Nature.com වෙත පිවිසීම ගැන ඔබට ස්තූතියි. ඔබ භාවිතා කරන බ්‍රව්සර් අනුවාදයේ සීමිත CSS සහාය ඇත. හොඳම අත්දැකීම සඳහා, යාවත්කාලීන කළ බ්‍රව්සරයක් භාවිතා කරන ලෙස අපි නිර්දේශ කරමු (නැතහොත් Internet Explorer හි අනුකූලතා මාදිලිය අක්‍රීය කරන්න). මේ අතරතුර, අඛණ්ඩ සහාය සහතික කිරීම සඳහා, අපි වෙබ් අඩවිය විලාස සහ JavaScript නොමැතිව විදැහුම් කරන්නෙමු.
මෙම කාර්යයේදී, අඩු හානිකර රසායනික සංස්ලේෂණය වැනි "හරිත" රසායන විද්‍යාවේ මූලධර්මවලට අනුකූල වීම සඳහා, සොෆෝරා කහ පැහැති කොළ සාරය අඩු කිරීමේ කාරකයක් සහ ස්ථායීකාරකයක් ලෙස භාවිතා කරමින් සරල හා පරිසර හිතකාමී ක්‍රියා පටිපාටියක් භාවිතා කරමින් rGO/nZVI සංයුක්ත පළමු වරට සංස්ලේෂණය කරන ලදී. සාර්ථක සංයුක්ත නිෂ්පාදනයක් පෙන්නුම් කරන SEM, EDX, XPS, XRD, FTIR සහ zeta විභවය වැනි සංයුක්තවල සාර්ථක සංස්ලේෂණය වලංගු කිරීම සඳහා මෙවලම් කිහිපයක් භාවිතා කර ඇත. ප්‍රතිජීවක ඩොක්සිසයික්ලයින් හි විවිධ ආරම්භක සාන්ද්‍රණයන්හිදී නව සංයුක්ත සහ පිරිසිදු nZVI ඉවත් කිරීමේ ධාරිතාව rGO සහ nZVI අතර සහජීවන බලපෑම විමර්ශනය කිරීම සඳහා සංසන්දනය කරන ලදී. 25mg L-1, 25°C සහ 0.05g ඉවත් කිරීමේ කොන්දේසි යටතේ, පිරිසිදු nZVI හි අවශෝෂක ඉවත් කිරීමේ අනුපාතය 90% ක් වූ අතර, rGO/nZVI සංයුක්තය මගින් ඩොක්සිසයික්ලයින් අවශෝෂක ඉවත් කිරීමේ අනුපාතය 94.6% ක් වූ අතර, එය nZVI සහ rGO බව තහවුරු කරයි. අවශෝෂණ ක්‍රියාවලිය ව්‍යාජ-දෙවන අනුපිළිවෙලකට අනුරූප වන අතර 25 °C සහ pH අගය 7 දී 31.61 mg g-1 උපරිම අවශෝෂණ ධාරිතාවක් සහිත Freundlich ආකෘතිය සමඟ හොඳ එකඟතාවයකින් යුක්ත වේ. DC ඉවත් කිරීම සඳහා සාධාරණ යාන්ත්‍රණයක් යෝජනා කර ඇත. ඊට අමතරව, අඛණ්ඩ පුනර්ජනන චක්‍ර හයකට පසු rGO/nZVI සංයුක්තයේ නැවත භාවිතා කිරීමේ හැකියාව 60% ක් විය.
ජල හිඟය සහ දූෂණය දැන් සියලුම රටවලට බරපතල තර්ජනයක් වී ඇත. මෑත වසරවලදී, COVID-19 වසංගතය තුළ නිෂ්පාදනය හා පරිභෝජනය වැඩිවීම හේතුවෙන් ජල දූෂණය, විශේෂයෙන් ප්‍රතිජීවක දූෂණය වැඩි වී ඇත1,2,3. එබැවින්, අපජලයෙන් ප්‍රතිජීවක ඉවත් කිරීම සඳහා ඵලදායී තාක්‍ෂණයක් සංවර්ධනය කිරීම හදිසි කාර්යයකි.
ටෙට්‍රාසයික්ලයින් කාණ්ඩයේ ප්‍රතිරෝධී අර්ධ-කෘතිම ප්‍රතිජීවක වලින් එකක් වන්නේ ඩොක්සිසයික්ලයින් (DC)4,5 ය. භූගත ජලයේ සහ මතුපිට ජලයේ ඇති DC අපද්‍රව්‍ය පරිවෘත්තීය කළ නොහැකි බවත්, 20-50% ක් පමණක් පරිවෘත්තීය වන බවත් ඉතිරිය පරිසරයට මුදා හරින බවත්, බරපතල පාරිසරික හා සෞඛ්‍ය ගැටලු ඇති කරන බවත් වාර්තා වී ඇත.
අඩු මට්ටම්වලදී DC වලට නිරාවරණය වීමෙන් ජලජ ප්‍රභාසංස්ලේෂක ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් මරා දැමිය හැකි අතර, ක්ෂුද්‍ර ජීවී බැක්ටීරියා පැතිරීමට තර්ජනයක් විය හැකි අතර, ක්ෂුද්‍ර ජීවී ප්‍රතිරෝධය වැඩි කළ හැකිය, එබැවින් මෙම දූෂකය අපජලයෙන් ඉවත් කළ යුතුය. ජලයේ DC හි ස්වාභාවික හායනය ඉතා මන්දගාමී ක්‍රියාවලියකි. ප්‍රභා විච්ඡේදන, ජෛව හායනය සහ අවශෝෂණය වැනි භෞතික-රසායනික ක්‍රියාවලීන් අඩු සාන්ද්‍රණයකදී සහ ඉතා අඩු අනුපාතවලදී පමණක් දිරාපත් විය හැකිය7,8. කෙසේ වෙතත්, වඩාත්ම ආර්ථිකමය, සරල, පරිසර හිතකාමී, හැසිරවීමට පහසු සහ කාර්යක්ෂම ක්‍රමය වන්නේ adsorption9,10 ය.
නැනෝ ශුන්‍ය සංයුජතා යකඩ (nZVI) යනු මෙට්‍රොනිඩසෝල්, ඩයසපෑම්, සිප්‍රොෆ්ලොක්සැසින්, ක්ලෝරම්ෆෙනිකෝල් සහ ටෙට්‍රාසයික්ලයින් ඇතුළු බොහෝ ප්‍රතිජීවක ජලයෙන් ඉවත් කළ හැකි ඉතා බලවත් ද්‍රව්‍යයකි. මෙම හැකියාව nZVI සතුව ඇති විශ්මිත ගුණාංග නිසා වේ, එනම් ඉහළ ප්‍රතික්‍රියාශීලීත්වය, විශාල මතුපිට ප්‍රදේශය සහ බොහෝ බාහිර බන්ධන ස්ථාන11. කෙසේ වෙතත්, වැන් ඩර් වෙල්ස් බලවේග සහ ඉහළ චුම්භක ගුණාංග හේතුවෙන් nZVI ජලීය මාධ්‍ය තුළ සමුච්චය වීමට නැඹුරු වන අතර, එමඟින් nZVI10,12 හි ප්‍රතික්‍රියාශීලීත්වය වළක්වන ඔක්සයිඩ් ස්ථර සෑදීම නිසා දූෂක ඉවත් කිරීමේදී එහි කාර්යක්ෂමතාව අඩු වේ. nZVI අංශු සමුච්චය වීම, ඒවායේ මතුපිට මතුපිටකාරක සහ පොලිමර් සමඟ වෙනස් කිරීමෙන් හෝ පරිසරය තුළ ඒවායේ ස්ථායිතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ශක්‍ය ප්‍රවේශයක් ලෙස ඔප්පු කර ඇති සංයුක්ත ස්වරූපයෙන් වෙනත් නැනෝ ද්‍රව්‍ය සමඟ ඒකාබද්ධ කිරීමෙන් අඩු කළ හැකිය13,14.
ග්‍රැෆීන් යනු පැණි වද දැලක සකස් කර ඇති sp2-දෙමුහුන් කාබන් පරමාණු වලින් සමන්විත ද්විමාන කාබන් නැනෝ ද්‍රව්‍යයකි. එයට විශාල මතුපිට ප්‍රදේශයක්, සැලකිය යුතු යාන්ත්‍රික ශක්තියක්, විශිෂ්ට විද්‍යුත් උත්ප්‍රේරක ක්‍රියාකාරිත්වයක්, ඉහළ තාප සන්නායකතාවක්, වේගවත් ඉලෙක්ට්‍රෝන සංචලතාවයක් සහ එහි මතුපිට අකාබනික නැනෝ අංශු සඳහා සහාය වීමට සුදුසු වාහක ද්‍රව්‍යයක් ඇත. ලෝහ නැනෝ අංශු සහ ග්‍රැෆීන් සංයෝජනය එක් එක් ද්‍රව්‍යයේ තනි ප්‍රතිලාභ බෙහෙවින් ඉක්මවා යා හැකි අතර, එහි උසස් භෞතික හා රසායනික ගුණාංග නිසා, වඩාත් කාර්යක්ෂම ජල පිරිපහදු කිරීම සඳහා නැනෝ අංශුවල ප්‍රශස්ත ව්‍යාප්තියක් සපයයි.
අඩු කරන ලද ග්‍රැෆීන් ඔක්සයිඩ් (rGO) සහ nZVI සංස්ලේෂණයේදී බහුලව භාවිතා වන හානිකර රසායනික අඩු කිරීමේ කාරක සඳහා ශාක සාරය හොඳම විකල්පය වේ, මන්ද ඒවා ලබා ගත හැකි, මිල අඩු, එක්-පියවර, පාරිසරික වශයෙන් ආරක්ෂිත සහ අඩු කිරීමේ කාරක ලෙස භාවිතා කළ හැකිය. ෆ්ලේවනොයිඩ් සහ ෆීනෝලික් සංයෝග මෙන් ස්ථායීකාරකයක් ලෙසද ක්‍රියා කරයි. එබැවින්, මෙම අධ්‍යයනයේ දී rGO/nZVI සංයුක්ත සංස්ලේෂණය සඳහා අළුත්වැඩියා කිරීමේ සහ වසා දැමීමේ කාරකයක් ලෙස ඇට්‍රිප්ලෙක්ස් හැලිමස් L. කොළ සාරය භාවිතා කරන ලදී. අමරන්තේසී පවුලෙන් ඇට්‍රිප්ලෙක්ස් හැලිමස් යනු පුළුල් භූගෝලීය පරාසයක් සහිත නයිට්‍රජන්-ආදරණීය බහු වාර්ෂික පඳුරකි16.
පවතින සාහිත්‍යයට අනුව, ආර්ජීඕ/එන්එස්වීඅයි සංයුක්ත සෑදීම සඳහා ඇට්‍රිප්ලෙක්ස් හැලිමස් (ඒ. හැලිමස්) මුලින්ම භාවිතා කරන ලද්දේ ආර්ථිකමය සහ පරිසර හිතකාමී සංස්ලේෂණ ක්‍රමයක් ලෙස ය. මේ අනුව, මෙම කාර්යයේ අරමුණ කොටස් හතරකින් සමන්විත වේ: (1) ආර්ජීඕ/එන්එස්වීඅයි සහ මාපිය එන්එස්වීඅයි සංයුක්තවල ෆයිටොසයින්තසිස්, ඒ. හැලිමස් ජලජ පත්‍ර සාරය භාවිතා කරමින්, (2) ඒවායේ සාර්ථක නිෂ්පාදනය තහවුරු කිරීම සඳහා බහු ක්‍රම භාවිතා කරමින් ෆයිටොසයින්තසිස් කරන ලද සංයුක්තවල ගුනාංගීකරනය, (3) විවිධ ප්‍රතික්‍රියා පරාමිතීන් යටතේ ඩොක්සිසයික්ලයින් ප්‍රතිජීවකවල කාබනික දූෂක අවශෝෂණය සහ ඉවත් කිරීමේදී ආර්ජීඕ සහ එන්එස්වීඅයි හි සහජීවන බලපෑම අධ්‍යයනය කිරීම, අවශෝෂණ ක්‍රියාවලියේ කොන්දේසි ප්‍රශස්ත කිරීම, (3) සැකසුම් චක්‍රයෙන් පසු විවිධ අඛණ්ඩ ප්‍රතිකාර වලදී සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය විමර්ශනය කිරීම.
ඩොක්සිසයික්ලයින් හයිඩ්‍රොක්ලෝරයිඩ් (DC, MM = 480.90, රසායනික සූත්‍රය C22H24N2O·HCl, 98%), යකඩ ක්ලෝරයිඩ් හෙක්සාහයිඩ්‍රේට් (FeCl3.6H2O, 97%), ඇමරිකා එක්සත් ජනපදයේ සිග්මා-ඇල්ඩ්රිච් වෙතින් මිලදී ගත් ග්‍රැෆයිට් කුඩු. සෝඩියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් (NaOH, 97%), එතනෝල් (C2H5OH, 99.9%) සහ හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය (HCl, 37%) ඇමරිකා එක්සත් ජනපදයේ මර්ක් වෙතින් මිලදී ගන්නා ලදී. NaCl, KCl, CaCl2, MnCl2 සහ MgCl2 ටියැන්ජින් කොමියෝ කෙමිකල් ප්‍රතික්‍රියාකාරක සමාගමෙන් මිලදී ගන්නා ලදී. සියලුම ප්‍රතික්‍රියාකාරක ඉහළ විශ්ලේෂණාත්මක සංශුද්ධතාවයකින් යුක්ත වේ. සියලුම ජලීය ද්‍රාවණ සකස් කිරීම සඳහා ද්විත්ව ආසවනය කළ ජලය භාවිතා කරන ලදී.
A. halimus හි නියෝජිත නිදර්ශක නයිල් ඩෙල්ටාවේ සහ ඊජිප්තුවේ මධ්‍යධරණී වෙරළ තීරයේ ඔවුන්ගේ ස්වාභාවික වාසස්ථානවලින් එකතු කර ඇත. අදාළ ජාතික සහ ජාත්‍යන්තර මාර්ගෝපදේශවලට අනුකූලව ශාක ද්‍රව්‍ය එකතු කරන ලදී17. මහාචාර්ය මනල් ෆවුසි Boulos18 ට අනුව ශාක නිදර්ශක හඳුනාගෙන ඇති අතර, ඇලෙක්සැන්ඩ්‍රියා විශ්ව විද්‍යාලයේ පරිසර විද්‍යා දෙපාර්තමේන්තුව විද්‍යාත්මක අරමුණු සඳහා අධ්‍යයනය කරන ලද ශාක විශේෂ එකතු කිරීමට අවසර දෙයි. සාම්පල වවුචර් තැන්පත් කරන ලද ද්‍රව්‍ය සඳහා ප්‍රවේශය සපයන පොදු ශාකාගාරයක් වන ටැන්ටා විශ්ව විද්‍යාල ශාකාගාරයේ (TANE) වවුචර් අංක 14 122–14 127 හි පවත්වනු ලැබේ. ඊට අමතරව, දූවිලි හෝ අපිරිසිදුකම ඉවත් කිරීම සඳහා, ශාකයේ කොළ කුඩා කැබලිවලට කපා, ටැප් සහ ආසවනය කළ ජලයෙන් 3 වතාවක් සේදීම, පසුව 50°C දී වියළන්න. ශාකය තලා, සිහින් කුඩු ග්‍රෑම් 5 ක් ආසවනය කළ ජලය මිලි ලීටර් 100 ක ගිල්වා 70°C දී විනාඩි 20 ක් කලවම් කර සාරයක් ලබා ගන්නා ලදී. ලබාගත් බැසිලස් නිකොටියානේ සාරය වොට්මන් පෙරහන් කඩදාසි හරහා පෙරා පිරිසිදු කර විෂබීජහරණය කළ නලවල 4°C දී තවදුරටත් භාවිතය සඳහා ගබඩා කරන ලදී.
රූප සටහන 1 හි දැක්වෙන පරිදි, GO නවීකරණය කරන ලද හමර්ස් ක්‍රමය මගින් ග්‍රැෆයිට් කුඩු වලින් සාදන ලදී. GO කුඩු මිලිග්‍රෑම් 10 ක් ඩියෝනීකරණය කරන ලද ජලය මිලි ලීටර් 50 ක් තුළ විනාඩි 30 ක් sonication යටතේ විසුරුවා හරින ලද අතර, පසුව FeCl3 ග්‍රෑම් 0.9 ක් සහ NaAc ග්‍රෑම් 2.9 ක් විනාඩි 60 ක් මිශ්‍ර කරන ලදී. ඇට්‍රිප්ලෙක්ස් කොළ සාරය මිලි ලීටර් 20 ක් කලවම් කරමින් කලවම් කරන ලද ද්‍රාවණයට එකතු කර පැය 8 ක් 80 ° C දී තබන ලදී. ප්‍රතිඵලයක් ලෙස කළු පැහැති අත්හිටුවීම පෙරන ලදී. සකස් කරන ලද නැනෝකොම්පොසිට් එතනෝල් සහ බිඩිස්ටිල් කළ ජලයෙන් සෝදා, පසුව රික්ත උඳුනක 50 ° C දී පැය 12 ක් වියළන ලදී.
ඇට්‍රිප්ලෙක්ස් හැලිමස් සාරය භාවිතයෙන් දූෂිත ජලයෙන් DC ප්‍රතිජීවක ඉවත් කිරීම සහ rGO/nZVI සහ nZVI සංකීර්ණවල හරිත සංස්ලේෂණය පිළිබඳ ක්‍රමානුකූල සහ ඩිජිටල් ඡායාරූප.
කෙටියෙන් කිවහොත්, රූපය 1 හි පෙන්වා ඇති පරිදි, 0.05 M Fe3+ අයන අඩංගු යකඩ ක්ලෝරයිඩ් ද්‍රාවණයක් මිලි ලීටර් 10 ක්, තිත්ත කොළ සාරය ද්‍රාවණයක මිලි ලීටර් 20 කට බිංදු ආකාරයෙන් විනාඩි 60 ක් මධ්‍යස්ථ උණුසුම සහ කලවම් කිරීම සමඟ එකතු කරන ලද අතර, පසුව ද්‍රාවණය විනාඩි 15 ක් සඳහා 14,000 rpm (Hermle, 15,000 rpm) හි කේන්ද්‍රාපසාරී කර කළු අංශු ලබා දෙන ලදී, ඉන්පසු ඒවා එතනෝල් සහ ආසවනය කළ ජලයෙන් 3 වතාවක් සෝදා, පසුව රික්ත උඳුනක 60° C හි එක රැයකින් වියළා ගන්නා ලදී.
ශාක-සංස්ලේෂණය කරන ලද rGO/nZVI සහ nZVI සංයුක්ත 200-800 nm ස්කෑනිං පරාසයේ UV-දෘශ්‍ය වර්ණාවලීක්ෂය (T70/T80 ශ්‍රේණියේ UV/Vis වර්ණාවලීක්ෂ ඡායාරූපමාන, PG Instruments Ltd, UK) මගින් සංලක්ෂිත විය. rGO/nZVI සහ nZVI සංයුක්තවල භූ විෂමතාව සහ ප්‍රමාණයේ ව්‍යාප්තිය විශ්ලේෂණය කිරීම සඳහා, TEM වර්ණාවලීක්ෂය (JOEL, JEM-2100F, ජපානය, ත්වරණය කරන වෝල්ටීයතාවය 200 kV) භාවිතා කරන ලදී. ප්‍රතිසාධනය සහ ස්ථායීකරණ ක්‍රියාවලියට වගකිව යුතු ශාක සාරයට සම්බන්ධ විය හැකි ක්‍රියාකාරී කණ්ඩායම් ඇගයීම සඳහා, FT-IR වර්ණාවලීක්ෂය සිදු කරන ලදී (4000-600 cm-1 පරාසයේ JASCO වර්ණාවලීක්ෂය). ඊට අමතරව, සංස්ලේෂණය කරන ලද නැනෝ ද්‍රව්‍යවල මතුපිට ආරෝපණය අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා සීටා විභව විශ්ලේෂකයක් (Zetasizer Nano ZS Malvern) භාවිතා කරන ලදී. කුඩු කළ නැනෝ ද්‍රව්‍යවල එක්ස් කිරණ විවර්තන මිනුම් සඳහා, 2θ පරාසයේ 20° සිට 80° දක්වා සහ CuKa1 විකිරණ (\(\lambda =\) 1.54056 Ao) ධාරාවකින් (40 mA), වෝල්ටීයතාවයෙන් (45 kV) ක්‍රියාත්මක වන X-කිරණ විවර්තන මාපකයක් (X'PERT PRO, නෙදර්ලන්තය) භාවිතා කරන ලදී. XPS මත -10 සිට 1350 eV දක්වා Al K-α ඒකවර්ණ එක්ස් කිරණ එකතු කිරීමේදී මූලද්‍රව්‍ය සංයුතිය අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා ශක්ති විසරණ එක්ස් කිරණ වර්ණාවලීක්ෂය (EDX) (ආකෘතිය JEOL JSM-IT100) වගකිව යුතු විය, ස්ථාන ප්‍රමාණය 400 μm K-ALPHA (Thermo Fisher Scientific, USA) සම්පූර්ණ වර්ණාවලියේ සම්ප්‍රේෂණ ශක්තිය 200 eV වන අතර පටු වර්ණාවලිය 50 eV වේ. කුඩු සාම්පලය නියැදි රඳවනයක් මත තද කර ඇති අතර එය රික්ත කුටියක තබා ඇත. බන්ධන ශක්තිය තීරණය කිරීම සඳහා C 1s වර්ණාවලිය 284.58 eV හි යොමුවක් ලෙස භාවිතා කරන ලදී.
ජලීය ද්‍රාවණවලින් ඩොක්සිසයික්ලයින් (DC) ඉවත් කිරීමේදී සංස්ලේෂණය කරන ලද rGO/nZVI නැනෝසංයුතිවල කාර්යක්ෂමතාව පරීක්ෂා කිරීම සඳහා අවශෝෂණ පරීක්ෂණ සිදු කරන ලදී. 298 K හි කක්ෂීය ෂේකර් (ස්ටුවර්ට්, ඕර්බිටල් ෂේකර්/SSL1) මත 200 rpm සෙලවීමේ වේගයකින් 25 ml Erlenmeyer ෆ්ලාස්ක් වල අවශෝෂණ පරීක්ෂණ සිදු කරන ලදී. DC තොග ද්‍රාවණය (1000 ppm) bidistiled ජලය සමඟ තනුක කිරීමෙන්. අවශෝෂණ කාර්යක්ෂමතාවයට rGO/nSVI මාත්‍රාවේ බලපෑම තක්සේරු කිරීම සඳහා, විවිධ බර (0.01–0.07 g) නැනෝසංයුති DC ද්‍රාවණයේ මිලි ලීටර් 20 කට එකතු කරන ලදී. චාලක විද්‍යාව සහ අවශෝෂණ සමාවයවිකතා අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා, අවශෝෂකයේ 0.05 g ආරම්භක සාන්ද්‍රණය (25–100 mg L–1) සහිත CD හි ජලීය ද්‍රාවණයක ගිල්වන ලදී. DC ඉවත් කිරීමේදී pH අගයෙහි බලපෑම pH (3–11) සහ 25°C දී 50 mg L-1 ආරම්භක සාන්ද්‍රණයකින් අධ්‍යයනය කරන ලදී. HCl හෝ NaOH ද්‍රාවණය කුඩා ප්‍රමාණයක් එකතු කිරීමෙන් පද්ධතියේ pH අගය සකසන්න (Crison pH මීටරය, pH මීටරය, pH 25). ඊට අමතරව, 25-55°C පරාසයේ අවශෝෂණ අත්හදා බැලීම් සඳහා ප්‍රතික්‍රියා උෂ්ණත්වයේ බලපෑම විමර්ශනය කරන ලදී. 50 mg L–1, pH 3 සහ 7), 25°C ආරම්භක DC සාන්ද්‍රණයකදී සහ 0.05 g ක අවශෝෂක මාත්‍රාවකින් NaCl (0.01–4 mol L–1) විවිධ සාන්ද්‍රණයන් එකතු කිරීමෙන් adsorption ක්‍රියාවලියට අයනික ශක්තියේ බලපෑම අධ්‍යයනය කරන ලදී. අවශෝෂණ නොවන DC හි අවශෝෂණය මනින ලද්දේ 270 සහ 350 nm උපරිම තරංග ආයාමයන් (λmax) සහිත 1.0 cm මාර්ග දිග ක්වාර්ට්ස් කුවෙට් වලින් සමන්විත ද්විත්ව කදම්භ UV-Vis වර්ණාවලීක්ෂ ඡායාරූපමානයක් (T70/T80 ශ්‍රේණිය, PG Instruments Ltd, UK) භාවිතා කරමිනි. DC ප්‍රතිජීවක (R%; සමීකරණය 1) ඉවත් කිරීමේ ප්‍රතිශතය සහ DC, qt, සමීකරණය 2 (mg/g) හි අවශෝෂණ ප්‍රමාණය පහත සමීකරණය භාවිතයෙන් මනිනු ලැබීය.
මෙහි %R යනු DC ඉවත් කිරීමේ ධාරිතාවය (%), Co යනු 0 වන අවස්ථාවේදී ආරම්භක DC සාන්ද්‍රණය වන අතර, C යනු t වන අවස්ථාවේදී පිළිවෙලින් DC සාන්ද්‍රණය වේ (mg L-1).
මෙහි qe යනු adsorbent හි ඒකක ස්කන්ධයකට අවශෝෂණය කරන ලද DC ප්‍රමාණයයි (mg g-1), Co සහ Ce යනු ශුන්‍ය වේලාවේදී සහ සමතුලිතතාවයේදී පිළිවෙලින් සාන්ද්‍රණයන් වේ (mg l-1), V යනු ද්‍රාවණ පරිමාවයි (l), සහ m යනු adsorption ස්කන්ධ ප්‍රතික්‍රියාකාරකය (g) වේ.
SEM රූප (රූප 2A–C) ගෝලාකාර යකඩ නැනෝ අංශු එහි මතුපිට ඒකාකාරව විසිරී ඇති rGO/nZVI සංයුක්තයේ ලැමිලර් රූප විද්‍යාව පෙන්වයි, එය nZVI NPs rGO මතුපිටට සාර්ථකව සම්බන්ධ කිරීම පෙන්නුම් කරයි. ඊට අමතරව, rGO පත්‍රයේ රැළි කිහිපයක් ඇති අතර, A. හැලිමස් GO ප්‍රතිස්ථාපනය සමඟ එකවර ඔක්සිජන් අඩංගු කණ්ඩායම් ඉවත් කිරීම තහවුරු කරයි. මෙම විශාල රැළි යකඩ NPs ක්‍රියාකාරීව පැටවීම සඳහා ස්ථාන ලෙස ක්‍රියා කරයි. nZVI රූප (රූපය 2D-F) පෙන්නුම් කළේ ගෝලාකාර යකඩ NPs ඉතා විසිරී ඇති බවත් එකතු නොවූ බවත්ය, එය ශාක සාරයේ උද්භිද විද්‍යාත්මක සංරචකවල ආලේපන ස්වභාවය නිසාය. අංශු ප්‍රමාණය 15–26 nm තුළ වෙනස් විය. කෙසේ වෙතත්, සමහර කලාපවලට උණ්ඩ සහ කුහරවල ව්‍යුහයක් සහිත මෙසොපොරස් රූප විද්‍යාවක් ඇති අතර, එමඟින් nZVI මතුපිට DC අණු අල්ලා ගැනීමේ හැකියාව වැඩි කළ හැකි බැවින්, nZVI හි ඉහළ ඵලදායී අවශෝෂණ ධාරිතාවක් ලබා දිය හැකිය. nZVI සංස්ලේෂණය සඳහා රෝසා ඩැමස්කස් සාරය භාවිතා කළ විට, ලබාගත් NPs අසමමිතික වූ අතර, හිස්තැන් සහ විවිධ හැඩයන් සහිතව, Cr(VI) අවශෝෂණයේදී ඒවායේ කාර්යක්ෂමතාව අඩු කර ප්‍රතික්‍රියා කාලය 23 වැඩි කළේය. ප්‍රතිඵල ඕක් සහ මල්බෙරි කොළ වලින් සංස්ලේෂණය කරන ලද nZVI සමඟ අනුකූල වන අතර, ඒවා ප්‍රධාන වශයෙන් පැහැදිලි සමුච්චනයකින් තොරව විවිධ නැනෝමීටර ප්‍රමාණයන්ගෙන් යුත් ගෝලාකාර නැනෝ අංශු වේ.
rGO/nZVI (AC), nZVI (D, E) සංයුක්තවල SEM රූප සහ nZVI/rGO (G) සහ nZVI (H) සංයුක්තවල EDX රටා.
ශාක සංස්ලේෂණය කරන ලද rGO/nZVI සහ nZVI සංයුක්තවල මූලද්‍රව්‍ය සංයුතිය EDX භාවිතයෙන් අධ්‍යයනය කරන ලදී (රූපය 2G, H). අධ්‍යයනවලින් පෙනී යන්නේ nZVI කාබන් (ස්කන්ධයෙන් 38.29%), ඔක්සිජන් (ස්කන්ධයෙන් 47.41%) සහ යකඩ (ස්කන්ධයෙන් 11.84%) වලින් සමන්විත වන නමුත් පොස්පරස්24 වැනි අනෙකුත් මූලද්‍රව්‍ය ද පවතින අතර ඒවා ශාක සාරයෙන් ලබා ගත හැකිය. ඊට අමතරව, කාබන් සහ ඔක්සිජන් වල ඉහළ ප්‍රතිශතයට හේතුව භූගත nZVI සාම්පලවල ශාක සාරයෙන් ලබාගත් ෆයිටොකෙමිකල් තිබීමයි. මෙම මූලද්‍රව්‍ය rGO මත ඒකාකාරව බෙදා හරිනු ලැබේ නමුත් විවිධ අනුපාතවලින්: C (39.16 wt %), O (46.98 wt %) සහ Fe (10.99 wt %), EDX rGO/nZVI ද පෙන්නුම් කරන්නේ ශාක සාර සමඟ සම්බන්ධ විය හැකි S වැනි අනෙකුත් මූලද්‍රව්‍ය භාවිතා කරන බවයි. A. හැලිමස් භාවිතා කරන rGO/nZVI සංයුක්තයේ වත්මන් C:O අනුපාතය සහ යකඩ අන්තර්ගතය යුකැලිප්ටස් කොළ සාරය භාවිතා කිරීමට වඩා බෙහෙවින් හොඳය, මන්ද එය C (23.44 wt.%), O (68.29 wt.% ) සහ Fe (8.27 wt.%). wt %) 25 සංයුතිය සංලක්ෂිත කරයි. නටාෂා සහ තවත් අය, 2022 දී ඕක් සහ මල්බෙරි කොළ වලින් සංස්ලේෂණය කරන ලද nZVI හි සමාන මූලද්‍රව්‍ය සංයුතියක් වාර්තා කළ අතර කොළ සාරයේ අඩංගු පොලිෆෙනෝල් කාණ්ඩ සහ අනෙකුත් අණු අඩු කිරීමේ ක්‍රියාවලියට වගකිව යුතු බව තහවුරු කළහ.
ශාකවල සංස්ලේෂණය කරන ලද nZVI හි රූප විද්‍යාව (රූපය S2A,B) ගෝලාකාර සහ අර්ධ වශයෙන් අක්‍රමවත් වූ අතර සාමාන්‍ය අංශු ප්‍රමාණය 23.09 ± 3.54 nm විය, කෙසේ වෙතත් වැන් ඩර් වෝල්ස් බලවේග සහ ෆෙරෝ චුම්භකත්වය හේතුවෙන් දාම සමුච්චය නිරීක්ෂණය විය. මෙම ප්‍රධාන වශයෙන් කැටිති සහ ගෝලාකාර අංශු හැඩය SEM ප්‍රතිඵල සමඟ හොඳ එකඟතාවයකින් යුක්ත වේ. 2021 දී nZVI11 සංස්ලේෂණයේදී එඬරු බෝංචි කොළ සාරය භාවිතා කළ විට අබ්දෙල්ෆාටා සහ වෙනත් අය විසින් සමාන නිරීක්ෂණයක් සොයා ගන්නා ලදී. nZVI හි අඩු කිරීමේ කාරකයක් ලෙස භාවිතා කරන රුයෙලාස් ටුබෙරෝසා කොළ සාරය NPs ද 20 සිට 40 nm26 දක්වා විෂ්කම්භයක් සහිත ගෝලාකාර හැඩයක් ඇත.
දෙමුහුන් rGO/nZVI සංයුක්ත TEM රූප (රූපය S2C-D) පෙන්නුම් කළේ rGO යනු nZVI NP සඳහා බහු පැටවුම් ස්ථාන සපයන ආන්තික නැමීම් සහ රැළි සහිත පාදක තලයක් බවයි; මෙම ලැමිලර් රූප විද්‍යාව rGO හි සාර්ථක නිෂ්පාදනය ද සනාථ කරයි. ඊට අමතරව, nZVI NPs 5.32 සිට 27 nm දක්වා අංශු ප්‍රමාණයන් සහිත ගෝලාකාර හැඩයක් ඇති අතර පාහේ ඒකාකාර විසරණයක් සහිත rGO ස්ථරයේ තැන්පත් කර ඇත. Fe NPs/rGO සංස්ලේෂණය කිරීම සඳහා යුකැලිප්ටස් කොළ සාරය භාවිතා කරන ලදී; TEM ප්‍රතිඵල මගින් තහවුරු වූයේ rGO ස්ථරයේ රැළි පිරිසිදු Fe NPs වලට වඩා Fe NPs විසරණය වැඩි දියුණු කළ බවත් සංයුක්තවල ප්‍රතික්‍රියාශීලීත්වය වැඩි කළ බවත්ය. බාගෙරි සහ තවත් අය විසින් සමාන ප්‍රතිඵල ලබා ගන්නා ලදී. 28 දළ වශයෙන් 17.70 nm සාමාන්‍ය යකඩ නැනෝ අංශු ප්‍රමාණයකින් අතිධ්වනික ශිල්පීය ක්‍රම භාවිතයෙන් සංයුක්තය නිපදවූ විට.
A. halimus, nZVI, GO, rGO, සහ rGO/nZVI සංයුක්තවල FTIR වර්ණාවලි රූප සටහන 3A හි දක්වා ඇත. A. halimus හි කොළවල මතුපිට ක්‍රියාකාරී කාණ්ඩවල පැවැත්ම 3336 cm-1 හි දක්නට ලැබෙන අතර එය පොලිෆෙනෝල් වලට අනුරූප වන අතර 1244 cm-1 හි ප්‍රෝටීන මගින් නිපදවන කාබොනයිල් කාණ්ඩ වලට අනුරූප වේ. 2918 cm-1 හි ඇල්කේන, 1647 cm-1 හි ඇල්කීන සහ 1030 cm-1 හි CO-O-CO දිගු වැනි අනෙකුත් කාණ්ඩ ද නිරීක්ෂණය කර ඇති අතර, එමඟින් මුද්‍රා තැබීමේ කාරක ලෙස ක්‍රියා කරන සහ Fe2+ සිට Fe0 දක්වා සහ GO සිට rGO29 දක්වා ප්‍රකෘතිමත් වීමට වගකිව යුතු ශාක සංරචක පවතින බව යෝජනා කරයි. සාමාන්‍යයෙන්, nZVI වර්ණාවලි කටුක සීනි වලට සමාන අවශෝෂණ උච්චයන් පෙන්වයි, නමුත් තරමක් මාරු වූ ස්ථානයක් ඇත. 3244 cm-1 දී OH දිගු කිරීමේ කම්පන (ෆීනෝල්) සමඟ සම්බන්ධ වූ තීව්‍ර කලාපයක් දිස්වේ, 1615 දී උච්චතම අවස්ථාව C=C ට අනුරූප වන අතර 1546 සහ 1011 cm-1 දී කලාප C=O (පොලිෆීනෝල් සහ ෆ්ලේවනොයිඩ්), CN - ඇරෝමැටික ඇමයින් කාණ්ඩ සහ ඇලිෆැටික් ඇමයින් පිළිවෙළින් 1310 cm-1 සහ 1190 cm-1 දී ද නිරීක්ෂණය විය. GO හි FTIR වර්ණාවලිය මඟින් 1041 cm-1 දී ඇල්කොක්සි (CO) දිගු කිරීමේ කලාපය, 1291 cm-1 දී ඉෙපොක්සි (CO) දිගු කිරීමේ කලාපය, C=O දිගු කිරීම ඇතුළු බොහෝ ඉහළ තීව්‍රතාවයකින් යුත් ඔක්සිජන් අඩංගු කාණ්ඩ පවතින බව පෙන්නුම් කරයි. 1619 cm-1 දී C=C දිගු කිරීමේ කම්පන පටියක්, 1708 cm-1 දී පටියක් සහ 3384 cm-1 දී OH කාණ්ඩ දිගු කිරීමේ කම්පනවල පුළුල් පටියක් දර්ශනය වූ අතර, එය ග්‍රැෆයිට් ක්‍රියාවලිය සාර්ථකව ඔක්සිකරණය කරන වැඩිදියුණු කළ හමර්ස් ක්‍රමය මගින් සනාථ වේ. rGO සහ rGO/nZVI සංයුක්ත GO වර්ණාවලීක්ෂ සමඟ සංසන්දනය කිරීමේදී, 3270 cm-1 දී OH වැනි සමහර ඔක්සිජන් අඩංගු කාණ්ඩවල තීව්‍රතාවය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වන අතර, 1729 cm-1 දී C=O වැනි අනෙකුත් ඒවා සම්පූර්ණයෙන්ම අඩු වේ. අතුරුදහන් වී ඇති අතර, A. හැලිමස් සාරය මගින් GO හි ඔක්සිජන් අඩංගු ක්‍රියාකාරී කණ්ඩායම් සාර්ථකව ඉවත් කිරීම පෙන්නුම් කරයි. C=C ආතතියේදී rGO හි නව තියුණු ලක්ෂණ උච්චයන් 1560 සහ 1405 cm-1 පමණ නිරීක්ෂණය කරනු ලැබේ, එය GO rGO දක්වා අඩු කිරීම තහවුරු කරයි. 1043 සිට 1015 cm-1 දක්වා සහ 982 සිට 918 cm-1 දක්වා වෙනස්කම් නිරීක්ෂණය විය, සමහර විට ශාක ද්‍රව්‍ය ඇතුළත් කිරීම නිසා විය හැකිය31,32. අඩු කරන ලද යකඩ ග්‍රැෆීන් ඔක්සයිඩ් සංයුක්ත සංස්ලේෂණය කිරීමට භාවිතා කරන ලද යුකැලිප්ටස් කොළ සාරය, ශාක සංරචක ක්‍රියාකාරී කාණ්ඩවල සමීප FTIR වර්ණාවලි පෙන්නුම් කළ බැවින්, ජෛව අඩු කිරීම මගින් rGO සාර්ථක ලෙස ගොඩනැගීම තහවුරු කරමින්, GO හි ඔක්සිජන් සහිත ක්‍රියාකාරී කණ්ඩායම්වල සැලකිය යුතු දුර්වල වීමක් Weng et al., 2018 දී ද නිරීක්ෂණය කරන ලදී. 33 .
A. ගැලියම්, nZVI, rGO, GO, සංයුක්ත rGO/nZVI (A) හි FTIR වර්ණාවලිය. රෝන්ට්ජෙනොග්‍රැමි සංයුක්ත rGO, GO, nZVI සහ rGO/nZVI (B)
rGO/nZVI සහ nZVI සංයුක්ත සෑදීම බොහෝ දුරට X-කිරණ විවර්තන රටා මගින් තහවුරු කරන ලදී (රූපය 3B). දර්ශකය (110) (JCPDS අංක 06–0696)11 ට අනුරූපව 2Ɵ 44.5° හි ඉහළ තීව්‍රතාවයකින් යුත් Fe0 උච්චයක් නිරීක්ෂණය විය. (311) තලයේ 35.1° හි තවත් උච්චයක් මැග්නටයිට් Fe3O4 ට ආරෝපණය කර ඇත, ϒ-FeOOH (JCPDS අංක 17-0536)34 පැවතීම හේතුවෙන් 63.2° (440) තලයේ මිලර් දර්ශකය සමඟ සම්බන්ධ විය හැකිය. GO හි X-කිරණ රටාව 2Ɵ 10.3° හි තියුණු උච්චයක් සහ 21.1° හි තවත් උච්චයක් පෙන්නුම් කරයි, ග්‍රැෆයිට් සම්පූර්ණයෙන් පිටවීම පෙන්නුම් කරන අතර GO35 මතුපිට ඔක්සිජන් අඩංගු කණ්ඩායම් පවතින බව ඉස්මතු කරයි. rGO සහ rGO/nZVI සංයුක්ත රටා, පිළිවෙලින් 2Ɵ 22.17 සහ 24.7° හිදී rGO සහ rGO/nZVI සංයුක්ත සඳහා ලාක්ෂණික GO මුදුන් අතුරුදහන් වීම සහ පුළුල් rGO මුදුන් සෑදීම වාර්තා කළ අතර, එමඟින් ශාක සාරය මගින් GO සාර්ථකව යථා තත්ත්වයට පත් කිරීම තහවුරු විය. කෙසේ වෙතත්, සංයුක්ත rGO/nZVI රටාවේදී, Fe0 (110) සහ bcc Fe0 (200) හි දැලිස් තලය සමඟ සම්බන්ධ වූ අතිරේක මුදුන් පිළිවෙලින් 44.9\(^\circ\) සහ 65.22\(^\circ\) හි නිරීක්ෂණය කරන ලදී.
සීටා විභවය යනු අංශුවක මතුපිටට සම්බන්ධ අයනික ස්ථරයක් සහ ද්‍රව්‍යයක විද්‍යුත් ස්ථිතික ගුණාංග තීරණය කරන සහ එහි ස්ථායිතාව මනින ජලීය ද්‍රාවණයක් අතර විභවයයි37. ශාක-සංස්ලේෂණය කරන ලද nZVI, GO, සහ rGO/nZVI සංයුක්තවල Zeta විභව විශ්ලේෂණය රූපය S1A-C හි පෙන්වා ඇති පරිදි, ඒවායේ මතුපිට පිළිවෙලින් -20.8, -22, සහ -27.4 mV සෘණ ආරෝපණ පැවතීම හේතුවෙන් ඒවායේ ස්ථායිතාව පෙන්නුම් කළේය. . එවැනි ප්‍රතිඵල -25 mV ට අඩු සීටා විභව අගයන් සහිත අංශු අඩංගු ද්‍රාවණ සාමාන්‍යයෙන් මෙම අංශු අතර විද්‍යුත් ස්ථිතික විකර්ෂණය හේතුවෙන් ඉහළ ස්ථායිතාවයක් පෙන්නුම් කරන බව සඳහන් කරන වාර්තා කිහිපයකට අනුකූල වේ. rGO සහ nZVI සංයෝජනය මඟින් සංයුක්තයට වැඩි සෘණ ආරෝපණ ලබා ගැනීමට ඉඩ සලසන අතර එමඟින් GO හෝ nZVI ට වඩා ඉහළ ස්ථායිතාවයක් ඇත. එබැවින්, විද්‍යුත් ස්ථිතික විකර්ෂණයේ සංසිද්ධිය ස්ථායී rGO/nZVI39 සංයුක්ත සෑදීමට හේතු වේ. GO හි සෘණ පෘෂ්ඨය එය සමුච්චය වීමකින් තොරව ජලීය මාධ්‍යයක ඒකාකාරව විසුරුවා හැරීමට ඉඩ සලසයි, එමඟින් nZVI සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කිරීම සඳහා හිතකර තත්වයන් නිර්මාණය වේ. කරවිල නිස්සාරණයේ විවිධ ක්‍රියාකාරී කණ්ඩායම් පැවතීම සමඟ සෘණ ආරෝපණය සම්බන්ධ විය හැකි අතර, එමඟින් GO සහ යකඩ පූර්වගාමීන් සහ ශාක නිස්සාරණය අතර අන්තර්ක්‍රියාව පිළිවෙලින් rGO සහ nZVI සෑදීමට සහ rGO/nZVI සංකීර්ණය තහවුරු කරයි. මෙම ශාක සංයෝග ආවරණ කාරක ලෙසද ක්‍රියා කළ හැකිය, මන්ද ඒවා ප්‍රතිඵලයක් ලෙස නැනෝ අංශු එකතු වීම වළක්වන අතර එමඟින් ඒවායේ ස්ථායිතාව වැඩි කරයි40.
nZVI සහ rGO/nZVI සංයුක්තවල මූලද්‍රව්‍ය සංයුතිය සහ සංයුජතා තත්වයන් XPS මගින් තීරණය කරන ලදී (රූපය 4). සමස්ත XPS අධ්‍යයනයෙන් පෙන්නුම් කළේ rGO/nZVI සංයුක්තය ප්‍රධාන වශයෙන් C, O සහ Fe යන මූලද්‍රව්‍ය වලින් සමන්විත වන අතර එය EDS සිතියම්ගත කිරීමට අනුකූල වන බවයි (රූපය 4F–H). C1s වර්ණාවලිය පිළිවෙලින් CC, CO සහ C=O නියෝජනය කරන 284.59 eV, 286.21 eV සහ 288.21 eV හි උච්ච තුනකින් සමන්විත වේ. O1s වර්ණාවලිය 531.17 eV, 532.97 eV සහ 535.45 eV ඇතුළුව උච්ච තුනකට බෙදා ඇති අතර ඒවා පිළිවෙලින් O=CO, CO සහ NO කාණ්ඩවලට පවරා ඇත. කෙසේ වෙතත්, 710.43, 714.57 සහ 724.79 eV හි උච්චයන් පිළිවෙලින් Fe 2p3/2, Fe+3 සහ Fe p1/2 වෙත යොමු වේ. nZVI හි XPS වර්ණාවලිය (රූපය 4C-E) C, O සහ Fe මූලද්‍රව්‍ය සඳහා උච්චයන් පෙන්නුම් කළේය. 284.77, 286.25 සහ 287.62 eV හි උච්චයන් පිළිවෙලින් CC, C-OH සහ CO වෙත යොමු වන පරිදි යකඩ-කාබන් මිශ්‍ර ලෝහ පවතින බව සනාථ කරයි. O1s වර්ණාවලිය C–O/යකඩ කාබනේට් (531.19 eV), හයිඩ්‍රොක්සයිල් රැඩිකල් (532.4 eV) සහ O–C=O (533.47 eV) යන උච්ච තුනකට අනුරූප විය. 719.6 හි උච්චතම අවස්ථාව Fe0 ට ආරෝපණය කර ඇති අතර, FeOOH 717.3 සහ 723.7 eV හි උච්චතම අවස්ථා පෙන්වයි, ඊට අමතරව, 725.8 eV හි උච්චතම අවස්ථාව Fe2O342.43 පවතින බව පෙන්නුම් කරයි.
nZVI සහ rGO/nZVI සංයුක්තවල XPS අධ්‍යයනයන් පිළිවෙලින් (A, B). nZVI C1s (C), Fe2p (D), සහ O1s (E) සහ rGO/nZVI C1s (F), Fe2p (G), O1s (H) සංයුක්තවල සම්පූර්ණ වර්ණාවලි.
N2 අවශෝෂණ/විසර්ජන සමාවයවික තාපය (රූපය 5A, B) පෙන්නුම් කරන්නේ nZVI සහ rGO/nZVI සංයුක්ත II වර්ගයට අයත් බවයි. ඊට අමතරව, rGO සමඟ අන්ධ කිරීමෙන් පසු nZVI හි නිශ්චිත මතුපිට ප්‍රදේශය (SBET) 47.4549 සිට 152.52 m2/g දක්වා වැඩි විය. rGO අන්ධ කිරීමෙන් පසු nZVI හි චුම්බක ගුණාංග අඩු වීමෙන් මෙම ප්‍රතිඵලය පැහැදිලි කළ හැකි අතර එමඟින් අංශු එකතු කිරීම අඩු කර සංයුක්තවල මතුපිට ප්‍රදේශය වැඩි කරයි. ඊට අමතරව, රූපය 5C හි පෙන්වා ඇති පරිදි, rGO/nZVI සංයුක්තයේ සිදුරු පරිමාව (8.94 nm) මුල් nZVI (2.873 nm) ට වඩා වැඩි ය. මෙම ප්‍රතිඵලය El-Monaem et al. 45 සමඟ එකඟ වේ.
rGO/nZVI සංයුක්ත සහ මුල් nZVI අතර DC ඉවත් කිරීම සඳහා අවශෝෂණ ධාරිතාව ඇගයීම සඳහා, ආරම්භක සාන්ද්‍රණයේ වැඩිවීම මත පදනම්ව, විවිධ ආරම්භක සාන්ද්‍රණයන්හිදී එක් එක් අවශෝෂකයේ (0.05 g) නියත මාත්‍රාවක් DC වෙත එකතු කිරීමෙන් සංසන්දනයක් සිදු කරන ලදී. විමර්ශනය කරන ලද ද්‍රාවණය [25]. –100 mg l–1] 25°C දී. ප්‍රතිඵලවලින් පෙන්නුම් කළේ rGO/nZVI සංයුක්තයේ ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව (94.6%) අඩු සාන්ද්‍රණයකදී (25 mg L-1) මුල් nZVI (90%) ට වඩා වැඩි බවයි. කෙසේ වෙතත්, ආරම්භක සාන්ද්‍රණය 100 mg L-1 දක්වා වැඩි කළ විට, rGO/nZVI සහ මාපිය nZVI හි ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව පිළිවෙලින් 70% සහ 65% දක්වා පහත වැටුණි (රූපය 6A), එය ක්‍රියාකාරී ස්ථාන අඩු වීම සහ nZVI අංශු පිරිහීම නිසා විය හැකිය. ඊට පටහැනිව, rGO/nZVI DC ඉවත් කිරීමේ ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයක් පෙන්නුම් කළ අතර, එය rGO සහ nZVI අතර සහයෝගී බලපෑමක් නිසා විය හැකි අතර, එහිදී අවශෝෂණය සඳහා ලබා ගත හැකි ස්ථායී ක්‍රියාකාරී ස්ථාන බෙහෙවින් වැඩි වන අතර, rGO/nZVI සම්බන්ධයෙන්, අඛණ්ඩ nZVI ට වඩා වැඩි DC ප්‍රමාණයක් අවශෝෂණය කළ හැකිය. ඊට අමතරව, රූපය 6B හි දැක්වෙන්නේ rGO/nZVI සහ nZVI සංයුක්තවල අවශෝෂණ ධාරිතාව පිළිවෙලින් 9.4 mg/g සිට 30 mg/g සහ 9 mg/g දක්වා වැඩි වූ බවත්, ආරම්භක සාන්ද්‍රණය 25–100 mg/L සිට වැඩි වූ බවත්ය. -1.1 සිට 28.73 mg g-1 දක්වා. එබැවින්, DC ඉවත් කිරීමේ අනුපාතය ආරම්භක DC සාන්ද්‍රණය සමඟ සෘණාත්මකව සහසම්බන්ධ විය, එය ද්‍රාවණය තුළ DC අවශෝෂණය සහ ඉවත් කිරීම සඳහා එක් එක් adsorbent විසින් සහාය දක්වන ප්‍රතික්‍රියා මධ්‍යස්ථාන සීමිත සංඛ්‍යාව නිසා විය. මේ අනුව, මෙම ප්‍රතිඵලවලින් නිගමනය කළ හැක්කේ rGO/nZVI සංයුක්තවල අවශෝෂණ හා අඩු කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව ඉහළ බවත්, rGO/nZVI සංයුතියේ rGO අවශෝෂකයක් ලෙස සහ වාහක ද්‍රව්‍යයක් ලෙස භාවිතා කළ හැකි බවත්ය.
rGO/nZVI සහ nZVI සංයුක්ත සඳහා ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව සහ DC අවශෝෂණ ධාරිතාව (A, B) [Co = 25 mg l-1–100 mg l-1, T = 25 °C, මාත්‍රාව = 0.05 g], pH අගය. අවශෝෂණය ධාරිතාව මත සහ rGO/nZVI සංයුක්ත මත DC ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව (C) [Co = 50 mg L–1, pH = 3–11, T = 25°C, මාත්‍රාව = 0.05 g].
ද්‍රාවණයේ pH අගය අවශෝෂණ ක්‍රියාවලීන් අධ්‍යයනය කිරීමේදී තීරණාත්මක සාධකයකි, මන්ද එය අවශෝෂකයේ අයනීකරණය, විශේෂීකරණය සහ අයනීකරණයේ මට්ටමට බලපායි. අත්හදා බැලීම 25°C දී නියත අවශෝෂක මාත්‍රාවක් (0.05 g) සහ pH පරාසයේ (3–11) 50 mg L-1 ආරම්භක සාන්ද්‍රණයකින් සිදු කරන ලදී. සාහිත්‍ය සමාලෝචනයකට අනුව46, DC යනු විවිධ pH මට්ටම්වල අයනීකරණය කළ හැකි ක්‍රියාකාරී කාණ්ඩ කිහිපයක් (ෆීනෝල්, ඇමයිනෝ කාණ්ඩ, මධ්‍යසාර) සහිත ඇම්ෆිෆිලික් අණුවකි. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, rGO/nZVI සංයුක්තයේ මතුපිට ඇති DC සහ ඒ ආශ්‍රිත ව්‍යුහවල විවිධ ශ්‍රිත විද්‍යුත් ස්ථිතිකව අන්තර්ක්‍රියා කළ හැකි අතර කැටායන, zwitterion සහ ඇනායන ලෙස පැවතිය හැකිය, DC අණුව pH < 3.3 දී කැටායන (DCH3+), zwitterionic (DCH20) 3.3 pH < 7.7 සහ PH 7.7 දී ඇනෝනික් (DCH− හෝ DC2−) ලෙස පවතී. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, rGO/nZVI සංයුක්තයේ මතුපිට ඇති DC සහ ඒ ආශ්‍රිත ව්‍යුහවල විවිධ ශ්‍රිත විද්‍යුත් ස්ථිතිකව අන්තර්ක්‍රියා කළ හැකි අතර කැටායන, zwitterion සහ ඇනායන ලෙස පැවතිය හැකිය, DC අණුව pH < 3.3 දී කැටායන (DCH3+), zwitterionic (DCH20) 3.3 pH < 7.7 සහ PH 7.7 දී ඇනෝනික් (DCH- හෝ DC2-) ලෙස පවතී. В результате различные функции ДК и связанных с ними struktur න් поверхности композита rGO/n взаимодействовать elektrostaticheski и могут существовать в виде катионов, цвитер-Донов и анионов существует в виде катиона (DCH3+) при рН < 3,3, цвиттер-ионный (DCH20) 3,3 < pH < 7,7 и анионный (DCH- или DC2-) при pH 7,7. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, rGO/nZVI සංයුක්තයේ මතුපිට ඇති DC සහ ඒ ආශ්‍රිත ව්‍යුහවල විවිධ ශ්‍රිත විද්‍යුත් ස්ථිතිකව අන්තර්ක්‍රියා කළ හැකි අතර කැටායන, zwitterion සහ ඇනායන ආකාරයෙන් පැවතිය හැකිය; DC අණුව pH < 3.3 දී කැටායනයක් (DCH3+) ලෙස පවතී; අයනික (DCH20) 3.3 pH < 7.7 සහ pH 7.7 දී ඇනෝනික් (DCH- හෝ DC2-).因此，DC 的各种功能和rGO/nZVI复合材料表面的相关结构可能会发生静电相互作用,并可能以阳离子、两性离子和阴离子的形式存在,DC分子在pH < 3.3 时以阳离子(DCH3+) 的形式存在，两性离子(DCH20) 3.3 < pH < 7.7 和阴离子(DCH- 或DC2-) 在PH 7.7。因此 , dc 的 种 功能 和 和 和 和 复合 材料 表面 的 相关 结构 可能相互 , 并 可能 以 阳离子 两 性 和 阴离子 形式 ， , dc 分子 在 pH <3.3 时 阳筐阳离子 阳离子 阳离子 (dch3+)形式存在，两性离子(DCH20) 3.3 < pH < 7.7 和阴离子(DCH- 或DC2-7。) . Следовательно, различные функци ДК и родственных им структур на поверхности композита rGO/nZ Влектростатические взаимодействия и существовать в виде катионов, цвитер-ионов и анионов, аниолов, а катионными (ДЦГ3+) при рН < 3,3. එබැවින්, rGO/nZVI සංයුක්තයේ මතුපිට ඇති DC සහ ඒ ආශ්‍රිත ව්‍යුහවල විවිධ ශ්‍රිත විද්‍යුත් ස්ථිතික අන්තර්ක්‍රියා වලට ඇතුළු වී කැටායන, zwitterion සහ ඇනායන ආකාරයෙන් පැවතිය හැකි අතර, DC අණු pH < 3.3 හි කැටායන (DCH3+) වේ. Он существует в виде цвиттер-иона (DCH20) при 3,3 < pH < 7,7 и аниона (DCH- или DC2-) при pH 7,7. එය 3.3 < pH < 7.7 දී zwitterion (DCH20) ලෙසත් pH 7.7 දී ඇනායනයක් (DCH- හෝ DC2-) ලෙසත් පවතී.pH අගය 3 සිට 7 දක්වා වැඩි වීමත් සමඟ, DC ඉවත් කිරීමේ අවශෝෂණ ධාරිතාව සහ කාර්යක්ෂමතාව 11.2 mg/g (56%) සිට 17 mg/g (85%) දක්වා වැඩි විය (රූපය 6C). කෙසේ වෙතත්, pH අගය 9 සහ 11 දක්වා වැඩි වීමත් සමඟ, අවශෝෂණ ධාරිතාව සහ ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව පිළිවෙලින් 10.6 mg/g (53%) සිට 6 mg/g (30%) දක්වා තරමක් අඩු විය. pH අගය 3 සිට 7 දක්වා වැඩි වීමත් සමඟ, DC ප්‍රධාන වශයෙන් zwitterion ආකාරයෙන් පැවති අතර, එමඟින් ඒවා rGO/nZVI සංයුක්ත සමඟ විද්‍යුත් ස්ථිතිකව ආකර්ෂණය නොවන හෝ විකර්ෂණය කරන ලදී, ප්‍රධාන වශයෙන් විද්‍යුත් ස්ථිතික අන්තර්ක්‍රියා මගින්. pH අගය 8.2 ට වඩා වැඩි වූ විට, අවශෝෂකයේ මතුපිට සෘණ ආරෝපණය විය, එබැවින් සෘණ ආරෝපිත ඩොක්සිසයික්ලයින් සහ අවශෝෂකයේ මතුපිට අතර විද්‍යුත් ස්ථිතික විකර්ෂණය හේතුවෙන් අවශෝෂණ ධාරිතාව අඩු වී අඩු විය. මෙම ප්‍රවණතාවයෙන් පෙනී යන්නේ rGO/nZVI සංයුක්ත මත DC අවශෝෂණය බෙහෙවින් pH අගය මත රඳා පවතින බවත්, ප්‍රතිඵලවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ ආම්ලික සහ උදාසීන තත්ව යටතේ rGO/nZVI සංයුක්ත අවශෝෂක ලෙස සුදුසු බවත්ය.
DC හි ජලීය ද්‍රාවණයක අවශෝෂණයට උෂ්ණත්වයේ බලපෑම (25–55°C) දී සිදු කරන ලදී. රූපය 7A මඟින් rGO/nZVI මත DC ප්‍රතිජීවක ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවයට උෂ්ණත්වය වැඩිවීමේ බලපෑම පෙන්නුම් කරයි, ඉවත් කිරීමේ ධාරිතාව සහ අවශෝෂණ ධාරිතාව පිළිවෙලින් 83.44% සහ 13.9 mg/g සිට 47% සහ 7.83 mg/g දක්වා වැඩි වී ඇති බව පැහැදිලිය. මෙම සැලකිය යුතු අඩුවීම DC අයනවල තාප ශක්තියේ වැඩිවීමක් නිසා විය හැකි අතර එය desorption47 ට හේතු වේ.
rGO/nZVI සංයුක්ත මත CD හි ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව සහ අවශෝෂණ ධාරිතාව මත උෂ්ණත්වයේ බලපෑම (A) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, මාත්‍රාව = 0.05 g], CD හි ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව සහ ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව මත Adsorbent මාත්‍රාව rGO/nSVI සංයුක්ත මත DC ඉවත් කිරීමේ අවශෝෂණ ධාරිතාව සහ කාර්යක්ෂමතාව මත ආරම්භක සාන්ද්‍රණයේ බලපෑම (B) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, T = 25°C] (C, D) [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, මාත්‍රාව = 0.05 g].
සංයුක්ත adsorbent rGO/nZVI මාත්‍රාව 0.01 g සිට 0.07 g දක්වා වැඩි කිරීමේ බලපෑම ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව සහ adsorbent ධාරිතාව මත රූපය 7B හි දක්වා ඇත. adsorbent මාත්‍රාවේ වැඩි වීමක් adsorbent ධාරිතාව 33.43 mg/g සිට 6.74 mg/g දක්වා අඩුවීමට හේතු විය. කෙසේ වෙතත්, adsorbent මාත්‍රාව 0.01 g සිට 0.07 g දක්වා වැඩි වීමත් සමඟ, ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව 66.8% සිට 96% දක්වා වැඩි වන අතර, ඒ අනුව, නැනෝ සංයුක්ත මතුපිට ක්‍රියාකාරී මධ්‍යස්ථාන ගණන වැඩි වීම සමඟ සම්බන්ධ විය හැකිය.
අවශෝෂණ ධාරිතාව සහ ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවයට ආරම්භක සාන්ද්‍රණයේ බලපෑම [25–100 mg L-1, 25°C, pH 7, මාත්‍රාව 0.05 g] අධ්‍යයනය කරන ලදී. ආරම්භක සාන්ද්‍රණය 25 mg L-1 සිට 100 mg L-1 දක්වා වැඩි කළ විට, rGO/nZVI සංයුක්තයේ ඉවත් කිරීමේ ප්‍රතිශතය 94.6% සිට 65% දක්වා අඩු විය (රූපය 7C), බොහෝ විට අපේක්ෂිත ක්‍රියාකාරී අඩවි නොමැති වීම නිසා විය හැකිය. . DC49 හි විශාල සාන්ද්‍රණයන් අවශෝෂණය කරයි. අනෙක් අතට, ආරම්භක සාන්ද්‍රණය වැඩි වූ විට, සමතුලිතතාවයට ළඟා වන තෙක් අවශෝෂණ ධාරිතාව 9.4 mg/g සිට 30 mg/g දක්වා වැඩි විය (රූපය 7D). මෙම නොවැළැක්විය හැකි ප්‍රතික්‍රියාව සිදුවන්නේ rGO/nZVI සංයුක්තයේ මතුපිට 50 ට ළඟා වීමට DC අයන ස්කන්ධ හුවමාරු ප්‍රතිරෝධයට වඩා ආරම්භක DC සාන්ද්‍රණය වැඩි වීමත් සමඟ ගාමක බලයේ වැඩි වීමක් නිසාය.
ස්පර්ශ කාලය සහ චාලක අධ්‍යයනයන් මගින් අවශෝෂණයේ සමතුලිත කාලය තේරුම් ගැනීම අරමුණු කර ගෙන ඇත. පළමුව, ස්පර්ශ කාලයේ පළමු මිනිත්තු 40 තුළ අවශෝෂණය කරන ලද DC ප්‍රමාණය මුළු කාලය පුරාම (මිනිත්තු 100) අවශෝෂණය කරන ලද මුළු ප්‍රමාණයෙන් අඩක් පමණ විය. ද්‍රාවණයේ ඇති DC අණු ගැටෙන අතර එමඟින් ඒවා rGO/nZVI සංයුක්තයේ මතුපිටට වේගයෙන් සංක්‍රමණය වන අතර එමඟින් සැලකිය යුතු අවශෝෂණයක් ඇති වේ. මිනිත්තු 40 කට පසු, DC අවශෝෂණය ක්‍රමයෙන් හා සෙමින් වැඩි වී මිනිත්තු 60 කට පසු සමතුලිතතාවයට ළඟා වේ (රූපය 7D). පළමු මිනිත්තු 40 තුළ සාධාරණ ප්‍රමාණයක් අවශෝෂණය වන බැවින්, DC අණු සමඟ ගැටුම් අඩු වන අතර අවශෝෂණය නොවන අණු සඳහා ක්‍රියාකාරී ස්ථාන අඩු වේ. එබැවින්, අවශෝෂණ අනුපාතය අඩු කළ හැකිය51.
අවශෝෂණ චාලක විද්‍යාව වඩා හොඳින් අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා, ව්‍යාජ පළමු අනුපිළිවෙල (රූපය 8A), ව්‍යාජ දෙවන අනුපිළිවෙල (රූපය 8B) සහ එලොවිච් (රූපය 8C) චාලක ආකෘතිවල රේඛා බිම් කොටස් භාවිතා කරන ලදී. චාලක අධ්‍යයනයන්ගෙන් (වගුව S1) ලබාගත් පරාමිතීන්ගෙන්, අවශෝෂණ චාලක විද්‍යාව විස්තර කිරීම සඳහා ව්‍යාජ තත්පර ආකෘතිය හොඳම ආකෘතිය බව පැහැදිලි වේ, එහිදී R2 අගය අනෙකුත් ආකෘති දෙකට වඩා ඉහළින් සකසා ඇත. ගණනය කරන ලද අවශෝෂණ ධාරිතාව (qe, cal) අතර සමානකමක් ද ඇත. ව්‍යාජ-දෙවන අනුපිළිවෙල සහ පර්යේෂණාත්මක අගයන් (qe, exp.) ව්‍යාජ-දෙවන අනුපිළිවෙල අනෙකුත් ආකෘතිවලට වඩා හොඳ ආකෘතියක් බවට තවදුරටත් සාක්ෂි වේ. වගුව 1 හි පෙන්වා ඇති පරිදි, α (ආරම්භක අවශෝෂණ අනුපාතය) සහ β (විසර්ජන නියතය) අගයන් මගින් අවශෝෂණ අනුපාතය අවශෝෂණ අනුපාතයට වඩා වැඩි බව සනාථ කරයි, DC rGO/nZVI52 සංයුක්තයේ කාර්යක්ෂමව අවශෝෂණය කිරීමට නැඹුරු වන බව පෙන්නුම් කරයි. .
ව්‍යාජ-දෙවන අනුපිළිවෙල (A), ව්‍යාජ-පළමු අනුපිළිවෙල (B) සහ එලොවිච් (C) හි රේඛීය අවශෝෂණ චාලක බිම් කොටස් [Co = 25–100 mg l–1, pH = 7, T = 25 °C, මාත්‍රාව = 0.05 g].
විවිධ adsorbate සාන්ද්‍රණයන් (DC) සහ පද්ධති උෂ්ණත්වවලදී adsorbent (RGO/nRVI සංයුක්ත) හි adsorbent ධාරිතාව තීරණය කිරීමට adsorbent සමාවයවික අධ්‍යයනයන් උපකාරී වේ. උපරිම අවශෝෂණ ධාරිතාව Langmuir සමාවයවිකතාව භාවිතයෙන් ගණනය කරන ලද අතර, එමඟින් adsorbent සමජාතීය බවත් ඒවා අතර අන්තර්ක්‍රියා නොමැතිව adsorbent මතුපිට adsorbate ඒකස්ථරයක් සෑදීම ඇතුළත් බවත් පෙන්නුම් කළේය. තවත් බහුලව භාවිතා වන සමෝෂ්ණ ආකෘති දෙකක් වන්නේ Freundlich සහ Temkin ආකෘති ය. Freundlich ආකෘතිය adsorbent ධාරිතාව ගණනය කිරීම සඳහා භාවිතා නොකළද, එය විෂමජාතීය අවශෝෂණ ක්‍රියාවලිය සහ adsorbent මත ඇති පුරප්පාඩු විවිධ ශක්තීන් ඇති බව තේරුම් ගැනීමට උපකාරී වන අතර, Temkin ආකෘතිය adsorbent54 හි භෞතික හා රසායනික ගුණාංග තේරුම් ගැනීමට උපකාරී වේ.
රූප 9A-C පිළිවෙලින් Langmuir, Freindlich සහ Temkin ආකෘතිවල රේඛා බිම් කොටස් පෙන්වයි. Freundlich (රූපය 9A) සහ Langmuir (රූපය 9B) රේඛා බිම් කොටස් වලින් ගණනය කර 2 වන වගුවේ ඉදිරිපත් කර ඇති R2 අගයන් පෙන්නුම් කරන්නේ rGO/nZVI සංයුක්තයේ DC අවශෝෂණය Freundlich (0.996) සහ Langmuir (0.988) සමෝෂ්ණක ආකෘති සහ Temkin (0.985) අනුගමනය කරන බවයි. Langmuir සමෝෂ්ණක ආකෘතිය භාවිතයෙන් ගණනය කරන ලද උපරිම අවශෝෂණ ධාරිතාව (qmax) 31.61 mg g-1 විය. ඊට අමතරව, මානයන් රහිත වෙන් කිරීමේ සාධකයේ (RL) ගණනය කළ අගය 0 සහ 1 (0.097) අතර වන අතර එය හිතකර adsorption ක්‍රියාවලියක් පෙන්නුම් කරයි. එසේ නොමැතිනම්, ගණනය කරන ලද Freundlich නියතය (n = 2.756) මෙම අවශෝෂණ ක්‍රියාවලිය සඳහා මනාපයක් දක්වයි. ටෙම්කින් සමාවයවික තාපකයේ රේඛීය ආකෘතියට අනුව (රූපය 9C), rGO/nZVI සංයුක්තයේ DC අවශෝෂණය භෞතික අවශෝෂණ ක්‍රියාවලියකි, මන්ද b ˂ 82 kJ mol-1 (0.408)55 වේ. භෞතික අවශෝෂණ සාමාන්‍යයෙන් දුර්වල වැන් ඩර් වෝල්ස් බලවේග මගින් මැදිහත් වුවද, rGO/nZVI සංයුක්තවල සෘජු ධාරා අවශෝෂණ සඳහා අඩු අවශෝෂණ ශක්තීන් අවශ්‍ය වේ [56, 57].
ෆ්‍රෙන්ඩ්ලිච් (A), ලැන්ග්මුයර් (B), සහ ටෙම්කින් (C) රේඛීය අවශෝෂණ සමාවයවික තාපක [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, මාත්‍රාව = 0.05 g]. rGO/nZVI සංයුක්ත (D) මගින් DC අවශෝෂණ සඳහා වැන්ට් හොෆ් සමීකරණයේ කුමන්ත්‍රණය [Co = 25–100 mg l-1, pH = 7, T = 25–55 °C සහ මාත්‍රාව = 0.05 g].
rGO/nZVI සංයුක්ත වලින් DC ඉවත් කිරීම කෙරෙහි ප්‍රතික්‍රියා උෂ්ණත්ව වෙනසෙහි බලපෑම ඇගයීම සඳහා, එන්ට්‍රොපි වෙනස (ΔS), එන්තැල්පි වෙනස (ΔH) සහ නිදහස් ශක්ති වෙනස (ΔG) වැනි තාප ගතික පරාමිතීන් සමීකරණ වලින් ගණනය කරන ලදී. 3 සහ 458.
මෙහි \({K}_{e}\)=\(\frac{{C}_{Ae}}{{C}_{e}}\) – තාප ගතික සමතුලිතතා නියතය, Ce සහ CAe – ද්‍රාවණයේ rGO, පිළිවෙලින් /nZVI DC සාන්ද්‍රණයන් මතුපිට සමතුලිතතාවයේදී. R සහ RT පිළිවෙලින් වායු නියතය සහ අවශෝෂණ උෂ්ණත්වය වේ. 1/T ට එරෙහිව ln Ke ප්‍රස්ථාරගත කිරීම සරල රේඛාවක් ලබා දෙයි (රූපය 9D), එයින් ∆S සහ ∆H තීරණය කළ හැකිය.
සෘණ ΔH අගයක් පෙන්නුම් කරන්නේ ක්‍රියාවලිය තාපජ බවයි. අනෙක් අතට, ΔH අගය භෞතික අවශෝෂණ ක්‍රියාවලිය තුළ පවතී. වගුව 3 හි සෘණ ΔG අගයන් පෙන්නුම් කරන්නේ adsorption කළ හැකි සහ ස්වයංසිද්ධ බවයි. ΔS හි සෘණ අගයන් ද්‍රව අතුරුමුහුණතෙහි adsorbent අණු වල ඉහළ අනුපිළිවෙලක් පෙන්නුම් කරයි (වගුව 3).
වගුව 4 rGO/nZVI සංයුක්තය පෙර අධ්‍යයනයන්හි වාර්තා වූ අනෙකුත් adsorbents සමඟ සංසන්දනය කරයි. VGO/nCVI සංයුක්තයට ඉහළ adsorbent ධාරිතාවක් ඇති බවත් ජලයෙන් DC ප්‍රතිජීවක ඉවත් කිරීම සඳහා පොරොන්දු වූ ද්‍රව්‍යයක් විය හැකි බවත් පැහැදිලිය. ඊට අමතරව, rGO/nZVI සංයුක්තවල අවශෝෂණය මිනිත්තු 60 ක සමතුලිතතා කාලයක් සහිත වේගවත් ක්‍රියාවලියකි. rGO/nZVI සංයුක්තවල විශිෂ්ට adsorbent ගුණාංග rGO සහ nZVI වල සහජීවන බලපෑම මගින් පැහැදිලි කළ හැකිය.
රූප 10A, B මගින් rGO/nZVI සහ nZVI සංකීර්ණ මගින් DC ප්‍රතිජීවක ඉවත් කිරීම සඳහා තාර්කික යාන්ත්‍රණය නිරූපණය කෙරේ. DC අවශෝෂණ කාර්යක්ෂමතාවයට pH අගයේ බලපෑම පිළිබඳ අත්හදා බැලීම්වල ප්‍රතිඵලවලට අනුව, pH අගය 3 සිට 7 දක්වා වැඩි වීමත් සමඟ, rGO/nZVI සංයුක්තය මත DC අවශෝෂණ විද්‍යුත් ස්ථිතික අන්තර්ක්‍රියා මගින් පාලනය නොවීය, මන්ද එය zwitterion ලෙස ක්‍රියා කළ බැවිනි; එබැවින්, pH අගයෙහි වෙනසක් අවශෝෂණ ක්‍රියාවලියට බලපෑවේ නැත. පසුව, හයිඩ්‍රජන් බන්ධනය, ජලභීතික බලපෑම් සහ rGO/nZVI සංයුක්තය සහ DC66 අතර π-π ගොඩගැසීමේ අන්තර්ක්‍රියා වැනි විද්‍යුත් ස්ථිතික නොවන අන්තර්ක්‍රියා මගින් අවශෝෂණ යාන්ත්‍රණය පාලනය කළ හැකිය. ස්ථර ග්‍රැෆීන් මතුපිට ඇරෝමැටික අවශෝෂකවල යාන්ත්‍රණය ප්‍රධාන ගාමක බලය ලෙස π–π ගොඩගැසීමේ අන්තර්ක්‍රියා මගින් පැහැදිලි කර ඇති බව හොඳින් දන්නා කරුණකි. සංයුක්තය යනු π-π* සංක්‍රාන්තිය හේතුවෙන් 233 nm හි අවශෝෂණ උපරිමයක් සහිත ග්‍රැෆීන් වලට සමාන ස්ථර ද්‍රව්‍යයකි. DC adsorbate හි අණුක ව්‍යුහයේ ඇරෝමැටික වළලු හතරක් තිබීම මත පදනම්ව, ඇරෝමැටික DC (π-ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රතිග්‍රාහකය) සහ RGO මතුපිටට π-ඉලෙක්ට්‍රෝන වලින් පොහොසත් කලාපය අතර π-π-ස්ටැකින් අන්තර්ක්‍රියා යාන්ත්‍රණයක් ඇති බව අපි උපකල්පනය කළෙමු. /nZVI සංයුක්ත. ඊට අමතරව, රූපය 10B හි පෙන්වා ඇති පරිදි, DC සමඟ rGO/nZVI සංයුක්තවල අණුක අන්තර්ක්‍රියා අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා FTIR අධ්‍යයනයන් සිදු කරන ලද අතර, DC අවශෝෂණයෙන් පසු rGO/nZVI සංයුක්තවල FTIR වර්ණාවලි රූපය 10B හි දක්වා ඇත. 10b. 2111 cm-1 හි නව උච්චයක් නිරීක්ෂණය කරනු ලැබේ, එය C=C බන්ධනයේ රාමු කම්පනයට අනුරූප වන අතර, එය 67 rGO/nZVI මතුපිට අනුරූප කාබනික ක්‍රියාකාරී කණ්ඩායම් පවතින බව පෙන්නුම් කරයි. අනෙකුත් උච්චතම අවස්ථා 1561 සිට 1548 cm-1 දක්වා සහ 1399 සිට 1360 cm-1 දක්වා මාරු වන අතර, එමඟින් π-π අන්තර්ක්‍රියා ග්‍රැෆීන් සහ කාබනික දූෂක අවශෝෂණයේදී වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරන බව ද තහවුරු වේ68,69. DC අවශෝෂණයෙන් පසු, OH වැනි සමහර ඔක්සිජන් අඩංගු කාණ්ඩවල තීව්‍රතාවය 3270 cm-1 දක්වා අඩු වූ අතර, එයින් ඇඟවෙන්නේ හයිඩ්‍රජන් බන්ධනය adsorption යාන්ත්‍රණයක් බවයි. මේ අනුව, ප්‍රතිඵල මත පදනම්ව, rGO/nZVI සංයුක්තයේ DC අවශෝෂණය ප්‍රධාන වශයෙන් සිදුවන්නේ π-π ගොඩගැසීමේ අන්තර්ක්‍රියා සහ H-බන්ධන නිසාය.
rGO/nZVI සහ nZVI සංකීර්ණ (A) මගින් DC ප්‍රතිජීවක අවශෝෂණය කිරීමේ තාර්කික යාන්ත්‍රණය. rGO/nZVI සහ nZVI (B) මත DC හි FTIR අවශෝෂණ වර්ණාවලිය.
3244, 1615, 1546, සහ 1011 cm–1 හි nZVI හි අවශෝෂණ කලාපවල තීව්‍රතාවය nZVI මත DC අවශෝෂණයෙන් පසු වැඩි විය (රූපය 10B), එය DC හි කාබොක්සිලික් අම්ල O කාණ්ඩවල විය හැකි ක්‍රියාකාරී කාණ්ඩ සමඟ අන්තර්ක්‍රියාවට සම්බන්ධ විය යුතුය. කෙසේ වෙතත්, සියලුම නිරීක්ෂණය කරන ලද කලාපවල මෙම අඩු සම්ප්‍රේෂණ ප්‍රතිශතය, අවශෝෂණ ක්‍රියාවලියට පෙර nZVI හා සසඳන විට ෆයිටොසින්තටික් අවශෝෂකයේ (nZVI) අවශෝෂණ කාර්යක්ෂමතාවයේ සැලකිය යුතු වෙනසක් නොමැති බව පෙන්නුම් කරයි. nZVI71 සමඟ ඇති සමහර DC ඉවත් කිරීමේ පර්යේෂණයන්ට අනුව, nZVI H2O සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කරන විට, ඉලෙක්ට්‍රෝන මුදා හරින අතර පසුව H+ ඉතා අඩු කළ හැකි ක්‍රියාකාරී හයිඩ්‍රජන් නිපදවීමට භාවිතා කරයි. අවසාන වශයෙන්, සමහර කැටායන සංයෝග ක්‍රියාකාරී හයිඩ්‍රජන් වලින් ඉලෙක්ට්‍රෝන පිළිගන්නා අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස -C=N සහ -C=C- ඇති වන අතර එය බෙන්සීන් වළල්ලේ බෙදීමට හේතු වේ.
පළ කිරීමේ කාලය: නොවැම්බර්-14-2022