جي اصولن جي تعميل ڪري سگهجي، جهڙوڪ گهٽ نقصانڪار ڪيميائي سنٿيسس. ڪمپوزٽس جي ڪامياب سنٿيسس جي تصديق ڪرڻ لاءِ ڪيترائي اوزار استعمال ڪيا ويا آهن، جهڙوڪ SEM، EDX، XPS، XRD، FTIR، ۽ زيٽا پوٽينشل، جيڪي ڪامياب جامع ٺاھڻ جي نشاندهي ڪن ٿا. اينٽي بايوٽڪ ڊاڪسي سائڪلين جي مختلف شروعاتي ڪنسنٽريشن تي ناول ڪمپوزٽس ۽ خالص nZVI جي هٽائڻ جي صلاحيت جو مقابلو rGO ۽ nZVI جي وچ ۾ هم آهنگي واري اثر جي جاچ ڪرڻ لاءِ ڪيو ويو. 25mg L-1، 25°C ۽ 0.05g جي هٽائڻ جي حالتن هيٺ، خالص nZVI جي جذب ڪندڙ هٽائڻ جي شرح 90٪ هئي، جڏهن ته rGO/nZVI ڪمپوزٽ پاران ڊاڪسي سائڪلين جي جذب ڪندڙ هٽائڻ جي شرح 94.6٪ تائين پهچي وئي، تصديق ڪندي ته nZVI ۽ rGO. جذب ڪرڻ جو عمل هڪ جعلي سيڪنڊ آرڊر سان مطابقت رکي ٿو ۽ فرينڊلچ ماڊل سان سٺي موافقت ۾ آهي جنهن جي وڌ ۾ وڌ جذب ڪرڻ جي صلاحيت 31.61 mg g-1 آهي 25 °C ۽ pH 7 تي. DC کي ختم ڪرڻ لاءِ هڪ معقول طريقو تجويز ڪيو ويو آهي. ان کان علاوه، ڇهن لڳاتار ٻيهر پيدا ٿيندڙ چڪرن کان پوءِ rGO/nZVI ڪمپوزٽ جي ٻيهر استعمال جي صلاحيت 60٪ هئي.
پاڻي جي کوٽ ۽ آلودگي هاڻي سڀني ملڪن لاءِ هڪ سنگين خطرو آهي. تازن سالن ۾، پاڻي جي آلودگي، خاص طور تي اينٽي بايوٽڪ آلودگي، COVID-19 جي وبا دوران پيداوار ۽ استعمال ۾ واڌ جي ڪري وڌي وئي آهي1,2,3. تنهن ڪري، گندي پاڻي ۾ اينٽي بايوٽڪ جي خاتمي لاءِ هڪ اثرائتي ٽيڪنالاجي جي ترقي هڪ فوري ڪم آهي.
ٽيٽراسائڪلين گروپ جي مزاحمتي نيم مصنوعي اينٽي بايوٽڪ مان هڪ ڊاڪسي سائڪلين (DC)4,5 آهي. اهو ٻڌايو ويو آهي ته زميني پاڻي ۽ مٿاڇري جي پاڻي ۾ DC باقيات کي ميٽابولائيز نه ٿو ڪري سگهجي، صرف 20-50٪ ميٽابولائيز ڪيو ويندو آهي ۽ باقي ماحول ۾ ڇڏيا ويندا آهن، جنهن جي ڪري سنگين ماحولياتي ۽ صحت جا مسئلا پيدا ٿين ٿا.
گهٽ سطح تي ڊي سي جي نمائش آبي فوٽوسنٿيٽڪ مائڪروجنزمن کي ماري سگهي ٿي، اينٽي مائڪروبيل بيڪٽيريا جي پکيڙ کي خطرو ڪري سگهي ٿي، ۽ اينٽي مائڪروبيل مزاحمت وڌائي سگهي ٿي، تنهن ڪري هن آلودگي کي گندي پاڻي مان هٽائڻ گهرجي. پاڻي ۾ ڊي سي جو قدرتي زوال هڪ تمام سست عمل آهي. جسماني-ڪيميائي عمل جهڙوڪ فوٽوليسس، بايوڊيگريڊيشن ۽ جذب صرف گهٽ ڪنسنٽريشن ۽ تمام گهٽ شرحن تي خراب ٿي سگهن ٿا7,8. بهرحال، سڀ کان وڌيڪ اقتصادي، سادو، ماحول دوست، سنڀالڻ ۾ آسان ۽ ڪارآمد طريقو جذب9,10 آهي.
نانو زيرو ويلنٽ آئرن (nZVI) هڪ تمام طاقتور مواد آهي جيڪو پاڻي مان ڪيتريون ئي اينٽي بايوٽڪ دوائون ڪڍي سگهي ٿو، جن ۾ ميٽرونيڊازول، ڊائيزپم، سيپروفلوڪسين، ڪلورامفينڪول، ۽ ٽيٽراسائڪلين شامل آهن. هي صلاحيت nZVI جي شاندار خاصيتن جي ڪري آهي، جهڙوڪ اعلي رد عمل، وڏي مٿاڇري جو علائقو، ۽ ڪيتريون ئي ٻاهرين پابند سائيٽون 11. بهرحال، nZVI وان ڊير ويلز قوتن ۽ اعلي مقناطيسي خاصيتن جي ڪري آبي ميڊيا ۾ گڏ ٿيڻ جو شڪار آهي، جيڪو آڪسائيڊ پرتن جي ٺهڻ جي ڪري آلودگي کي هٽائڻ ۾ ان جي اثرائتي کي گهٽائي ٿو جيڪي nZVI10,12 جي رد عمل کي روڪين ٿا. nZVI ذرڙن جي جمع کي انهن جي مٿاڇري کي سرفيڪٽنٽس ۽ پوليمر سان تبديل ڪندي يا انهن کي ٻين نانو مواد سان گڏ ڪري گهٽائي سگهجي ٿو، جيڪو ماحول ۾ انهن جي استحڪام کي بهتر بڻائڻ لاءِ هڪ قابل عمل طريقو ثابت ٿيو آهي 13,14.
گرافين هڪ ٻه طرفي ڪاربن نانو مواد آهي جيڪو sp2-هائبرڊائيزڊ ڪاربن ايٽم تي مشتمل آهي جيڪو هڪ ماکي جي ڇولي جي جالي ۾ ترتيب ڏنل آهي. ان ۾ هڪ وڏو مٿاڇري وارو علائقو، اهم ميڪيڪل طاقت، بهترين اليڪٽروڪيٽيليٽڪ سرگرمي، اعلي حرارتي چالکائي، تيز اليڪٽران موبلٽي، ۽ ان جي مٿاڇري تي غير نامياتي نانو ذرات کي سپورٽ ڪرڻ لاءِ هڪ مناسب ڪيريئر مواد آهي. ڌاتو نانو ذرات ۽ گرافين جو ميلاپ هر مواد جي انفرادي فائدن کان تمام گهڻو وڌي سگهي ٿو ۽، ان جي اعليٰ جسماني ۽ ڪيميائي خاصيتن جي ڪري، وڌيڪ موثر پاڻي جي علاج لاءِ نانو ذرات جي بهترين تقسيم فراهم ڪري ٿو15.
ٻوٽن جا عرق نقصانڪار ڪيميائي گهٽائڻ وارن ايجنٽن جو بهترين متبادل آهن جيڪي عام طور تي گهٽ ٿيل گرافين آڪسائيڊ (rGO) ۽ nZVI جي ترڪيب ۾ استعمال ٿيندا آهن ڇاڪاڻ ته اهي دستياب، سستا، هڪ قدم، ماحولياتي طور تي محفوظ آهن، ۽ گهٽائڻ وارن ايجنٽن جي طور تي استعمال ڪري سگهجن ٿا. جهڙوڪ فليونوائيڊس ۽ فينولڪ مرڪب پڻ هڪ اسٽيبلائيزر طور ڪم ڪن ٿا. تنهن ڪري، هن مطالعي ۾ آر جي او/اين زي وي آءِ مرڪب جي ترڪيب لاءِ ايٽريپلڪس هيليمس ايل. پتي جو عرق مرمت ۽ بند ڪرڻ واري ايجنٽ جي طور تي استعمال ڪيو ويو. خاندان امرانٿيسي مان ايٽريپلڪس هيليمس هڪ نائٽروجن سان پيار ڪندڙ بارہماسي ٻوٽو آهي جنهن جي وسيع جاگرافيائي حد 16 آهي.
دستياب ادب جي مطابق، Atriplex halimus (A. halimus) پهريون ڀيرو rGO/nZVI ڪمپوزٽس ٺاهڻ لاءِ هڪ اقتصادي ۽ ماحول دوست سنٿيسس طريقي جي طور تي استعمال ڪيو ويو. تنهن ڪري، هن ڪم جو مقصد چار حصن تي مشتمل آهي: (1) A. halimus آبي پتي جي عرق کي استعمال ڪندي rGO/nZVI ۽ والدين nZVI ڪمپوزٽس جو phytosynthesis، (2) انهن جي ڪامياب ٺاھڻ جي تصديق ڪرڻ لاءِ ڪيترن ئي طريقن کي استعمال ڪندي phytosynthesized ڪمپوزٽس جي خاصيت، (3) مختلف رد عمل جي پيرا ميٽرز تحت ڊاڪسي سائڪلين اينٽي بايوٽڪ جي نامياتي آلودگي جي جذب ۽ ختم ڪرڻ ۾ rGO ۽ nZVI جي هم آهنگي اثر جو مطالعو، جذب جي عمل جي حالتن کي بهتر بڻائڻ، (3) پروسيسنگ چڪر کان پوءِ مختلف مسلسل علاج ۾ جامع مواد جي جاچ ڪرڻ.
ڊاڪسي سائڪلين هائيڊرو ڪلورائڊ (DC, MM = 480.90، ڪيميائي فارمولو C22H24N2O·HCl، 98٪)، آئرن ڪلورائڊ هيڪسا هائيڊريٽ (FeCl3.6H2O، 97٪)، گرافائٽ پائوڊر سگما-الڊرچ، آمريڪا کان خريد ڪيو ويو. سوڊيم هائيڊروڪسائيڊ (NaOH، 97٪)، ايٿانول (C2H5OH، 99.9٪) ۽ هائيڊرو ڪلورڪ ايسڊ (HCl، 37٪) مرڪ، آمريڪا کان خريد ڪيا ويا. NaCl، KCl، CaCl2، MnCl2 ۽ MgCl2 تيانجن ڪاميو ڪيميڪل ريجنٽ ڪمپني، لميٽيڊ کان خريد ڪيا ويا. سڀئي ريجنٽ اعليٰ تجزياتي پاڪائي جا آهن. سڀني آبي محلولن کي تيار ڪرڻ لاءِ ڊبل ڊسٽل ٿيل پاڻي استعمال ڪيو ويو.
اي. هيليمس جا نمايان نمونا نيل ڊيلٽا ۽ مصر جي ميڊيٽرينين ساحل سان گڏ زمينن ۾ انهن جي قدرتي رهائش مان گڏ ڪيا ويا آهن. ٻوٽن جو مواد لاڳو قومي ۽ بين الاقوامي هدايتن جي مطابق گڏ ڪيو ويو هو17. پروفيسر منال فوزي بولوس18 جي مطابق ٻوٽن جي نمونن جي سڃاڻپ ڪئي آهي، ۽ اليگزينڊرريا يونيورسٽي جو ماحولياتي سائنس جو کاتو سائنسي مقصدن لاءِ مطالعي ڪيل ٻوٽن جي نسلن جي گڏ ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو. نموني واؤچر ٽانٽا يونيورسٽي هربيريم (TANE) ۾ رکيا ويا آهن، واؤچر نمبر 14 122–14 127، هڪ عوامي هربيريم جيڪو جمع ٿيل مواد تائين رسائي فراهم ڪري ٿو. ان کان علاوه، مٽي يا مٽي کي هٽائڻ لاءِ، ٻوٽي جي پنن کي ننڍن ٽڪرن ۾ ڪٽيو، نل ۽ ڊسٽل پاڻي سان 3 ڀيرا ڌوئي، ۽ پوءِ 50 ° C تي سڪايو. ٻوٽي کي ڪٽيو ويو، 5 گرام نفيس پائوڊر کي 100 ملي ليٽر ڊسٽل پاڻي ۾ ٻوڙيو ويو ۽ 70 ° C تي 20 منٽن لاءِ هلايو ويو ته جيئن هڪ عرق حاصل ڪري سگهجي. بيسيلس نڪوٽيانا جي حاصل ڪيل عرق کي واٽمن فلٽر پيپر ذريعي فلٽر ڪيو ويو ۽ وڌيڪ استعمال لاءِ صاف ۽ جراثيم ڪش ٽيوبن ۾ 4°C تي محفوظ ڪيو ويو.
جيئن شڪل 1 ۾ ڏيکاريل آهي، GO کي تبديل ٿيل همرز طريقي سان گريفائيٽ پائوڊر مان ٺاهيو ويو هو. 10 ملي گرام GO پائوڊر کي سونيڪيشن هيٺ 50 ملي ليٽر ڊيونائيزڊ پاڻي ۾ 30 منٽن لاءِ ورهايو ويو، ۽ پوءِ 0.9 گرام FeCl3 ۽ 2.9 گرام NaAc کي 60 منٽن لاءِ ملايو ويو. 20 ملي ليٽر ايٽريپلڪس پتي جو عرق هلڪي محلول ۾ شامل ڪيو ويو ۽ 80 ° C تي 8 ڪلاڪن لاءِ ڇڏي ڏنو ويو. نتيجي ۾ ڪارو معطلي فلٽر ڪيو ويو. تيار ڪيل نانو ڪمپوزائٽس کي ايٿانول ۽ بائيڊسٽل ٿيل پاڻي سان ڌوئي ڇڏيو ويو ۽ پوءِ 50 ° C تي 12 ڪلاڪن لاءِ ويڪيوم اوون ۾ سڪايو ويو.
آر جي او/اين زي وي آءِ ۽ اين زي وي آءِ ڪمپليڪس جي سائي سنٿيسس جون اسڪيميٽڪ ۽ ڊجيٽل تصويرون ۽ ايٽريپليڪس هيليمس ايڪسٽريڪٽ استعمال ڪندي آلوده پاڻي مان ڊي سي اينٽي بايوٽڪ کي هٽائڻ.
مختصر طور تي، جيئن شڪل 1 ۾ ڏيکاريل آهي، 0.05 M Fe3+ آئنز تي مشتمل 10 ملي ليٽر آئرن ڪلورائڊ محلول کي 20 ملي ليٽر ڪڪڙ جي پنن جي عرق جي محلول ۾ 60 منٽن لاءِ وچولي گرمي ۽ ڇڪڻ سان شامل ڪيو ويو، ۽ پوءِ محلول کي 14,000 rpm (Hermle, 15,000 rpm) تي 15 منٽن لاءِ سينٽرفيوج ڪيو ويو ته جيئن ڪارا ذرڙا پيدا ٿين، جن کي پوءِ ايٿانول ۽ ڊسٽل پاڻي سان 3 ڀيرا ڌويو ويو ۽ پوءِ رات جو 60 ° C تي ويڪيوم اوون ۾ سڪايو ويو.
ٻوٽن جي ٺهيل rGO/nZVI ۽ nZVI ڪمپوزٽس کي UV-visible spectroscopy (T70/T80 series UV/Vis spectrophotometers, PG Instruments Ltd, UK) ذريعي 200-800 nm جي اسڪيننگ رينج ۾ نمايان ڪيو ويو. rGO/nZVI ۽ nZVI ڪمپوزٽس جي ٽوپوگرافي ۽ سائيز جي تقسيم جو تجزيو ڪرڻ لاءِ، TEM اسپيڪٽروسڪوپي (JOEL, JEM-2100F, جاپان, تيز رفتار وولٽيج 200 kV) استعمال ڪئي وئي. بحالي ۽ استحڪام جي عمل لاءِ ذميوار ٻوٽن جي ڪڍڻ ۾ شامل ٿي سگهن ٿا انهن فنڪشنل گروپن جو جائزو وٺڻ لاءِ، FT-IR اسپيڪٽروسڪوپي ڪئي وئي (JASCO اسپيڪٽروميٽر 4000-600 cm-1 جي رينج ۾). ان کان علاوه، هڪ زيٽا امڪاني تجزيه نگار (Zetasizer Nano ZS Malvern) استعمال ڪيو ويو ته جيئن ٺهيل نانو مواد جي مٿاڇري جي چارج جو مطالعو ڪري سگهجي. پائوڊر ٿيل نانو مواد جي ايڪس ري ڊفرڪشن جي ماپ لاءِ، هڪ ايڪس ري ڊفريڪٽوميٽر (X'PERT PRO، هالينڊ) استعمال ڪيو ويو، جيڪو 2θ رينج ۾ 20° کان 80° ۽ CuKa1 تابڪاري (\(\lambda =\) 1.54056 Ao) ۾ ڪرنٽ (40 mA)، وولٽيج (45 kV) تي ڪم ڪري ٿو. توانائي پکيڙيندڙ ايڪس ري اسپيڪٽروميٽر (EDX) (ماڊل JEOL JSM-IT100) XPS تي -10 کان 1350 eV تائين Al K-α مونوڪروميٽڪ ايڪس ري گڏ ڪرڻ وقت عنصري ساخت جو مطالعو ڪرڻ جو ذميوار هو، اسپاٽ سائيز 400 μm K-ALPHA (ٿرمو فشر سائنٽيفڪ، آمريڪا) مڪمل اسپيڪٽرم جي ٽرانسميشن توانائي 200 eV آهي ۽ تنگ اسپيڪٽرم 50 eV آهي. پائوڊر نموني کي نموني هولڊر تي دٻايو ويندو آهي، جيڪو ويڪيوم چيمبر ۾ رکيو ويندو آهي. پابند توانائي جو تعين ڪرڻ لاءِ C1s اسپيڪٽرم کي 284.58 eV تي حوالي طور استعمال ڪيو ويو.
آبي محلولن مان ڊاڪسي سائڪلين (DC) کي ڪڍڻ ۾ ٺهيل rGO/nZVI نانوڪمپوزائٽس جي اثرائتي کي جانچڻ لاءِ جذب ڪرڻ جا تجربا ڪيا ويا. جذب ڪرڻ جا تجربا 25 ملي ليٽر ارلن ميئر فلاسڪس ۾ 200 rpm جي حرڪت جي رفتار سان هڪ آربيٽل شيڪر (اسٽيوارٽ، اوربيٽل شيڪر/SSL1) تي 298 K تي ڪيا ويا. ڊي سي اسٽاڪ محلول (1000 ppm) کي بائيڊسٽل ٿيل پاڻي سان ملائي. جذب ڪرڻ جي ڪارڪردگي تي rGO/nSVI دوز جي اثر جو جائزو وٺڻ لاءِ، مختلف وزنن (0.01-0.07 g) جي نانوڪمپوزائٽس کي 20 ml DC محلول ۾ شامل ڪيو ويو. ڪائنيٽڪس ۽ جذب ڪرڻ جي آئسوٿرمس جو مطالعو ڪرڻ لاءِ، 0.05 g ايڊسوربينٽ کي شروعاتي ڪنسنٽريشن (25-100 mg L-1) سان CD جي آبي محلول ۾ غرق ڪيو ويو. ڊي سي کي ختم ڪرڻ تي پي ايڇ جي اثر جو مطالعو پي ايڇ (3-11) ۽ 25 ° C تي 50 mg L-1 جي شروعاتي ڪنسنٽريشن تي ڪيو ويو. HCl يا NaOH محلول جي ٿوري مقدار شامل ڪندي سسٽم جي پي ايڇ کي ترتيب ڏيو (ڪرائسن پي ايڇ ميٽر، پي ايڇ ميٽر، پي ايڇ 25). ان کان علاوه، 25-55 ° C جي حد ۾ جذب تجربن تي رد عمل جي درجه حرارت جي اثر جي جاچ ڪئي وئي. جذب جي عمل تي آئنڪ طاقت جي اثر جو مطالعو 50 mg L-1، pH 3 ۽ 7 جي DC جي شروعاتي ڪنسنٽريشن، 25 ° C، ۽ 0.05 g جي هڪ جذب ڪندڙ دوز تي NaCl (0.01-4 mol L-1) جي مختلف ڪنسنٽريشن کي شامل ڪندي ڪيو ويو. غير جذب ٿيل ڊي سي جي جذب کي ڊبل بيم يو وي-وِس اسپيڪٽرو فوٽوميٽر (T70/T80 سيريز، پي جي انسٽرومينٽس لميٽيڊ، برطانيه) استعمال ڪندي ماپيو ويو جيڪو 1.0 سينٽي ميٽر رستي جي ڊيگهه ڪوارٽز ڪيوويٽ سان ليس هو جنهن ۾ وڌ ۾ وڌ طول موج (λmax) 270 ۽ 350 nm هئي. ڊي سي اينٽي بايوٽڪ جي سيڪڙو هٽائڻ (R%؛ مساوات 1) ۽ ڊي سي، qt، مساوات 2 (mg/g) جي جذب جي مقدار کي هيٺ ڏنل مساوات استعمال ڪندي ماپيو ويو.
جتي %R ڊي سي هٽائڻ جي گنجائش (%) آهي، Co وقت 0 تي شروعاتي ڊي سي ڪنسنٽريشن آهي، ۽ C ترتيب وار وقت t تي ڊي سي ڪنسنٽريشن آهي (mg L-1).
جتي qe جذب ڪندڙ جي في يونٽ ماس ۾ جذب ٿيل DC جي مقدار آهي (mg g-1)، Co ۽ Ce ترتيب وار صفر وقت ۽ توازن تي ڪنسنٽريشن آهن (mg l-1)، V محلول جو مقدار (l) آهي، ۽ m جذب ڪندڙ ماس ري ايجنٽ (g) آهي.
SEM تصويرون (شڪلون 2A-C) rGO/nZVI ڪمپوزٽ جي ليميلر مورفولوجي ڏيکارين ٿيون جنهن ۾ گول لوھ جا نانو ذرات هڪجهڙا طور تي ان جي مٿاڇري تي پکڙيل آهن، جيڪو rGO مٿاڇري سان nZVI NPs جي ڪامياب ڳنڍڻ کي ظاهر ڪري ٿو. ان کان علاوه، rGO پتي ۾ ڪجهه جھريون آهن، جيڪي A. halimus GO جي بحالي سان گڏ آڪسيجن تي مشتمل گروپن جي هٽائڻ جي تصديق ڪن ٿيون. اهي وڏيون جھريون لوھ NPs جي فعال لوڊنگ لاءِ سائيٽن طور ڪم ڪن ٿيون. nZVI تصويرون (شڪلون 2D-F) ڏيکاريون ته گول لوھ NPs تمام گھڻا ٽڙيل پکڙيل هئا ۽ گڏ نه ٿيا، جيڪو ٻوٽي جي ڪڍڻ جي نباتاتي اجزاء جي ڪوٽنگ فطرت جي ڪري آهي. ذرڙن جي سائيز 15-26 nm اندر مختلف هئي. بهرحال، ڪجهه علائقن ۾ بلجز ۽ گفا جي بناوت سان هڪ ميسوپورس مورفولوجي آهي، جيڪا nZVI جي هڪ اعلي اثرائتي جذب ڪرڻ جي صلاحيت فراهم ڪري سگهي ٿي، ڇاڪاڻ ته اهي nZVI جي مٿاڇري تي DC ماليڪيولن کي ڦاسائڻ جي امڪان کي وڌائي سگهن ٿا. جڏهن روزا دمشق جو عرق nZVI جي ترڪيب لاءِ استعمال ڪيو ويو، ته حاصل ڪيل NPs غير هم جنس هئا، خالي جاءِ ۽ مختلف شڪلن سان، جنهن Cr(VI) جذب ۾ انهن جي ڪارڪردگي کي گهٽايو ۽ رد عمل جو وقت 23 وڌايو. نتيجا بلوط ۽ توت جي پنن مان ٺهيل nZVI سان مطابقت رکن ٿا، جيڪي بنيادي طور تي گول نانو ذرات آهن جن ۾ مختلف نانو ميٽر سائيز آهن بغير ڪنهن واضح جمع جي.
rGO/nZVI (AC)، nZVI (D، E) ڪمپوزٽس ۽ nZVI/rGO (G) ۽ nZVI (H) ڪمپوزٽس جي EDX نمونن جون SEM تصويرون.
ٻوٽن جي ٺهيل rGO/nZVI ۽ nZVI مرڪبن جي عنصري جوڙجڪ جو مطالعو EDX (شڪل 2G، H) استعمال ڪندي ڪيو ويو. مطالعي مان ظاهر ٿئي ٿو ته nZVI ڪاربن (38.29٪ وزن جي حساب سان)، آڪسيجن (47.41٪ وزن جي حساب سان) ۽ لوهه (11.84٪ وزن جي حساب سان) تي مشتمل آهي، پر ٻيا عنصر جهڙوڪ فاسفورس24 پڻ موجود آهن، جيڪي ٻوٽن جي عرق مان حاصل ڪري سگهجن ٿا. ان کان علاوه، ڪاربن ۽ آڪسيجن جو وڏو سيڪڙو زير زمين nZVI نمونن ۾ ٻوٽن جي عرق مان فائٽو ڪيميڪلز جي موجودگي جي ڪري آهي. اهي عنصر rGO تي هڪجهڙائي سان ورهايل آهن پر مختلف تناسب ۾: C (39.16 wt٪)، O (46.98 wt٪) ۽ Fe (10.99 wt٪)، EDX rGO/nZVI ٻين عنصرن جي موجودگي کي پڻ ڏيکاري ٿو جهڙوڪ S، جيڪي ٻوٽن جي عرق سان لاڳاپيل ٿي سگهن ٿا، استعمال ڪيا ويا آهن. A. halimus استعمال ڪندي rGO/nZVI ڪمپوزٽ ۾ موجوده C:O تناسب ۽ لوھ جو مواد يوڪلپٽس جي پنن جي عرق جي استعمال کان گهڻو بهتر آهي، ڇاڪاڻ ته اهو C (23.44 wt.%)، O (68.29 wt.%) ۽ Fe (8.27 wt.%) جي ساخت کي بيان ڪري ٿو. 25. Nataša et al., 2022 بلوط ۽ شہتوت جي پنن مان ٺهيل nZVI جي هڪجهڙي عنصري ساخت جي رپورٽ ڪئي ۽ تصديق ڪئي ته پتي جي عرق ۾ موجود پوليفينول گروپ ۽ ٻيا ماليڪيول گھٽائڻ جي عمل لاءِ ذميوار آهن.
ٻوٽن ۾ ٺهيل nZVI جي مورفولوجي (شڪل S2A، B) گول ۽ جزوي طور تي بي ترتيب هئي، جنهن جو سراسري ذرو سائيز 23.09 ± 3.54 nm هو، جڏهن ته وان ڊير والز قوتن ۽ فيرومگنيٽزم جي ڪري زنجير جا مجموعا ڏٺا ويا. هي بنيادي طور تي داڻا ۽ گول ذرو شڪل SEM نتيجن سان سٺي مطابقت ۾ آهي. ساڳيو مشاهدو عبدالفتاح ۽ ٻين پاران 2021 ۾ مليو جڏهن nZVI11 جي جوڙجڪ ۾ ڪيسٽر بين جي پتي جو عرق استعمال ڪيو ويو. nZVI ۾ گهٽائڻ واري ايجنٽ جي طور تي استعمال ٿيندڙ Ruelas tuberosa پتي جو عرق NPs پڻ 20 کان 40 nm26 جي قطر سان گول شڪل رکن ٿا.
هائبرڊ rGO/nZVI جامع TEM تصويرون (شڪل S2C-D) ڏيکاريون ته rGO هڪ بنيادي جهاز آهي جنهن ۾ حاشيي فولڊ ۽ جھريون آهن جيڪي nZVI NPs لاءِ ڪيترائي لوڊنگ سائيٽون مهيا ڪن ٿيون؛ هي ليميلر مورفولوجي پڻ rGO جي ڪامياب ٺهڻ جي تصديق ڪري ٿي. ان کان علاوه، nZVI NPs ۾ هڪ گول شڪل آهي جنهن ۾ ذرڙن جي سائيز 5.32 کان 27 nm تائين آهي ۽ اهي rGO پرت ۾ تقريبن هڪجهڙائي واري منتشر سان شامل آهن. Eucalyptus پتي جو عرق Fe NPs/rGO کي سنٿيسائيز ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو؛ TEM نتيجن پڻ تصديق ڪئي ته rGO پرت ۾ جھريون خالص Fe NPs جي ڀيٽ ۾ Fe NPs جي منتشر کي بهتر بڻايو ۽ مرکبات جي رد عمل کي وڌايو. ساڳيا نتيجا باگهري ۽ ٻين پاران حاصل ڪيا ويا. 28 جڏهن مرکب کي الٽراسونڪ ٽيڪنڪ استعمال ڪندي ٺاهيو ويو جنهن جي سراسري لوهه نانو پارٽيڪل سائيز تقريبن 17.70 nm هئي.
A. halimus، nZVI، GO، rGO، ۽ rGO/nZVI مرکبات جو FTIR اسپيڪٽرا شڪل 3A ۾ ڏيکاريو ويو آهي. A. halimus جي پنن ۾ مٿاڇري جي فنڪشنل گروپن جي موجودگي 3336 cm-1 تي ظاهر ٿئي ٿي، جيڪو پوليفينول سان ملندو آهي، ۽ 1244 cm-1، جيڪو پروٽين پاران پيدا ٿيندڙ ڪاربونيل گروپن سان ملندو آهي. ٻيا گروپ جهڙوڪ الڪينز 2918 cm-1 تي، الڪينز 1647 cm-1 تي ۽ CO-O-CO ايڪسٽينشن 1030 cm-1 تي پڻ ڏٺا ويا آهن، جيڪي ٻوٽن جي اجزاء جي موجودگي جو مشورو ڏين ٿا جيڪي سيلنگ ايجنٽ طور ڪم ڪن ٿا ۽ Fe2+ کان Fe0 ۽ GO کان rGO29 تائين بحالي لاءِ ذميوار آهن. عام طور تي، nZVI اسپيڪٽرا ساڳي جذب جي چوٽي ڏيکاري ٿو جيئن ڪڪڙ کنڊ، پر ٿوري منتقل ٿيل پوزيشن سان. 3244 سينٽي ميٽر-1 تي هڪ شديد بينڊ ظاهر ٿئي ٿو جيڪو OH اسٽريچنگ وائبريشنز (فينول) سان لاڳاپيل آهي، 1615 تي چوٽي C=C سان ملندڙ جلندڙ آهي، ۽ 1546 ۽ 1011 سينٽي ميٽر-1 تي بينڊ C=O (پولي فينول ۽ فليونوائيڊس) جي اسٽريچنگ جي ڪري پيدا ٿين ٿا، خوشبودار امائنز ۽ اليفيٽڪ امائنز جا CN گروپ پڻ ترتيب وار 1310 سينٽي ميٽر-1 ۽ 1190 سينٽي ميٽر-1 تي ڏٺا ويا. GO جو FTIR اسپيڪٽرم ڪيترن ئي تيز شدت واري آڪسيجن تي مشتمل گروپن جي موجودگي کي ڏيکاري ٿو، جنهن ۾ 1041 سينٽي ميٽر-1 تي الڪوڪسي (CO) اسٽريچنگ بينڊ، 1291 سينٽي ميٽر-1 تي ايپوڪسي (CO) اسٽريچنگ بينڊ، C=O اسٽريچ شامل آهن. 1619 cm-1 تي C=C اسٽريچنگ وائبريشن جو هڪ بينڊ، 1708 cm-1 تي هڪ بينڊ ۽ 3384 cm-1 تي OH گروپ اسٽريچنگ وائبريشن جو هڪ وسيع بينڊ ظاهر ٿيو، جيڪو بهتر ٿيل همرز طريقو سان تصديق ٿيل آهي، جيڪو گريفائٽ عمل کي ڪاميابي سان آڪسائيڊ ڪري ٿو. جڏهن GO اسپيڪٽرا سان rGO ۽ rGO/nZVI ڪمپوزٽس جو مقابلو ڪيو وڃي ٿو، ته ڪجهه آڪسيجن تي مشتمل گروپن جي شدت، جهڙوڪ OH 3270 cm-1 تي، خاص طور تي گهٽجي ويندي آهي، جڏهن ته ٻيا، جهڙوڪ C=O 1729 cm-1 تي، مڪمل طور تي گهٽجي ويندا آهن. غائب ٿي ويو، جيڪو A. هيليمس ايڪسٽريڪٽ ذريعي GO ۾ آڪسيجن تي مشتمل فنڪشنل گروپن جي ڪامياب هٽائڻ کي ظاهر ڪري ٿو. C=C ٽينشن تي rGO جون نئين تيز خصوصيتون 1560 ۽ 1405 cm-1 جي چوڌاري ڏٺيون ويون آهن، جيڪي GO کان rGO تائين گهٽتائي جي تصديق ڪن ٿيون. 1043 کان 1015 سينٽي ميٽر-1 ۽ 982 کان 918 سينٽي ميٽر-1 تائين تبديليون ڏٺيون ويون، ممڪن طور تي ٻوٽن جي مواد جي شموليت جي ڪري 31,32. وينگ ۽ ٻيا، 2018 ۾ GO ۾ آڪسيجن ٿيل فنڪشنل گروپن جي هڪ اهم گهٽتائي جو مشاهدو ڪيو ويو، جيڪو بايو ريڊڪشن ذريعي آر جي او جي ڪامياب ٺهڻ جي تصديق ڪري ٿو، ڇاڪاڻ ته يوڪلپٽس جي پتي جا عرق، جيڪي گهٽ ٿيل لوهه جي گرافين آڪسائيڊ مرکبات کي گڏ ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيا ويا هئا، ٻوٽن جي جزو جي فنڪشنل گروپن جي ويجهي FTIR اسپيڪٽرا ڏيکاريا. 33.
الف. گيليم، nZVI، rGO، GO، جامع rGO/nZVI (A) جو FTIR اسپيڪٽرم. رونٽ جينگرامي جامع rGO، GO، nZVI ۽ rGO/nZVI (B).
rGO/nZVI ۽ nZVI مرڪبن جي ٺهڻ جي وڏي حد تائين ايڪس ري ڊفرڪشن نمونن (شڪل 3B) ذريعي تصديق ڪئي وئي. هڪ تيز شدت واري Fe0 چوٽي 2Ɵ 44.5° تي ڏٺي وئي، جيڪا انڊيڪس (110) (JCPDS نمبر 06–0696) 11 جي مطابق آهي. (311) جهاز جي 35.1° تي هڪ ٻي چوٽي ميگنيٽائٽ Fe3O4 سان منسوب ڪئي وئي آهي، 63.2° ϒ-FeOOH (JCPDS نمبر 17-0536) 34 جي موجودگي جي ڪري (440) جهاز جي ملر انڊيڪس سان لاڳاپيل ٿي سگهي ٿي. GO جو ايڪس ري نمونو 2Ɵ 10.3° تي هڪ تيز چوٽي ۽ 21.1° تي هڪ ٻي چوٽي ڏيکاري ٿو، جيڪو گريفائٽ جي مڪمل ايڪسفوليئيشن کي ظاهر ڪري ٿو ۽ GO35 جي مٿاڇري تي آڪسيجن تي مشتمل گروپن جي موجودگي کي اجاگر ڪري ٿو. rGO ۽ rGO/nZVI جي جامع نمونن ۾ rGO ۽ rGO/nZVI جامعن لاءِ ترتيب وار 2Ɵ 22.17 ۽ 24.7° تي خصوصي GO چوٽين جي غائب ٿيڻ ۽ وسيع rGO چوٽين جي ٺهڻ کي رڪارڊ ڪيو ويو، جيڪو ٻوٽن جي عرق ذريعي GO جي ڪامياب بحالي جي تصديق ڪري ٿو. جڏهن ته، جامع rGO/nZVI نموني ۾، Fe0 (110) ۽ bcc Fe0 (200) جي جالي واري جهاز سان لاڳاپيل اضافي چوٽيون ترتيب وار 44.9\(^\circ\) ۽ 65.22\(^\circ\) تي ڏٺيون ويون.
زيٽا پوٽينشل هڪ ذرڙي جي مٿاڇري سان ڳنڍيل هڪ آئنڪ پرت ۽ هڪ آبي محلول جي وچ ۾ پوٽينشل آهي جيڪو ڪنهن مواد جي اليڪٽرو اسٽيٽڪ خاصيتن کي طئي ڪري ٿو ۽ ان جي استحڪام کي ماپي ٿو 37. ٻوٽن جي ٺهيل nZVI، GO، ۽ rGO/nZVI مرڪبن جي زيٽا امڪاني تجزيي انهن جي استحڪام کي ظاهر ڪيو ڇاڪاڻ ته انهن جي مٿاڇري تي ترتيب وار -20.8، -22، ۽ -27.4 mV جي منفي چارجز جي موجودگي، جيئن شڪل S1A-C ۾ ڏيکاريل آهي. اهڙا نتيجا ڪيترن ئي رپورٽن سان مطابقت رکن ٿا جيڪي ذڪر ڪن ٿا ته -25 mV کان گهٽ زيٽا امڪاني قدرن سان ذرات تي مشتمل حل عام طور تي انهن ذرڙن جي وچ ۾ اليڪٽرو اسٽيٽڪ ريپلشن جي ڪري اعليٰ درجي جي استحڪام ڏيکاري ٿو. rGO ۽ nZVI جو ميلاپ جامع کي وڌيڪ منفي چارجز حاصل ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو ۽ ان ڪري صرف GO يا nZVI کان وڌيڪ استحڪام رکي ٿو. تنهن ڪري، اليڪٽرو اسٽيٽڪ ريپلشن جو رجحان مستحڪم rGO/nZVI39 مرڪبن جي ٺهڻ جو سبب بڻجندو. GO جي منفي مٿاڇري ان کي هڪجهڙائي سان پاڻي جي وچولي ۾ بغير ڪنهن جمع جي منتشر ٿيڻ جي اجازت ڏئي ٿي، جيڪا nZVI سان رابطي لاءِ سازگار حالتون پيدا ڪري ٿي. منفي چارج شايد ڪڙي خربوزي جي عرق ۾ مختلف فنڪشنل گروپن جي موجودگي سان لاڳاپيل هجي، جيڪو GO ۽ لوهه جي اڳڪٿين ۽ ٻوٽي جي عرق جي وچ ۾ رابطي جي تصديق ڪري ٿو ته جيئن ترتيب وار rGO ۽ nZVI، ۽ rGO/nZVI ڪمپليڪس ٺاهي سگهجي. اهي ٻوٽا مرڪب ڪيپنگ ايجنٽ طور پڻ ڪم ڪري سگهن ٿا، ڇاڪاڻ ته اهي نتيجي ۾ نانو ذرات جي جمع کي روڪيندا آهن ۽ اهڙي طرح انهن جي استحڪام کي وڌائيندا آهن40.
nZVI ۽ rGO/nZVI ڪمپوزٽس جي عنصري ساخت ۽ ويلنس حالتون XPS (شڪل 4) ذريعي طئي ڪيون ويون. مجموعي XPS مطالعي مان ظاهر ٿيو ته rGO/nZVI ڪمپوزٽ بنيادي طور تي عنصرن C، O، ۽ Fe تي مشتمل آهي، جيڪو EDS ميپنگ (شڪل 4F-H) سان مطابقت رکي ٿو. C1s اسپيڪٽرم ۾ 284.59 eV، 286.21 eV ۽ 288.21 eV تي ٽي چوٽيون آهن جيڪي ترتيب وار CC، CO ۽ C=O جي نمائندگي ڪن ٿيون. O1s اسپيڪٽرم کي ٽن چوٽين ۾ ورهايو ويو، جنهن ۾ 531.17 eV، 532.97 eV، ۽ 535.45 eV شامل آهن، جيڪي ترتيب وار O=CO، CO، ۽ NO گروپن کي تفويض ڪيون ويون هيون. جڏهن ته، 710.43، 714.57 ۽ 724.79 eV تي چوٽيون ترتيب وار Fe 2p3/2، Fe+3 ۽ Fe p1/2 ڏانهن اشارو ڪن ٿيون. nZVI (شڪل 4C-E) جي XPS اسپيڪٽرا عنصرن C، O، ۽ Fe لاءِ چوٽيون ڏيکاريون. 284.77، 286.25، ۽ 287.62 eV تي چوٽيون لوھ-ڪاربن مصر جي موجودگي جي تصديق ڪن ٿيون، جيئن اهي ترتيب وار CC، C-OH، ۽ CO ڏانهن اشارو ڪن ٿا. O1s اسپيڪٽرم ٽن چوٽين C–O/لوھ ڪاربونيٽ (531.19 eV)، هائيڊروڪسيل ريڊيڪل (532.4 eV) ۽ O–C=O (533.47 eV) سان مطابقت رکي ٿو. 719.6 تي چوٽي Fe0 سان منسوب ڪئي وئي آهي، جڏهن ته FeOOH 717.3 ۽ 723.7 eV تي چوٽي ڏيکاري ٿو، ان کان علاوه، 725.8 eV تي چوٽي Fe2O342.43 جي موجودگي کي ظاهر ڪري ٿي.
ترتيب وار nZVI ۽ rGO/nZVI ڪمپوزٽس جا XPS مطالعو (A، B). nZVI C1s (C)، Fe2p (D)، ۽ O1s (E) ۽ rGO/nZVI C1s (F)، Fe2p (G)، O1s (H) ڪمپوزٽس جو مڪمل اسپيڪٽرا.
N2 جذب/ڊيسورپشن آئسوٿرم (شڪل 5A، B) ڏيکاري ٿو ته nZVI ۽ rGO/nZVI ڪمپوزٽس قسم II سان تعلق رکن ٿا. ان کان علاوه، rGO سان انڌا ٿيڻ کان پوءِ nZVI جو مخصوص مٿاڇري وارو علائقو (SBET) 47.4549 کان وڌي 152.52 m2/g ٿي ويو. هن نتيجي کي rGO انڌا ٿيڻ کان پوءِ nZVI جي مقناطيسي خاصيتن ۾ گهٽتائي سان بيان ڪري سگهجي ٿو، ان ڪري ذرڙن جي مجموعي کي گهٽايو ۽ ڪمپوزٽس جي مٿاڇري واري علائقي کي وڌايو. ان کان علاوه، جيئن شڪل 5C ۾ ڏيکاريل آهي، rGO/nZVI ڪمپوزٽ جو سوراخ حجم (8.94 nm) اصل nZVI (2.873 nm) کان وڌيڪ آهي. هي نتيجو ايل-مونيم ۽ ٻين سان متفق آهي. 45.
شروعاتي ڪنسنٽريشن ۾ واڌ جي بنياد تي rGO/nZVI ڪمپوزٽس ۽ اصل nZVI جي وچ ۾ DC کي هٽائڻ جي جذب جي صلاحيت جو جائزو وٺڻ لاءِ، مختلف شروعاتي ڪنسنٽريشن تي DC ۾ هر ايڊسوربينٽ (0.05 g) جي مسلسل دوز شامل ڪندي هڪ مقابلو ڪيو ويو. 25°C تي تحقيق ڪيل حل [25]. -100 mg l–1]. نتيجن مان ظاهر ٿيو ته rGO/nZVI ڪمپوزٽ جي هٽائڻ جي ڪارڪردگي (94.6%) اصل nZVI (90%) کان گهٽ ڪنسنٽريشن (25 mg L-1) تي وڌيڪ هئي. جڏهن ته، جڏهن شروعاتي ڪنسنٽريشن کي 100 mg L-1 تائين وڌايو ويو، ته rGO/nZVI ۽ والدين nZVI جي هٽائڻ جي ڪارڪردگي ترتيب وار 70% ۽ 65% تائين گهٽجي وئي (شڪل 6A)، جيڪا گهٽ فعال سائيٽن ۽ nZVI ذرات جي خرابي جي ڪري ٿي سگهي ٿي. ان جي برعڪس، rGO/nZVI DC هٽائڻ جي وڌيڪ ڪارڪردگي ڏيکاري، جيڪا شايد rGO ۽ nZVI جي وچ ۾ هڪ هم آهنگي واري اثر جي ڪري هجي، جنهن ۾ جذب لاءِ موجود مستحڪم فعال سائيٽون تمام گهڻيون آهن، ۽ rGO/nZVI جي صورت ۾، وڌيڪ DC کي برقرار nZVI کان جذب ڪري سگهجي ٿو. ان کان علاوه، شڪل 6B ۾ ڏيکاري ٿو ته rGO/nZVI ۽ nZVI مرکبن جي جذب ڪرڻ جي صلاحيت ترتيب وار 9.4 mg/g کان 30 mg/g ۽ 9 mg/g تائين وڌي وئي، شروعاتي ڪنسنٽريشن ۾ 25-100 mg/L کان واڌ سان. -1.1 کان 28.73 mg g-1 تائين. تنهن ڪري، DC هٽائڻ جي شرح منفي طور تي شروعاتي DC ڪنسنٽريشن سان لاڳاپيل هئي، جيڪا حل ۾ DC کي جذب ڪرڻ ۽ هٽائڻ لاءِ هر adsorbent پاران سپورٽ ڪيل رد عمل مرڪزن جي محدود تعداد جي ڪري هئي. تنهن ڪري، انهن نتيجن مان اهو نتيجو ڪڍي سگهجي ٿو ته rGO/nZVI مرڪبن ۾ جذب ۽ گهٽتائي جي ڪارڪردگي وڌيڪ آهي، ۽ rGO/nZVI جي جوڙجڪ ۾ rGO کي جذب ڪندڙ ۽ ڪيريئر مواد ٻنهي طور استعمال ڪري سگهجي ٿو.
rGO/nZVI ۽ nZVI ڪمپوزٽ لاءِ هٽائڻ جي ڪارڪردگي ۽ DC جذب ڪرڻ جي صلاحيت (A, B) [Co = 25 mg l-1–100 mg l-1, T = 25 °C, dose = 0.05 g], pH. جذب ڪرڻ جي صلاحيت تي ۽ rGO/nZVI ڪمپوزٽس تي DC هٽائڻ جي ڪارڪردگي تي (C) [Co = 50 mg L–1, pH = 3–11, T = 25°C, dose = 0.05 g].
محلول پي ايڇ جذب جي عملن جي مطالعي ۾ هڪ اهم عنصر آهي، ڇاڪاڻ ته اهو جذب ڪندڙ جي آئنائيزيشن، اسپيسيشن، ۽ آئنائيزيشن جي درجي کي متاثر ڪري ٿو. تجربو 25 ° C تي هڪ مستقل جذب ڪندڙ دوز (0.05 گرام) ۽ پي ايڇ رينج (3-11) ۾ 50 ملي گرام L-1 جي شروعاتي ڪنسنٽريشن سان ڪيو ويو. هڪ ادب جي جائزي 46 جي مطابق، ڊي سي هڪ ايمفيفيلڪ ماليڪيول آهي جنهن ۾ مختلف پي ايڇ سطحن تي ڪيترائي آئنائيزبل فنڪشنل گروپ (فينول، امينو گروپ، الڪوحل) آهن. نتيجي طور، DC جا مختلف ڪم ۽ rGO/nZVI ڪمپوزٽ جي مٿاڇري تي لاڳاپيل جوڙجڪ اليڪٽرو اسٽيٽيڪل طور تي رابطو ڪري سگهن ٿا ۽ ڪيشن، زوٽيرين ۽ اينائن جي طور تي موجود ٿي سگهن ٿا، DC ماليڪيول pH < 3.3 تي ڪيشنڪ (DCH3+)، zwitterionic (DCH20) 3.3 < PH < 7.7 ۽ ph 7.7 تي اينيونڪ (DCH− يا DC2−) جي طور تي موجود آهي. نتيجي طور، DC جا مختلف ڪم ۽ rGO/nZVI ڪمپوزٽ جي مٿاڇري تي لاڳاپيل جوڙجڪ اليڪٽرو اسٽيٽيڪل طور تي رابطو ڪري سگهن ٿا ۽ ڪيشن، زوٽيرين ۽ اينائن جي طور تي موجود ٿي سگهن ٿا، DC ماليڪيول pH < 3.3 تي ڪيشنڪ (DCH3+)، زوٽيرينڪ (DCH20) 3.3 < PH < 7.7 ۽ ph 7.7 تي اينيونڪ (DCH- يا DC2-) جي طور تي موجود آهي. В результате различные функции ДК и связанных с ними структур на поверхности композита RGO/nZVI и могут существовать виде катионов, цвиттер-ионов и анионов, молекула ДК существует виде катиона (DCH3+, <3N) цвиттер-ионный (DCH20) 3,3 < pH < 7,7 ۽ aneonnыy (DCH- и DC2-) pH 7,7. نتيجي طور، آر جي او/اين زي وي آءِ ڪمپوزٽ جي مٿاڇري تي ڊي سي ۽ لاڳاپيل بناوتن جا مختلف ڪم اليڪٽرو اسٽيٽيڪل طور تي رابطو ڪري سگهن ٿا ۽ ڪيشن، زوٽيرين ۽ اينائن جي صورت ۾ موجود ٿي سگهن ٿا؛ ڊي سي ماليڪيول پي ايڇ < 3.3 تي ڪيشن (DCH3+) جي طور تي موجود آهي؛ آئنڪ (DCH20) 3.3 < PH < 7.7 ۽ اينيونڪ (DCH- يا DC2-) پي ايڇ 7.7 تي.因此، DC 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 پي ايڇ <3.3 时以阳离子(DCH3+) 形式存在，两性离子(DCH20) 3.3
ڊي سي جي آبي محلول جي جذب تي گرمي پد جو اثر (25-55°C) تي ڪيو ويو. شڪل 7A آر جي او/اين زي وي آءِ تي ڊي سي اينٽي بايوٽڪ جي هٽائڻ جي ڪارڪردگي تي گرمي پد ۾ واڌ جو اثر ڏيکاري ٿي، اهو واضح آهي ته هٽائڻ جي صلاحيت ۽ جذب ڪرڻ جي صلاحيت 83.44٪ ۽ 13.9 ايم جي/جي کان وڌي 47٪ ۽ 7.83 ايم جي/جي ٿي وئي. ، ترتيب وار. هي اهم گهٽتائي ڊي سي آئنز جي حرارتي توانائي ۾ واڌ جي ڪري ٿي سگهي ٿي، جيڪا ڊيسورپشن 47 ڏانهن وٺي ٿي.
rGO/nZVI ڪمپوزٽس تي CD جي هٽائڻ جي ڪارڪردگي ۽ جذب ڪرڻ جي صلاحيت تي گرمي پد جو اثر (A) [Co = 50 mg L–1، pH = 7، دوز = 0.05 g]، ڪڍڻ تي جذب ڪندڙ دوز ڪارڪردگي ۽ ختم ڪرڻ CD جي ڪارڪردگي rGO/nSVI ڪمپوزٽ تي DC هٽائڻ جي جذب ڪرڻ جي صلاحيت ۽ ڪارڪردگي تي ابتدائي ڪنسنٽريشن جو اثر (B) [Co = 50 mg L–1، pH = 7، T = 25°C] (C، D) [Co = 25–100 mg L–1، pH = 7، T = 25 °C، دوز = 0.05 g].
جامع جذب ڪندڙ rGO/nZVI جي دوز کي 0.01 g کان 0.07 g تائين وڌائڻ جو اثر ڪڍڻ جي ڪارڪردگي ۽ جذب ڪرڻ جي صلاحيت تي شڪل 7B ۾ ڏيکاريو ويو آهي. جذب ڪندڙ جي دوز ۾ واڌ جي ڪري جذب ڪرڻ جي صلاحيت 33.43 mg/g کان 6.74 mg/g ٿي وئي. جڏهن ته، جذب ڪندڙ جي دوز ۾ 0.01 g کان 0.07 g تائين واڌ سان، هٽائڻ جي ڪارڪردگي 66.8٪ کان 96٪ تائين وڌي ٿي، جيڪا، مطابق، نانو ڪمپوزٽ مٿاڇري تي فعال مرڪزن جي تعداد ۾ واڌ سان لاڳاپيل ٿي سگهي ٿي.
جذب ڪرڻ جي صلاحيت ۽ هٽائڻ جي ڪارڪردگي تي شروعاتي ڪنسنٽريشن جو اثر [25-100 mg L-1، 25°C، pH 7، دوز 0.05 g] جو مطالعو ڪيو ويو. جڏهن شروعاتي ڪنسنٽريشن 25 mg L-1 کان 100 mg L-1 تائين وڌايو ويو، ته rGO/nZVI ڪمپوزٽ جو هٽائڻ جو سيڪڙو 94.6% کان گهٽجي 65% ٿي ويو (شڪل 7C)، شايد گهربل فعال سائيٽن جي غير موجودگي جي ڪري. . DC49 جي وڏي ڪنسنٽريشن کي جذب ڪري ٿو. ٻئي طرف، جيئن شروعاتي ڪنسنٽريشن وڌي وئي، جذب ڪرڻ جي صلاحيت پڻ 9.4 mg/g کان 30 mg/g تائين وڌي وئي جيستائين توازن پهچي ويو (شڪل 7D). هي ناگزير رد عمل rGO/nZVI ڪمپوزٽ جي مٿاڇري 50 تائين پهچڻ لاءِ DC آئن ماس ٽرانسفر مزاحمت کان وڌيڪ شروعاتي DC ڪنسنٽريشن سان ڊرائيونگ فورس ۾ واڌ جي ڪري آهي.
رابطي جو وقت ۽ حرڪي مطالعي جو مقصد جذب جي توازن واري وقت کي سمجهڻ آهي. پهرين، رابطي جي وقت جي پهرين 40 منٽن دوران جذب ٿيل ڊي سي جي مقدار پوري وقت (100 منٽ) دوران جذب ٿيل ڪل مقدار جو تقريباً اڌ هئي. جڏهن ته محلول ۾ ڊي سي ماليڪيول ٽڪرائجن ٿا جنهن جي ڪري اهي تيزي سان آر جي او/اين زي وي آءِ ڪمپوزٽ جي مٿاڇري تي منتقل ٿين ٿا جنهن جي نتيجي ۾ اهم جذب ٿئي ٿو. 40 منٽن کان پوءِ، ڊي سي جذب بتدريج ۽ آهستي آهستي وڌيو جيستائين 60 منٽن کان پوءِ توازن پهچي ويو (شڪل 7D). جيئن ته پهرين 40 منٽن اندر هڪ مناسب مقدار جذب ڪئي ويندي آهي، ڊي سي ماليڪيولن سان گهٽ ٽڪراءُ ٿيندو ۽ غير جذب ٿيل ماليڪيولن لاءِ گهٽ فعال سائيٽون موجود هونديون. تنهن ڪري، جذب جي شرح گهٽائي سگهجي ٿي51.
جذب ڪرڻ جي حرڪيات کي بهتر سمجهڻ لاءِ، سودو پهرين ترتيب (شڪل 8A)، سودو ٻئي ترتيب (شڪل 8B)، ۽ ايلووچ (شڪل 8C) جي حرڪيات ماڊل جي لائن پلاٽ استعمال ڪيا ويا. ڪائنيٽڪ مطالعي (ٽيبل S1) مان حاصل ڪيل پيرا ميٽرز مان، اهو واضح ٿئي ٿو ته سودو سيڪنڊ ماڊل جذب ڪرڻ جي حرڪيات کي بيان ڪرڻ لاءِ بهترين ماڊل آهي، جتي R2 قدر ٻين ٻن ماڊلز جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ مقرر ڪئي وئي آهي. حساب ڪيل جذب ڪرڻ جي صلاحيت (qe، cal) جي وچ ۾ پڻ هڪجهڙائي آهي. سودو سيڪنڊ آرڊر ۽ تجرباتي قدر (qe، exp.) وڌيڪ ثبوت آهن ته سودو سيڪنڊ آرڊر ٻين ماڊلز جي ڀيٽ ۾ هڪ بهتر ماڊل آهي. جيئن جدول 1 ۾ ڏيکاريل آهي، α (شروعاتي جذب ڪرڻ جي شرح) ۽ β (ڊيسورپشن ڪانسٽنٽ) جا قدر تصديق ڪن ٿا ته جذب ڪرڻ جي شرح ڊيسورپشن جي شرح کان وڌيڪ آهي، اهو ظاهر ڪري ٿو ته DC rGO/nZVI52 جامع تي موثر طريقي سان جذب ڪرڻ جو رجحان رکي ٿو. .
سِودو-سيڪنڊ آرڊر (A)، سِودو-پهريون آرڊر (B) ۽ ايلووچ (C) جا لڪير جذب ڪندڙ حرڪي پلاٽ [Co = 25–100 mg l–1، pH = 7، T = 25 °C، دوز = 0.05 g].
جذب آئسوٿرم جي مطالعي سان مختلف جذب ڪندڙ ڪنسنٽريشن (DC) ۽ سسٽم جي گرمي پد تي جذب ڪندڙ (RGO/nRVI جامع) جي جذب ڪندڙ صلاحيت کي طئي ڪرڻ ۾ مدد ملندي آهي. وڌ ۾ وڌ جذب ڪندڙ صلاحيت جو حساب لانگموئر آئسوٿرم استعمال ڪندي ڪيو ويو، جنهن ظاهر ڪيو ته جذب هڪجهڙائي هئي ۽ انهن جي وچ ۾ رابطي کان سواءِ جذب ڪندڙ جي مٿاڇري تي هڪ جذب ڪندڙ مونوليئر جي ٺهڻ شامل هئي53. ٻه ٻيا وڏي پيماني تي استعمال ٿيندڙ آئسوٿرم ماڊل فريونڊلچ ۽ ٽيمڪن ماڊل آهن. جيتوڻيڪ فريونڊلچ ماڊل جذب ڪندڙ صلاحيت کي ڳڻڻ لاءِ استعمال نه ڪيو ويندو آهي، اهو غير متضاد جذب ڪندڙ عمل کي سمجهڻ ۾ مدد ڪندو آهي ۽ اهو ته جذب ڪندڙ تي خالي جاءِ مختلف توانائيون هونديون آهن، جڏهن ته ٽيمڪن ماڊل جذب ڪندڙ جي جسماني ۽ ڪيميائي خاصيتن کي سمجهڻ ۾ مدد ڪندو آهي54.
شڪل 9A-C ترتيب وار Langmuir، Freindlich، ۽ Temkin ماڊلز جي لائن پلاٽ ڏيکاري ٿي. Freundlich (شڪل 9A) ۽ Langmuir (شڪل 9B) لائن پلاٽن مان ڳڻپيل R2 قدر ۽ جدول 2 ۾ پيش ڪيل ڏيکاري ٿو ته rGO/nZVI ڪمپوزٽ تي DC جذب Freundlich (0.996) ۽ Langmuir (0.988) isotherm ماڊلز ۽ Temkin (0.985) جي پيروي ڪري ٿو. Langmuir isotherm ماڊل استعمال ڪندي ڳڻپيل وڌ ۾ وڌ جذب ڪرڻ جي گنجائش (qmax) 31.61 mg g-1 هئي. ان کان علاوه، dimensionless separation factor (RL) جي ڳڻپيل قيمت 0 ۽ 1 (0.097) جي وچ ۾ آهي، جيڪا هڪ سازگار جذب جي عمل کي ظاهر ڪري ٿي. ٻي صورت ۾، ڳڻپيل Freundlich constant (n = 2.756) هن جذب جي عمل لاءِ ترجيح کي ظاهر ڪري ٿي. ٽيمڪن آئسوٿرم (شڪل 9C) جي لڪير واري ماڊل جي مطابق، rGO/nZVI ڪمپوزٽ تي DC جو جذب هڪ جسماني جذب عمل آهي، ڇاڪاڻ ته b ˂ 82 kJ mol-1 (0.408)55 آهي. جيتوڻيڪ جسماني جذب عام طور تي ڪمزور وان ڊير والز قوتن جي ذريعي ڪيو ويندو آهي، rGO/nZVI ڪمپوزٽس تي سڌي ڪرنٽ جذب کي گهٽ جذب توانائي جي ضرورت هوندي آهي [56، 57].
فرينڊلچ (A)، لانگموئر (B)، ۽ ٽيمڪن (C) لڪير جذب آئسوٿرمس [Co = 25–100 mg L–1، pH = 7، T = 25 °C، دوز = 0.05 g]. rGO/nZVI ڪمپوزٽس (D) پاران DC جذب لاءِ وينٽ هاف مساوات جو پلاٽ [Co = 25–100 mg l-1، pH = 7، T = 25–55 °C ۽ دوز = 0.05 g].
rGO/nZVI ڪمپوزٽس مان DC هٽائڻ تي رد عمل جي درجه حرارت جي تبديلي جي اثر جو جائزو وٺڻ لاءِ، thermodynamic پيرا ميٽرز جهڙوڪ اينٽراپي تبديلي (ΔS)، اينٿالپي تبديلي (ΔH)، ۽ آزاد توانائي تبديلي (ΔG) مساواتن مان ڳڻيا ويا. 3 ۽ 458.
جتي \({K}_{e}\)=\(\frac{{C}_{Ae}}{{C}_{e}}\) – ٿرموڊائنامڪ توازن مستقل، Ce ۽ CAe – حل ۾ rGO، ترتيب وار /nZVI DC ڪنسنٽريشن مٿاڇري جي توازن تي. R ۽ RT ترتيب وار گئس مستقل ۽ جذب گرمي پد آهن. ln Ke کي 1/T جي خلاف پلاٽ ڪرڻ سان هڪ سڌي لڪير ملي ٿي (شڪل 9D) جنهن مان ∆S ۽ ∆H طئي ڪري سگهجي ٿو.
هڪ منفي ΔH قدر ظاهر ڪري ٿو ته عمل خارجي آهي. ٻئي طرف، ΔH قدر جسماني جذب جي عمل جي اندر آهي. جدول 3 ۾ منفي ΔG قدر ظاهر ڪن ٿا ته جذب ممڪن ۽ خود بخود آهي. ΔS جون منفي قدرون مائع انٽرفيس تي جذب ڪندڙ ماليڪيولن جي اعليٰ ترتيب کي ظاهر ڪن ٿيون (ٽيبل 3).
جدول 4 ۾ rGO/nZVI ڪمپوزٽ جو مقابلو ٻين جذب ڪندڙن سان ڪيو ويو آهي جيڪي اڳئين مطالعي ۾ رپورٽ ڪيا ويا آهن. اهو واضح آهي ته VGO/nCVI ڪمپوزٽ ۾ جذب ڪرڻ جي صلاحيت وڌيڪ آهي ۽ اهو پاڻي مان DC اينٽي بايوٽڪ کي ختم ڪرڻ لاءِ هڪ اميد افزا مواد ٿي سگهي ٿو. ان کان علاوه، rGO/nZVI ڪمپوزٽ جو جذب هڪ تيز عمل آهي جنهن جو توازن وقت 60 منٽ آهي. rGO/nZVI ڪمپوزٽ جي بهترين جذب ڪرڻ جي خاصيتن کي rGO ۽ nZVI جي هم آهنگي واري اثر ذريعي بيان ڪري سگهجي ٿو.
شڪل 10A، B rGO/nZVI ۽ nZVI ڪمپليڪس پاران DC اينٽي بايوٽڪ جي خاتمي لاءِ عقلي ميڪانيزم کي بيان ڪن ٿا. DC جذب جي ڪارڪردگي تي pH جي اثر تي تجربن جي نتيجن موجب، pH ۾ 3 کان 7 تائين واڌ سان، rGO/nZVI ڪمپوزٽ تي DC جذب کي اليڪٽرو اسٽيٽڪ رابطي ذريعي ڪنٽرول نه ڪيو ويو، ڇاڪاڻ ته اهو هڪ zwitterion طور ڪم ڪيو؛ تنهن ڪري، pH قدر ۾ تبديلي جذب جي عمل کي متاثر نه ڪيو. بعد ۾، جذب جي ميڪانيزم کي غير اليڪٽرو اسٽيٽڪ رابطي جهڙوڪ هائيڊروجن بانڊنگ، هائيڊروفوبڪ اثرات، ۽ rGO/nZVI ڪمپوزٽ ۽ DC66 جي وچ ۾ π-π اسٽيڪنگ رابطي ذريعي ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿو. اهو چڱي طرح معلوم آهي ته پرتدار گرافين جي مٿاڇري تي خوشبودار جذب جي ميڪانيزم کي π–π اسٽيڪنگ رابطي ذريعي مکيه ڊرائيونگ فورس طور بيان ڪيو ويو آهي. جامع گرافين سان ملندڙ هڪ پرتدار مواد آهي جنهن ۾ π-π* منتقلي جي ڪري جذب جي وڌ ۾ وڌ 233 nm آهي. ڊي سي ايڊسوربيٽ جي ماليڪيولر ڍانچي ۾ چار خوشبودار حلقن جي موجودگي جي بنياد تي، اسان اهو فرض ڪيو ته آروميٽيڊ ڊي سي (π-اليڪٽران قبول ڪندڙ) ۽ آر جي او مٿاڇري تي π-اليڪٽران سان مالا مال علائقي جي وچ ۾ π-π-اسٽيڪنگ رابطي جو هڪ طريقو آهي. /nZVI ڪمپوزٽس. ان کان علاوه، جيئن شڪل 10B ۾ ڏيکاريل آهي، ڊي سي سان آر جي او/اين زي وي ڪمپوزٽس جي ماليڪيولر رابطي جو مطالعو ڪرڻ لاءِ FTIR مطالعي ڪيا ويا، ۽ ڊي سي جذب کان پوءِ آر جي او/اين زي وي ڪمپوزٽس جو FTIR اسپيڪٽرا شڪل 10B ۾ ڏيکاريو ويو آهي. 10b. 2111 سينٽي ميٽر-1 تي هڪ نئين چوٽي ڏٺي وئي آهي، جيڪا C=C بانڊ جي فريم ورڪ وائبريشن سان مطابقت رکي ٿي، جيڪا 67 آر جي او/اين زي وي جي مٿاڇري تي لاڳاپيل نامياتي فنڪشنل گروپن جي موجودگي کي ظاهر ڪري ٿي. ٻيون چوٽيون 1561 کان 1548 سينٽي ميٽر-1 ۽ 1399 کان 1360 سينٽي ميٽر-1 تائين منتقل ٿين ٿيون، جيڪو پڻ تصديق ڪري ٿو ته π-π رابطي گرافين ۽ نامياتي آلودگي جي جذب ۾ اهم ڪردار ادا ڪن ٿا68,69. ڊي سي جذب کان پوءِ، ڪجهه آڪسيجن تي مشتمل گروپن جي شدت، جهڙوڪ OH، گهٽجي 3270 سينٽي ميٽر-1 ٿي وئي، جنهن مان ظاهر ٿئي ٿو ته هائيڊروجن بانڊنگ جذب ڪرڻ واري ميڪانيزم مان هڪ آهي. اهڙيءَ طرح، نتيجن جي بنياد تي، rGO/nZVI ڪمپوزٽ تي ڊي سي جذب بنيادي طور تي π-π اسٽيڪنگ رابطي ۽ H-بانڊس جي ڪري ٿئي ٿو.
rGO/nZVI ۽ nZVI ڪمپليڪس (A) پاران DC اينٽي بايوٽڪ جي جذب جو عقلي طريقو. rGO/nZVI ۽ nZVI (B) تي DC جو FTIR جذب اسپيڪٽرا.
nZVI جي جذب ڪندڙ بينڊن جي شدت 3244، 1615، 1546، ۽ 1011 cm-1 تي nZVI جي مقابلي ۾ nZVI (شڪل 10B) تي DC جذب ڪرڻ کان پوءِ وڌي وئي، جيڪا DC ۾ ڪاربوڪسيلڪ ايسڊ O گروپن جي ممڪن فنڪشنل گروپن سان رابطي سان لاڳاپيل هجڻ گهرجي. بهرحال، سڀني مشاهدو ڪيل بينڊن ۾ ٽرانسميشن جو هي گهٽ سيڪڙو جذب جي عمل کان اڳ nZVI جي مقابلي ۾ فائٽوسنٿيٽڪ ايڊسوربينٽ (nZVI) جي جذب ڪندڙ ڪارڪردگي ۾ ڪا خاص تبديلي نه ڏيکاري ٿو. nZVI71 سان ڪجهه DC هٽائڻ جي تحقيق موجب، جڏهن nZVI H2O سان رد عمل ڪري ٿو، اليڪٽران ڇڏيا ويندا آهن ۽ پوءِ H+ کي انتهائي گهٽائي سگهارو فعال هائيڊروجن پيدا ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي. آخرڪار، ڪجهه ڪيشنڪ مرڪب فعال هائيڊروجن مان اليڪٽران قبول ڪندا آهن، جنهن جي نتيجي ۾ -C=N ۽ -C=C- پيدا ٿيندا آهن، جيڪو بينزين رنگ جي ورهاست سان منسوب آهي.
پوسٽ جو وقت: نومبر-14-2022