سبز مصنوعی کم گرافین آکسائڈ اور نینو صفر آئرن کمپلیکس کے ذریعہ پانی سے ڈوکسائکلائن اینٹی بائیوٹکس کو ہم آہنگی سے ہٹانا

فطرت ڈاٹ کام دیکھنے کے لئے آپ کا شکریہ۔ آپ جس براؤزر ورژن کو استعمال کررہے ہیں اس میں سی ایس ایس کی محدود سپورٹ ہے۔ بہترین تجربے کے ل we ، ہم تجویز کرتے ہیں کہ آپ تازہ ترین براؤزر (یا انٹرنیٹ ایکسپلورر میں مطابقت پذیری کو غیر فعال کریں) استعمال کریں۔ اس دوران ، مسلسل مدد کو یقینی بنانے کے ل we ، ہم سائٹ کو بغیر اسٹائل اور جاوا اسکرپٹ کے پیش کریں گے۔
اس کام میں ، آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپوزٹ کو پہلی بار سوفورا زرد پتی کے عرق کا استعمال کرتے ہوئے ایک سادہ اور ماحول دوست طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے ترکیب کیا گیا تھا ، جیسے کم نقصان دہ کیمیائی ترکیب جیسے "سبز" کیمسٹری کے اصولوں کی تعمیل کے لئے کم ایجنٹ اور اسٹیبلائزر کو کم کرنے والے ایجنٹ اور اسٹیبلائزر کا استعمال کرتے ہوئے۔ کمپوزٹ کی کامیاب ترکیب ، جیسے SEM ، EDX ، XPS ، XRD ، FTIR ، اور ZETA صلاحیت کی تصدیق کے لئے متعدد ٹولز کا استعمال کیا گیا ہے ، جو کامیاب جامع تانے بانے کی نشاندہی کرتے ہیں۔ اینٹی بائیوٹک ڈوکسائکلائن کے مختلف ابتدائی حراستی میں ناول کمپوزٹ اور خالص NZVI کی ہٹانے کی گنجائش کا موازنہ RGO اور NZVI کے مابین ہم آہنگی کے اثر کی تحقیقات کے لئے کیا گیا ہے۔ 25mg L-1 ، 25 ° C اور 0.05G کی ہٹانے کی شرائط کے تحت ، خالص NZVI کی اشتہاری ہٹانے کی شرح 90 ٪ تھی ، جبکہ RGO/NZVI جامع کے ذریعہ ڈوکسائکلائن کی اشتہاری ہٹانے کی شرح 94.6 فیصد تک پہنچ گئی ، اس بات کی تصدیق کرتے ہوئے کہ NZVI اور RGO۔ جذب عمل ایک چھدم سیکنڈ آرڈر کے مساوی ہے اور 25 ° C اور پییچ 7 پر 31.61 ملی گرام G-1 کی زیادہ سے زیادہ جذب کی گنجائش کے ساتھ فریونڈلچ ماڈل کے ساتھ اچھے معاہدے میں ہے۔ ڈی سی کو ہٹانے کے لئے ایک معقول طریقہ کار تجویز کیا گیا ہے۔ اس کے علاوہ ، لگاتار چھ نو تخلیق نو چکروں کے بعد آر جی او/این زیڈ وی آئی جامع کی دوبارہ پریوستیت 60 فیصد تھی۔
پانی کی کمی اور آلودگی اب تمام ممالک کے لئے ایک سنگین خطرہ ہے۔ حالیہ برسوں میں ، پانی کی آلودگی ، خاص طور پر اینٹی بائیوٹک آلودگی ، کوویڈ 19 وبائی مرض 1،2،3 کے دوران پیداوار اور کھپت میں اضافے کی وجہ سے بڑھ گئی ہے۔ لہذا ، گندے پانی میں اینٹی بائیوٹکس کے خاتمے کے لئے ایک موثر ٹکنالوجی کی ترقی ایک ضروری کام ہے۔
ٹیٹراسائکلائن گروپ سے مزاحم نیم مصنوعی اینٹی بائیوٹکس میں سے ایک ڈوکسائکلائن (ڈی سی) 4،5 ہے۔ یہ بتایا گیا ہے کہ زمینی پانی اور سطح کے پانیوں میں ڈی سی کی باقیات کو میٹابولائز نہیں کیا جاسکتا ، صرف 20-50 ٪ میٹابولائزڈ ہیں اور باقی ماحول کو ماحولیاتی اور صحت کی سنگین پریشانیوں کا سبب بنتے ہیں۔
کم سطح پر ڈی سی کی نمائش آبی فوٹوسنتھیٹک مائکروجنزموں کو مار سکتی ہے ، اینٹی مائکروبیل بیکٹیریا کے پھیلاؤ کو خطرہ بناتی ہے ، اور اینٹی مائکروبیل مزاحمت کو بڑھا سکتی ہے ، لہذا اس آلودگی کو گندے پانی سے ہٹانا چاہئے۔ پانی میں ڈی سی کی قدرتی انحطاط ایک بہت ہی سست عمل ہے۔ فزیکو کیمیائی عمل جیسے فوٹوولیسس ، بائیوڈیگریڈیشن اور جذب صرف کم حراستی میں اور بہت کم شرحوں پر 7،8 پر کمی کرسکتے ہیں۔ تاہم ، سب سے زیادہ معاشی ، آسان ، ماحول دوست ، ہینڈل کرنے میں آسان اور موثر طریقہ جذب 9،10 ہے۔
نینو زیرو ویلنٹ آئرن (NZVI) ایک بہت ہی طاقتور مواد ہے جو پانی سے بہت سے اینٹی بائیوٹکس کو ہٹا سکتا ہے ، جس میں میٹرو نیڈازول ، ڈیازپیم ، سیپروفلوکسین ، کلورامفینیکول ، اور ٹیٹراسائکلائن شامل ہیں۔ یہ قابلیت حیرت انگیز خصوصیات کی وجہ سے ہے جو NZVI کے پاس ہے ، جیسے اعلی رد عمل ، سطح کا بڑا علاقہ ، اور متعدد بیرونی پابند سائٹیں 11۔ تاہم ، وان ڈیر ویلز فورسز اور اعلی مقناطیسی خصوصیات کی وجہ سے NZVI پانی کے میڈیا میں جمع ہونے کا خطرہ ہے ، جو آکسائڈ پرتوں کی تشکیل کی وجہ سے آلودگیوں کو دور کرنے میں اس کی تاثیر کو کم کرتا ہے جو NZVI10،12 کی رد عمل کو روکتا ہے۔ NZVI کے ذرات کی مجموعی کو سرفیکٹنٹس اور پولیمر کے ساتھ ان کی سطحوں میں ترمیم کرکے یا کمپوزٹ کی شکل میں دوسرے نانوومیٹریلز کے ساتھ جوڑ کر کم کیا جاسکتا ہے ، جو ماحول 13،14 میں اپنے استحکام کو بہتر بنانے کے لئے ایک قابل عمل نقطہ نظر ثابت ہوا ہے۔
گرافین ایک دو جہتی کاربن نانوومیٹریل ہے جس میں ایس پی 2-ہائبرڈائزڈ کاربن ایٹموں پر مشتمل ہوتا ہے جو ایک ہنیکومب لاٹیس میں ترتیب دیا جاتا ہے۔ اس کی سطح پر غیر نامیاتی نینو پارٹیکلز کی حمایت کرنے کے لئے ایک بڑی سطح کا رقبہ ، اہم میکانکی طاقت ، بہترین الیکٹروکیٹیلیٹک سرگرمی ، اعلی تھرمل چالکتا ، فاسٹ الیکٹران کی نقل و حرکت ، اور ایک مناسب کیریئر مواد ہے۔ دھاتی نینو پارٹیکلز اور گرافین کا مجموعہ ہر مادے کے انفرادی فوائد سے بہت حد سے تجاوز کرسکتا ہے اور ، اس کی اعلی جسمانی اور کیمیائی خصوصیات کی وجہ سے ، پانی کے زیادہ موثر علاج 15 کے لئے نینو پارٹیکلز کی زیادہ سے زیادہ تقسیم فراہم کرتا ہے۔
پودوں کے نچوڑ نقصان دہ کیمیائی کم کرنے والے ایجنٹوں کا بہترین متبادل ہیں جو عام طور پر کم گرافین آکسائڈ (آر جی او) اور NZVI کی ترکیب میں استعمال ہوتے ہیں کیونکہ وہ دستیاب ، سستا ، ایک قدم ، ماحولیاتی طور پر محفوظ ہیں ، اور ایجنٹوں کو کم کرنے کے طور پر استعمال ہوسکتے ہیں۔ جیسے فلاوونائڈز اور فینولک مرکبات بھی اسٹیبلائزر کے طور پر کام کرتے ہیں۔ لہذا ، اس مطالعے میں آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپوزٹ کی ترکیب کے ل At ایٹریپلیکس ہالیمس ایل پتی کے نچوڑ کو ایک مرمت اور بند ایجنٹ کے طور پر استعمال کیا گیا تھا۔ امرانتھاسیسی خاندان سے تعلق رکھنے والے ایٹریپلیکس حلیمس ایک نائٹروجن سے محبت کرنے والی بارہماسی جھاڑی ہے جس میں وسیع جغرافیائی حدود 16 ہے۔
دستیاب لٹریچر کے مطابق ، ایٹریپلیکس حلیمس (اے حلیمس) سب سے پہلے RGO/NZVI کمپوزٹ کو معاشی اور ماحولیاتی دوستانہ ترکیب کے طریقہ کار کے طور پر استعمال کرنے کے لئے استعمال کیا گیا تھا۔ اس طرح ، اس کام کا مقصد چار حصوں پر مشتمل ہے: (1) آر جی او/این زیڈ وی آئی اور والدین کی نزویی کمپوزٹ کا فیٹوسینتھیسس اے ہالیمس آبی پتی کے عرق کا استعمال کرتے ہوئے ، (2) ان کے کامیاب تانے بانے کی تصدیق کے لئے متعدد طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے فائٹوسینتھیسائزڈ کمپوزٹ کی خصوصیات میں ، (3) آر جی او اور این زیڈ وی کے بارے میں مطالعہ کرتے ہیں۔ مختلف رد عمل کے پیرامیٹرز کے تحت ڈوکسائکلائن اینٹی بائیوٹکس ، جذب کے عمل کی شرائط کو بہتر بنائیں ، (3) پروسیسنگ سائیکل کے بعد مختلف مسلسل علاج میں جامع مواد کی تحقیقات کریں۔
ڈوکسائکلائن ہائڈروکلورائڈ (ڈی سی ، ایم ایم = 480.90 ، کیمیائی فارمولا C22H24N2O · HCl ، 98 ٪) ، آئرن کلورائد ہیکساہائڈریٹ (FECL3.6H2O ، 97 ٪) ، گریفائٹ پاؤڈر سگما الڈرچ ، USA سے خریدا گیا ہے۔ سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ (NaOH ، 97 ٪) ، ایتھنول (C2H5OH ، 99.9 ٪) اور ہائیڈروکلورک ایسڈ (HCl ، 37 ٪) امریکہ کے شہر مرک سے خریدا گیا تھا۔ این اے سی ایل ، کے سی ایل ، سی اے سی ایل 2 ، ایم این سی ایل 2 اور ایم جی سی ایل 2 تیانجن کامیو کیمیکل ریجنٹ کمپنی ، لمیٹڈ سے خریدا گیا تھا۔ تمام ریجنٹ اعلی تجزیاتی پاکیزگی کے ہیں۔ تمام پانی کے حل تیار کرنے کے لئے ڈبل آکر پانی کا استعمال کیا گیا تھا۔
اے حلیمس کے نمائندے کے نمونے نیل ڈیلٹا میں ان کے قدرتی رہائش گاہ سے جمع کیے گئے ہیں اور مصر کے بحیرہ روم کے ساحل کے ساتھ ساتھ زمینیں۔ پودوں کا مواد قابل اطلاق قومی اور بین الاقوامی رہنما خطوط 17 کے مطابق جمع کیا گیا تھا۔ پروفیسر منل فوزی نے بولوس 18 کے مطابق پودوں کے نمونوں کی نشاندہی کی ہے ، اور اسکندریہ یونیورسٹی کے محکمہ ماحولیاتی علوم نے سائنسی مقاصد کے لئے مطالعہ شدہ پلانٹ پرجاتیوں کے ذخیرے کی اجازت دی ہے۔ نمونہ واؤچر ٹنٹا یونیورسٹی ہربیریم (ٹین) ، واؤچر نمبر نمبر پر ہوتے ہیں۔ 14 122–14 127 ، ایک عوامی ہربیریم جو جمع شدہ مواد تک رسائی فراہم کرتا ہے۔ اس کے علاوہ ، دھول یا گندگی کو دور کرنے کے لئے ، پودے کے پتے چھوٹے ٹکڑوں میں کاٹ دیں ، نل اور آست پانی سے 3 بار کللا کریں ، اور پھر 50 ° C پر خشک ہوجائیں۔ پودے کو کچل دیا گیا ، 5 جی ٹھیک پاؤڈر کو 100 ملی لیٹر آست پانی میں ڈوبا گیا تھا اور 20 منٹ کے لئے 70 ° C پر 20 منٹ تک ہلچل مچا دی گئی تھی۔ بیسیلس نیکوٹیانا کے حاصل کردہ نچوڑ کو واٹ مین فلٹر پیپر کے ذریعے فلٹر کیا گیا تھا اور مزید استعمال کے ل 4 4 ° C پر صاف اور جراثیم سے پاک ٹیوبوں میں محفوظ کیا گیا تھا۔
جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے ، GO میں ترمیم شدہ ہمرز کے طریقہ کار کے ذریعہ گریفائٹ پاؤڈر سے بنایا گیا تھا۔ 10 ملی گرام جی او پاؤڈر کو سونیکیشن کے تحت 30 منٹ کے لئے 50 ملی لیٹر ڈیونائزڈ پانی میں منتشر کیا گیا ، اور پھر 0.9 جی ایف ای سی ایل 3 اور 2.9 جی این اے اے سی کو 60 منٹ تک ملایا گیا۔ 20 ملی لیٹر ایٹریپلیکس پتی کے نچوڑ کو ہلچل کے ساتھ ہلچل کے ساتھ شامل کیا گیا تھا اور 80 گھنٹوں کے لئے 80 ° C پر چھوڑ دیا گیا تھا۔ اس کے نتیجے میں سیاہ معطلی کو فلٹر کیا گیا تھا۔ تیار نانوکومپوزائٹس کو ایتھنول اور بولی والے پانی سے دھویا گیا اور پھر 12 گھنٹوں کے لئے 50 ° C پر ویکیوم تندور میں خشک کردیا گیا۔
آر جی او/این زیڈ وی آئی اور این زیڈ وی آئی کمپلیکس کی سبز ترکیب کی اسکیمیٹک اور ڈیجیٹل تصاویر اور ایٹریپلیکس ہالیمس نچوڑ کا استعمال کرتے ہوئے آلودہ پانی سے ڈی سی اینٹی بائیوٹکس کو ہٹانا۔
مختصرا ، ، ​​جیسا کہ تصویر 1 میں دکھایا گیا ہے ، 0.05 میٹر فی 3+ آئنوں پر مشتمل لوہے کے کلورائد حل کے 10 ملی لیٹر کو اعتدال پسند حرارتی اور ہلچل کے ساتھ 60 منٹ کے لئے 20 ملی لیٹر میں 20 ملی لیٹر میں شامل کیا گیا تھا ، اور پھر اس کا حل 14،000 آر پی ایم (ہرمل ، 15،000 آر پی ایم) پر 15 منٹ کے لئے سنٹریفیوج کیا گیا تھا ، جس میں 15 منٹ تک سنٹریفیوج کیا گیا تھا۔ راتوں رات 60 ° C پر ویکیوم تندور میں۔
200-800 ینیم کی اسکیننگ رینج میں پلانٹ کی ترکیب شدہ آر جی او/این زیڈ وی آئی اور این زیڈ وی آئی اور این زیڈ وی آئی کمپوزائٹس کو یووی ویزبل اسپیکٹروسکوپی (ٹی 70/ٹی 80 سیریز یووی/ویز اسپیکٹرو فوٹومیٹرز ، پی جی انسٹرومینٹس ایل ٹی ڈی ، یوکے) کی طرف سے 200-800 این ایم کی اسکیننگ رینج میں نمایاں کیا گیا تھا۔ RGO/NZVI اور NZVI کمپوزٹ کی ٹپوگرافی اور سائز کی تقسیم کا تجزیہ کرنے کے لئے ، TEM سپیکٹروسکوپی (جوئیل ، JEM-2100F ، جاپان ، ایکسلٹنگ وولٹیج 200 KV) استعمال کیا گیا تھا۔ بحالی اور استحکام کے عمل کے ذمہ دار پودوں کے نچوڑ میں شامل ہونے والے فنکشنل گروپس کا اندازہ کرنے کے لئے ، ایف ٹی-آئ آر اسپیکٹروسکوپی انجام دی گئی (4000-600 سینٹی میٹر 1 کی حد میں جیسکو اسپیکٹومیٹر)۔ اس کے علاوہ ، ایک زیٹا ممکنہ تجزیہ کار (زیٹاسائزر نانو زیڈ ایس مالورن) کو ترکیب شدہ نانوومیٹریز کے سطحی چارج کا مطالعہ کرنے کے لئے استعمال کیا گیا تھا۔ پاؤڈر نینوومیٹریلز کی ایکس رے پھیلاؤ کی پیمائش کے لئے ، ایک ایکس رے ڈفریکٹومیٹر (ایکسپرٹ پرو ، نیدرلینڈ) استعمال کیا گیا تھا ، جو موجودہ (40 ایم اے) ، وولٹیج (45 کے وی) میں 20 ° سے 80 ° سے 80 ° اور CUKA1 تابکاری (\ (\ لیمب ڈی اے = \) میں کام کرتا تھا۔ انرجی منتشر ایکس رے اسپیکٹومیٹر (ای ڈی ایکس) (ماڈل جیول جے ایس ایم-آئی ٹی 100) ایل کے-α مونوکرومیٹک ایکس رے کو ایکس پی ایس پر -10 سے 1350 ای وی تک جمع کرتے وقت عنصری ساخت کا مطالعہ کرنے کا ذمہ دار تھا ، اسپاٹ سائز 400 μm K-alpha (تھرمو فشر سائنسی ، USA) مکمل سپیکٹرم کی ٹرانسمیشن توانائی ہے۔ پاؤڈر کے نمونے کو نمونہ ہولڈر پر دبایا جاتا ہے ، جو ویکیوم چیمبر میں رکھا جاتا ہے۔ پابند توانائی کا تعین کرنے کے لئے سی 1 ایس سپیکٹرم کو 284.58 ای وی میں حوالہ کے طور پر استعمال کیا گیا تھا۔
آبی حلوں سے ڈوسی سائکلائن (ڈی سی) کو ہٹانے میں ترکیب شدہ آر جی او/این زیڈ وی نانوکومپوزائٹس کی تاثیر کو جانچنے کے لئے جذب کے تجربات کیے گئے تھے۔ 25 ملی لیٹر ایرلن میئر فلاسکس میں 200 آر پی ایم کی لرزتی رفتار میں ایک مداری شیکر (اسٹوارٹ ، مداری شیکر/ایس ایس ایل 1) پر 298 K پر ڈی سی اسٹاک حل (1000 پی پی ایم) کو بولی والے پانی کے ساتھ گھٹا کر ڈی سی اسٹاک حل (1000 پی پی ایم) کو کم کرکے۔ جذب کی کارکردگی پر RGO/NSVI خوراک کے اثر کا اندازہ کرنے کے لئے ، مختلف وزن (0.01–0.07 g) کے نانوکومپوزائٹس کو 20 ملی لیٹر ڈی سی حل میں شامل کیا گیا۔ کینیٹکس اور اذسورپشن آئسوڈرمز کا مطالعہ کرنے کے لئے ، ابتدائی حراستی (25–100 ملی گرام ایل - 1) کے ساتھ سی ڈی کے پانی کے حل میں 0.05 جی ایڈسوربینٹ کو ڈوبا گیا تھا۔ ڈی سی کے خاتمے پر پییچ کے اثر کا مطالعہ پییچ (3–11) اور 50 ملی گرام ایل -1 کی ابتدائی حراستی 25 ° C پر کیا گیا تھا۔ HCl یا NaOH حل (کریسن پییچ میٹر ، پییچ میٹر ، پییچ 25) کی تھوڑی مقدار میں شامل کرکے سسٹم کے پییچ کو ایڈجسٹ کریں۔ اس کے علاوہ ، 25-55 ° C کی حد میں جذب کے تجربات پر رد عمل کے درجہ حرارت کے اثر و رسوخ کی تحقیقات کی گئیں۔ جذب کے عمل پر آئنک طاقت کے اثر کا مطالعہ NACL (0.01–4 مول L - 1) کی مختلف حراستی کو 50 ملی گرام L - 1 ، پییچ 3 اور 7) ، 25 ° C ، اور 0.05 g کی ایک ایڈسوربینٹ خوراک میں ڈی سی کی ابتدائی حراستی میں شامل کرکے کیا گیا تھا۔ نان ایڈسوربڈ ڈی سی کی جذب کو دوہری بیم UV-VIS سپیکٹرو فوٹومیٹر (T70/T80 سیریز ، پی جی انسٹرومینٹس لمیٹڈ ، یوکے) کا استعمال کرتے ہوئے 270 اور 350 NM کی زیادہ سے زیادہ طول موج (λMAX) میں 1.0 سینٹی میٹر کے راستے کی لمبائی کوارٹج کیویٹس سے لیس ہے۔ ڈی سی اینٹی بائیوٹکس (R ٪ ؛ Eq. 1) اور DC ، QT ، Eq کی جذب کی مقدار کو ختم کرنا۔ 2 (مگرا/جی) مندرجہ ذیل مساوات کا استعمال کرتے ہوئے ماپا گیا۔
جہاں ٪ R DC کو ہٹانے کی گنجائش (٪) ہے ، CO وقت 0 پر ابتدائی DC حراستی ہے ، اور C بالترتیب T پر DC حراستی ہے ، بالترتیب (Mg L-1)۔
جہاں QE ایڈسوربینٹ (ایم جی جی -1) کے فی یونٹ ماس ڈی سی ایڈسوربڈ کی مقدار ہے ، CO اور CE بالترتیب صفر کے وقت اور توازن میں حراستی ہیں ، (مگرا L-1) ، V حل حجم (L) ہے ، اور M ADSorption ماس ریجنٹ (G) ہے۔
SEM امیجز (انجیر۔ اس کے علاوہ ، آر جی او کے پتے میں کچھ جھریاں ہیں ، جو اے ہالیمس گو کی بحالی کے ساتھ بیک وقت آکسیجن پر مشتمل گروپوں کو ہٹانے کی تصدیق کرتی ہیں۔ یہ بڑی جھریاں آئرن این پی ایس کی فعال لوڈنگ کے لئے سائٹس کے طور پر کام کرتی ہیں۔ NZVI امیجز (تصویر 2D-F) سے پتہ چلتا ہے کہ کروی لوہے کے NPs بہت بکھرے ہوئے تھے اور مجموعی طور پر نہیں تھے ، جو پودوں کے نچوڑ کے نباتاتی اجزاء کی کوٹنگ کی نوعیت کی وجہ سے ہے۔ ذرہ سائز 15-26 ینیم کے اندر مختلف تھا۔ تاہم ، کچھ خطوں میں بلجز اور گہاوں کی ساخت کے ساتھ ایک میسوپورس مورفولوجی ہے ، جو NZVI کی ایک اعلی موثر جذب صلاحیت فراہم کرسکتا ہے ، کیونکہ وہ NZVI کی سطح پر DC انووں کو پھنسانے کے امکان کو بڑھا سکتے ہیں۔ جب ROSA دمشق کا نچوڑ NZVI کی ترکیب کے لئے استعمال کیا جاتا تھا ، تو حاصل کردہ NPs غیر مہذب تھے ، جس میں voids اور مختلف شکلیں تھیں ، جس نے CR (VI) جذب میں ان کی کارکردگی کو کم کیا اور رد عمل کے وقت میں اضافہ کیا۔ نتائج بلوط اور شہتوت کے پتے سے ترکیب شدہ NZVI کے مطابق ہیں ، جو بنیادی طور پر کروی نینو پارٹیکلز ہیں جن میں مختلف نانوومیٹر سائز کے ساتھ واضح اجتماعات نہیں ہیں۔
RGO/NZVI (AC) ، NZVI (D ، E) کمپوزائٹس اور NZVI/RGO (G) اور NZVI (H) کمپوزٹ کے EDX نمونوں کی SEM تصاویر۔
ای ڈی ایکس (تصویر 2 جی ، ایچ) کا استعمال کرتے ہوئے پودوں کی ترکیب شدہ آر جی او/این زیڈ وی آئی اور این زیڈ وی آئی کمپوزٹ کی بنیادی ترکیب کا مطالعہ کیا گیا۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ NZVI کاربن (ماس کے ذریعہ 38.29 ٪) ، آکسیجن (ماس کے ذریعہ 47.41 ٪) اور آئرن (ماس کے ذریعہ 11.84 ٪) پر مشتمل ہے ، لیکن دوسرے عناصر جیسے فاسفورس 24 بھی موجود ہیں ، جو پودوں کے نکالنے سے حاصل کیے جاسکتے ہیں۔ اس کے علاوہ ، کاربن اور آکسیجن کی اعلی فیصد سب سطح NZVI نمونوں میں پودوں کے نچوڑوں سے فائٹو کیمیکل کی موجودگی کی وجہ سے ہے۔ یہ عناصر یکساں طور پر آر جی او پر تقسیم کیے جاتے ہیں لیکن مختلف تناسب میں: سی (39.16 ڈبلیو ٹی ٪) ، او (46.98 ڈبلیو ٹی ٪) اور ایف ای (10.99 ڈبلیو ٹی ٪) ، ای ڈی ایکس آر جی او/این زیڈ وی نے دوسرے عناصر جیسے ایس کی موجودگی کو بھی ظاہر کیا ہے ، جو پودوں کے نچوڑوں سے وابستہ ہوسکتے ہیں ، استعمال کیے جاتے ہیں۔ موجودہ سی: اے ہالیمس کا استعمال کرتے ہوئے آر جی او/این زیڈ وی آئی جامع میں تناسب اور لوہے کا مواد یوکلپٹس پتی کے نچوڑ کو استعمال کرنے سے کہیں بہتر ہے ، کیونکہ اس میں سی (23.44 ڈبلیو ٹی. ٪) ، او (68.29 ڈبلیو ٹی ٪) اور ایف ای (8.27 ڈبلیو ٹی ٪) کی تشکیل کی خصوصیات ہے۔ ڈبلیو ٹی ٪) 25۔ نٹا ایٹ ال ، 2022 نے بلوط اور شہتوت کے پتے سے ترکیب شدہ NZVI کی اسی طرح کی عنصری ترکیب کی اطلاع دی اور اس بات کی تصدیق کی کہ پتی کے نچوڑ میں پولیفینول گروپس اور دیگر انووں میں کمی کے عمل کے لئے ذمہ دار ہے۔
پودوں میں ترکیب شدہ NZVI کی شکل (انجیر. S2A ، B) کروی اور جزوی طور پر فاسد تھی ، جس کا اوسط ذرہ سائز 23.09 ± 3.54 ینیم تھا ، تاہم وین ڈیر والز فورسز اور فیرو میگنیٹزم کی وجہ سے چین کی مجموعی مشاہدہ کی گئی۔ یہ بنیادی طور پر دانے دار اور کروی ذرہ شکل SEM کے نتائج کے ساتھ اچھے معاہدے میں ہے۔ اسی طرح کا مشاہدہ عبدیلفاتہ ایٹ ال نے پایا تھا۔ 2021 میں جب NZVI11 کی ترکیب میں کاسٹر بین پتی کا نچوڑ استعمال کیا گیا تھا۔ NZVI میں کم کرنے والے ایجنٹ کے طور پر استعمال ہونے والے روئیلس ٹبروسا پتی کے نچوڑ NPs کی بھی ایک کروی شکل ہے جس کا قطر 20 سے 40 NM26 ہے۔
ہائبرڈ آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپوزٹ ٹی ای ایم امیجز (انجیر۔ ایس 2 سی-ڈی) سے پتہ چلتا ہے کہ آر جی او ایک بیسل طیارہ ہے جس میں معمولی پرتوں اور جھریاں ہیں جو NZVI NPs کے لئے ایک سے زیادہ لوڈنگ سائٹس مہیا کرتی ہیں۔ یہ لیملر مورفولوجی آر جی او کے کامیاب تانے بانے کی بھی تصدیق کرتا ہے۔ اس کے علاوہ ، NZVI NPs کی ایک کروی شکل ہے جس میں ذرہ سائز 5.32 سے 27 ینیم تک ہے اور وہ تقریبا یکساں بازی کے ساتھ RGO پرت میں سرایت کرتے ہیں۔ یوکلپٹس پتی کا نچوڑ Fe NPS/RGO کی ترکیب کے لئے استعمال کیا گیا تھا۔ ٹی ای ایم کے نتائج نے اس بات کی بھی تصدیق کی ہے کہ آر جی او پرت میں جھرریوں نے خالص فی این پی ایس کے مقابلے میں فی این پی ایس کے بازی کو بہتر بنایا ہے اور کمپوزٹ کی رد عمل میں اضافہ کیا ہے۔ اسی طرح کے نتائج باضری ایٹ ال نے حاصل کیے تھے۔ 28 جب جامع لوہے کے نانو پارٹیکل سائز کے ساتھ الٹراسونک تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے مرکب تیار کیا گیا تھا جس کی اوسطا تقریبا 17 17.70 این ایم تھی۔
اے ہالیمس ، این زیڈ وی ، جی او ، آر جی او ، اور آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپوزائٹس کا ایف ٹی آئی آر سپیکٹرا انجیر میں دکھایا گیا ہے۔ 3A اے حلیمس کے پتے میں سطح کے فنکشنل گروپوں کی موجودگی 3336 سینٹی میٹر 1 پر ظاہر ہوتی ہے ، جو پولیفینولس ، اور 1244 سینٹی میٹر 1 سے مطابقت رکھتی ہے ، جو پروٹین کے ذریعہ تیار کردہ کاربونیل گروپوں کے مساوی ہے۔ دوسرے گروپس جیسے 2918 سینٹی میٹر -1 پر الکنز ، 1647 سینٹی میٹر -1 پر الکینز اور 1030 سینٹی میٹر -1 میں شریک او-سی او کی توسیع کا بھی مشاہدہ کیا گیا ہے ، جس میں پودوں کے اجزاء کی موجودگی کی تجویز پیش کی گئی ہے جو سگ ماہی ایجنٹوں کی حیثیت سے کام کرتے ہیں اور ایف ای 2+ سے ایف ای 0 سے بازیابی کے ذمہ دار ہیں اور آر جی او 29 پر جائیں۔ عام طور پر ، NZVI سپیکٹرا وہی جذب کی چوٹیوں کو تلخ شکر کی طرح دکھاتا ہے ، لیکن قدرے منتقل پوزیشن کے ساتھ۔ OH کھینچنے والی کمپن (فینولز) کے ساتھ وابستہ 3244 سینٹی میٹر -1 پر ایک شدید بینڈ ظاہر ہوتا ہے ، 1615 میں ایک چوٹی C = C سے مطابقت رکھتی ہے ، اور 1546 اور 1011 سینٹی میٹر 1 پر بینڈ پیدا ہوتا ہے جس کی وجہ سے C = O (پولیفینولز اور فلاوونائڈز) ، اروومیٹک امائنز کے CN-Groups اور الیپھیٹک امینز کے CN-Groups تھے۔ CM-1 ، بالترتیب 13۔ جی او کا ایف ٹی آئی آر اسپیکٹرم بہت سے اعلی شدت والے آکسیجن پر مشتمل گروپوں کی موجودگی کو ظاہر کرتا ہے ، بشمول 1041 سینٹی میٹر -1 پر الکوکسی (سی او) کھینچنے والا بینڈ ، ایپیوکسی (سی او) کو 1291 سینٹی میٹر 1 ، سی = او اسٹریچ پر کھینچنے والا بینڈ۔ 1619 سینٹی میٹر -1 پر سی = سی کا ایک بینڈ ، ایک بینڈ 1708 سینٹی میٹر -1 پر ایک بینڈ اور 3384 سینٹی میٹر -1 پر او ایچ گروپ کا ایک وسیع بینڈ کمپن کھینچنے والا ایک وسیع بینڈ نمودار ہوا ، جس کی تصدیق بہتر ہتھوڑے کے طریقہ کار سے کی گئی ہے ، جو گریفائٹ کے عمل کو کامیابی کے ساتھ آکسائڈائز کرتا ہے۔ جب آر جی او اور آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپوزٹ کا موازنہ جی او سپیکٹرا کے ساتھ کرتے ہو تو ، آکسیجن پر مشتمل کچھ گروپوں کی شدت ، جیسے او ایچ 3270 سینٹی میٹر 1 پر ، نمایاں طور پر کم ہوتی ہے ، جبکہ دیگر ، جیسے سی = او 1729 سینٹی میٹر 1 پر ، مکمل طور پر کم ہوجاتے ہیں۔ غائب ہو گیا ، جس سے اے ہالیمس نچوڑ کے ذریعہ آکسیجن پر مشتمل فنکشنل گروپوں کے کامیاب خاتمے کی نشاندہی ہوتی ہے۔ سی = سی تناؤ میں آر جی او کی نئی تیز خصوصیت والی چوٹیوں کا مشاہدہ 1560 اور 1405 سینٹی میٹر 1 کے ارد گرد کیا جاتا ہے ، جو آر جی او میں جی او کی کمی کی تصدیق کرتا ہے۔ 1043 سے 1015 سینٹی میٹر -1 اور 982 سے 918 سینٹی میٹر -1 تک کی مختلف حالتوں کا مشاہدہ کیا گیا ، ممکنہ طور پر پودوں کے مواد کو شامل کرنے کی وجہ سے۔ وینگ ایٹ ال۔ ، 2018 نے جی او میں آکسیجنیٹیڈ فنکشنل گروپوں کی ایک نمایاں توجہ کا مشاہدہ بھی کیا ، جس سے بائیوریڈکشن کے ذریعہ آر جی او کی کامیاب تشکیل کی تصدیق ہوتی ہے ، کیونکہ یوکلپٹس پتی کے نچوڑ ، جو پودوں کے اجزاء کے فنکشنل گروپوں کے قریب ایف ٹی آئی آر اسپیکٹرا کو ظاہر کرتے ہیں۔ 33.
A. گیلیم ، NZVI ، RGO ، GO ، جامع RGO/NZVI (A) کے FTIR سپیکٹرم۔ روینٹجینگرامیمی کمپوزائٹس آر جی او ، جی او ، این زیڈ وی اور آر جی او/این زیڈ وی (بی)۔
آر جی او/این زیڈ وی آئی اور این زیڈ وی آئی کمپوزائٹس کی تشکیل کی بڑی حد تک ایکس رے پھیلاؤ کے نمونوں (تصویر 3 بی) کے ذریعہ تصدیق کی گئی تھی۔ انڈیکس (110) (جے سی پی ڈی ایس نمبر 06–0696) 11 کے مطابق 2ɵ 44.5 ° پر ایک اعلی شدت والی FE0 چوٹی دیکھی گئی۔ (311) طیارے کے 35.1 at پر ایک اور چوٹی میگنیٹائٹ Fe3O4 سے منسوب کی گئی ہے ، 63.2 ° (440) طیارے کے ملر انڈیکس سے وابستہ ہوسکتی ہے جس کی وجہ سے ϒ-FeOH (JCPDS نمبر 17-0536) 34 کی موجودگی ہے۔ جی او کا ایکس رے پیٹرن 2ɵ 10.3 ° پر ایک تیز چوٹی اور 21.1 at پر ایک اور چوٹی دکھاتا ہے ، جو گریفائٹ کی مکمل ایکسفولیشن کی نشاندہی کرتا ہے اور GO35 کی سطح پر آکسیجن پر مشتمل گروپوں کی موجودگی کو اجاگر کرتا ہے۔ آر جی او اور آر جی او/این زیڈ وی کے جامع نمونوں نے خصوصیت جی او چوٹیوں کی گمشدگی اور آر جی او اور آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپوزٹ کے لئے بالترتیب 2ɵ 22.17 اور 24.7 at پر وسیع آر جی او چوٹیوں کی تشکیل کو ریکارڈ کیا ، جس نے پودوں کے نچوڑوں کے ذریعہ جی او کی کامیاب بحالی کی تصدیق کی۔ تاہم ، جامع RGO/NZVI پیٹرن میں ، بالترتیب 44.9 \ (^\ سرک \) اور 65.22 \ (^\ سرک \) میں بالترتیب FE0 (110) اور BCC FE0 (200) کے جعلی طیارے سے وابستہ اضافی چوٹیوں کا مشاہدہ کیا گیا۔
زیٹا کی صلاحیت کسی ذرہ کی سطح اور ایک آبی حل کی سطح سے منسلک آئنک پرت کے درمیان صلاحیت ہے جو کسی مادے کی الیکٹرو اسٹاٹک خصوصیات کا تعین کرتی ہے اور اس کے استحکام 37 کی پیمائش کرتی ہے۔ پودوں کی ترکیب شدہ NZVI ، GO ، اور RGO/NZVI کمپوزٹ کے زیٹا کے ممکنہ تجزیے نے بالترتیب -20.8 ، -22 ، اور -27.4 MV کے منفی الزامات کی موجودگی کی وجہ سے ان کی سطح پر ، جیسا کہ شکل S1A -C میں دکھایا گیا ہے۔ . اس طرح کے نتائج متعدد اطلاعات کے مطابق ہیں جن میں یہ بتایا گیا ہے کہ زیٹا کی ممکنہ اقدار کے ساتھ ذرات پر مشتمل حل -25 ایم وی سے کم عام طور پر ان ذرات کے مابین الیکٹرو اسٹاٹک پسپائی کی وجہ سے اعلی درجے کی استحکام ظاہر کرتے ہیں۔ آر جی او اور این زیڈ وی آئی کا مجموعہ جامع کو زیادہ منفی الزامات حاصل کرنے کی اجازت دیتا ہے اور اس طرح صرف جی او یا این زیڈ وی سے زیادہ استحکام ہوتا ہے۔ لہذا ، الیکٹرو اسٹاٹک پسپائی کا رجحان مستحکم RGO/NZVI39 کمپوزٹ کی تشکیل کا باعث بنے گا۔ جی او کی منفی سطح کو بغیر کسی اکٹھا ہونے والے پانی کے درمیانے درجے میں یکساں طور پر منتشر کرنے کی اجازت دیتا ہے ، جو NZVI کے ساتھ تعامل کے لئے سازگار حالات پیدا کرتا ہے۔ منفی چارج کڑوی خربوزے کے نچوڑ میں مختلف فنکشنل گروپس کی موجودگی سے وابستہ ہوسکتا ہے ، جو جی او اور آئرن کے پیشگیوں اور پودوں کے نچوڑ کے مابین بالترتیب آر جی او اور این زیڈ وی آئی ، اور آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپلیکس کے مابین تعامل کی بھی تصدیق کرتا ہے۔ یہ پودوں کے مرکبات کیپنگ ایجنٹوں کے طور پر بھی کام کرسکتے ہیں ، کیونکہ وہ نتیجے میں نینو پارٹیکلز کی جمع کو روکتے ہیں اور اس طرح ان کی استحکام 40 میں اضافہ ہوتا ہے۔
NZVI اور RGO/NZVI کمپوزٹ کی بنیادی تشکیل اور والینس ریاستوں کا تعین ایکس پی ایس (تصویر 4) کے ذریعہ کیا گیا تھا۔ مجموعی طور پر ایکس پی ایس کے مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ آر جی او/این زیڈ وی آئی جامع بنیادی طور پر عناصر سی ، او اور ایف ای پر مشتمل ہے ، جو ای ڈی ایس میپنگ (تصویر 4 ایف - ایچ) کے مطابق ہے۔ C1S سپیکٹرم بالترتیب 284.59 eV ، 286.21 eV اور 288.21 EV پر تین چوٹیوں پر مشتمل ہے جو بالترتیب CC ، CO اور C = O کی نمائندگی کرتا ہے۔ O1S سپیکٹرم کو تین چوٹیوں میں تقسیم کیا گیا تھا ، جس میں 531.17 EV ، 532.97 EV ، اور 535.45 EV شامل ہیں ، جو بالترتیب O = CO ، CO ، اور کوئی گروپ نہیں تفویض کیے گئے تھے۔ تاہم ، چوٹیوں میں 710.43 ، 714.57 اور 724.79 ای وی پر بالترتیب فی 23/2 ، فی+3 اور ایف ای پی 1/2 کا حوالہ دیتے ہیں۔ NZVI (تصویر 4C-E) کے ایکس پی ایس سپیکٹرا نے عناصر سی ، او اور فی کے لئے چوٹیوں کو دکھایا۔ چوٹیوں پر 284.77 ، 286.25 ، اور 287.62 ای وی آئرن کاربن مرکب کی موجودگی کی تصدیق کرتے ہیں ، کیونکہ وہ بالترتیب سی سی ، سی او ایچ ، اور سی او کا حوالہ دیتے ہیں۔ O1S سپیکٹرم تین چوٹیوں C - O/آئرن کاربونیٹ (531.19 EV) ، ہائڈروکسل ریڈیکل (532.4 EV) اور O - C = O (533.47 EV) کے مطابق ہے۔ 719.6 پر چوٹی کو FE0 سے منسوب کیا گیا ہے ، جبکہ FeOOH 717.3 اور 723.7 eV پر چوٹیوں کو دکھاتا ہے ، اس کے علاوہ ، 725.8 EV پر چوٹی Fe2O342.43 کی موجودگی کی نشاندہی کرتی ہے۔
بالترتیب NZVI اور RGO/NZVI کمپوزٹ کے XPS مطالعات (A ، B)۔ NZVI C1S (C) ، Fe2P (D) ، اور O1S (E) اور RGO/NZVI C1S (F) ، Fe2P (G) ، O1S (H) جامع کا مکمل سپیکٹرا۔
N2 جذب/desorption isotherm (تصویر 5A ، B) سے پتہ چلتا ہے کہ NZVI اور RGO/NZVI کمپوزٹ ٹائپ II سے تعلق رکھتے ہیں۔ اس کے علاوہ ، NZVI کا مخصوص سطح کا رقبہ (SBET) RGO کے ساتھ اندھے ہونے کے بعد 47.4549 سے 152.52 m2/g تک بڑھ گیا۔ اس نتیجے کی وضاحت آر جی او کے اندھے ہونے کے بعد NZVI کی مقناطیسی خصوصیات میں کمی کے ذریعہ کی جاسکتی ہے ، اس طرح ذرہ جمع کو کم کیا جاسکتا ہے اور کمپوزٹ کی سطح کے رقبے میں اضافہ ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ ، جیسا کہ تصویر 5C میں دکھایا گیا ہے ، RGO/NZVI جامع کا تاکنا حجم (8.94 ینیم) اصل NZVI (2.873 ینیم) سے زیادہ ہے۔ یہ نتیجہ ایل مونام ایٹ ال کے ساتھ معاہدہ میں ہے۔ 45.
ابتدائی حراستی میں اضافے پر منحصر RGO/NZVI کمپوزٹ اور اصل NZVI کے مابین ڈی سی کو دور کرنے کے لئے جذب کرنے کی صلاحیت کا اندازہ کرنے کے لئے ، مختلف ابتدائی حراستی میں ڈی سی میں ہر اشتہاربنٹ (0.05 جی) کی مستقل خوراک شامل کرکے ایک موازنہ کیا گیا تھا۔ تفتیشی حل [25]۔ –100 ملی گرام L - 1] 25 ° C پر۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ RGO/NZVI جامع کی ہٹانے کی کارکردگی (94.6 ٪) کم حراستی (25 ملی گرام L-1) میں اصل NZVI (90 ٪) سے زیادہ ہے۔ تاہم ، جب ابتدائی حراستی کو 100 ملی گرام L-1 بڑھایا گیا تو ، RGO/NZVI اور والدین کی NZVI کی ہٹانے کی کارکردگی بالترتیب 70 ٪ اور 65 ٪ ہوگئی ، (شکل 6A) ، جو کم فعال سائٹوں اور NZVI ذرات کی ہراس کی وجہ سے ہوسکتی ہے۔ اس کے برعکس ، آر جی او/این زیڈ وی آئی نے ڈی سی کو ہٹانے کی اعلی کارکردگی کا مظاہرہ کیا ، جو آر جی او اور این زیڈ وی کے مابین ہم آہنگی کے اثر کی وجہ سے ہوسکتا ہے ، جس میں جذب کے لئے دستیاب مستحکم فعال سائٹیں بہت زیادہ ہیں ، اور آر جی او/این زیڈ وی آئی کی صورت میں ، زیادہ ڈی سی کو برقرار NZVI سے زیادہ جذب کیا جاسکتا ہے۔ اس کے علاوہ ، انجیر میں۔ 6 بی سے پتہ چلتا ہے کہ RGO/NZVI اور NZVI کمپوزٹ کی جذب صلاحیت بالترتیب 9.4 ملی گرام/جی سے 30 ملی گرام/جی اور 9 ملی گرام/جی سے بڑھ گئی ہے ، جس میں ابتدائی حراستی میں 25–100 ملی گرام/ایل سے اضافہ ہوا ہے۔ -1.1 سے 28.73 ملی گرام جی -1۔ لہذا ، ڈی سی کو ہٹانے کی شرح کو ابتدائی ڈی سی حراستی کے ساتھ منفی طور پر منسلک کیا گیا تھا ، جس کی وجہ حل میں جذب اور ڈی سی کو ہٹانے کے لئے ہر اشتہاربینٹ کے ذریعہ تائید کی جانے والی محدود تعداد میں رد عمل مراکز کی وجہ سے تھا۔ اس طرح ، ان نتائج سے یہ نتیجہ اخذ کیا جاسکتا ہے کہ آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپوزٹ میں جذب اور کمی کی اعلی کارکردگی ہے ، اور آر جی او/این زیڈ وی کی تشکیل میں آر جی او کو ایڈسوربینٹ اور کیریئر مادے کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے۔
RGO/NZVI اور NZVI جامع کے لئے ہٹانے کی کارکردگی اور DC جذب کرنے کی گنجائش (A ، B) [CO = 25 ملی گرام L-1–100 ملی گرام L-1 ، T = 25 ° C ، خوراک = 0.05 g] ، پییچ تھے۔ آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپوزائٹس (سی) پر جذب کرنے کی صلاحیت اور ڈی سی کو ہٹانے کی کارکردگی پر [CO = 50 ملی گرام ایل - 1 ، پی ایچ = 3–11 ، ٹی = 25 ° C ، خوراک = 0.05 جی]۔
حل پییچ جذب کے عمل کے مطالعے کا ایک اہم عنصر ہے ، کیونکہ اس سے آئنائزیشن ، قیاس آرائی ، اور ایڈسوربینٹ کی آئنائزیشن کی ڈگری متاثر ہوتی ہے۔ یہ تجربہ 25 ° C پر مستقل اشتہاربینٹ خوراک (0.05 جی) اور پییچ رینج (3–11) میں 50 ملی گرام L-1 کی ابتدائی حراستی کے ساتھ کیا گیا تھا۔ ایک لٹریچر ریویو 46 کے مطابق ، ڈی سی ایک امفیفیلک انو ہے جس میں مختلف پییچ کی سطحوں پر کئی آئنائز ایبل فنکشنل گروپس (فینولز ، امینو گروپس ، الکوحل) ہیں۔ اس کے نتیجے میں ، ڈی سی کے مختلف افعال اور آر جی او/این زیڈوی جامع کی سطح پر متعلقہ ڈھانچے الیکٹرو فوسٹیٹک طور پر بات چیت کرسکتے ہیں اور کیشنز ، زوٹیرنز ، اور اینونز کے طور پر موجود ہوسکتے ہیں ، ڈی سی انو پییچ <3.3 ، زویٹیرینک (ڈی سی ایچ 20) 3.7 میں موجود ہے۔ اس کے نتیجے میں ، ڈی سی کے مختلف افعال اور آر جی او/این زیڈوی جامع کی سطح پر متعلقہ ڈھانچے الیکٹرو فوسٹیٹیکل طور پر بات چیت کرسکتے ہیں اور کیشنز ، زوٹیرنز ، اور اینونز کے طور پر موجود ہوسکتے ہیں ، ڈی سی انو پییچ <3.3 ، زویٹریونک (ڈی سی ایچ 20) 3.7 (ڈی سی ایچ 20) (ڈی سی ایچ 20) 3.7 میں موجود ہے۔ в в з з ابتدا میں рзлчныные یالہ x بالا д дк дз дз д д с с с с ہ بالترتых н наных н ниани خدِہ н н н н н н н н н н з یہودی/nzvi/nzvi z zо м м к к к к к к تہہ з к لت з з لت з< э جائزہ э э и и о о оог в в в в в в в в в ، вононов дононов и ، анионов в ، анионов в ، н ، с ، с ، с ، с ، с ، с ، цононов д ، цононов донов д ، цононов донов донов донов донов донов донов дон مید катиона (dch3+) کل н р р <3،3 ، цвиттер- ионый (dch20) 3،3 <ph <7،7 и анионный (dch- или dc2-) کلک پییچ 7،7۔ اس کے نتیجے میں ، آر جی او/این زیڈ وی آئی جامع کی سطح پر ڈی سی اور اس سے متعلق ڈھانچے کے مختلف افعال الیکٹرو فوسٹیٹک طور پر بات چیت کرسکتے ہیں اور کیشنز ، زوٹیرنز اور آئنوں کی شکل میں موجود ہوسکتے ہیں۔ ڈی سی انو پییچ <3.3 میں کیٹیشن (DCH3+) کے طور پر موجود ہے۔ IONIC (DCH20) 3.3 <PH <7.7 اور anionic (DCH- یا DC2-) پییچ 7.7 پر۔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 پییچ 7.7。， ， dc 的 种 功能 功能 和 和 和 和 和 复合 材料 表面 相关 结构 可能 可能 发生 静电 相互 相互 ， ， 并 以 阳离子 性 性 和 阴离子 形式 形式 ， ， ， ， DC 分子 在 PH <3.3 时 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 ， ， ， ， ， ， ，和阴离子 (dch- 或 dc2-) 在 پییچ 7.7。 следователalьно ، сазлчные نتیجہو or Yفا д д д خدیہ д д خدیہ д д خدیہ и с с с خد h خد на خد hے в вхна ннос خد н в یہودی/nzvi org/nzvi z о о о تہہ м к تہہ ка вхне خد н внос خد на на нове ٹکڑے электростатические взаимодействия и существовать в виде катионов, цвиттер-ионов и анионов, а молекулы ДК являются катионными (ццц منٹ+) سلیو н <3،3. لہذا ، آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپوزٹ کی سطح پر ڈی سی اور اس سے متعلق ڈھانچے کے مختلف افعال الیکٹرو اسٹاٹک تعامل میں داخل ہوسکتے ہیں اور کیشنز ، زوٹیرینز اور اینونز کی شکل میں موجود ہیں ، جبکہ ڈی سی انو پییچ <3.3 میں کیٹیشنک (ڈی سی ایچ 3+) ہیں۔ о с в в в в в в вц ввитер- иона (dch20) کلہ 3،3 <ph <7،7 а аниallи dc2-) کلیٹ پی پی 7،7۔ یہ 3.3 <پی ایچ <7.7 اور پییچ 7.7 میں ایک آئن (DCH- یا DC2-) پر ZWitterion (DCH20) کی حیثیت سے موجود ہے۔پی ایچ میں 3 سے 7 تک اضافے کے ساتھ ، ڈی سی ہٹانے کی جذب کی صلاحیت اور کارکردگی 11.2 ملی گرام/جی (56 ٪) سے بڑھ کر 17 ملی گرام/جی (85 ٪) (تصویر 6 سی) ہوگئی۔ تاہم ، جیسے جیسے پییچ 9 اور 11 تک بڑھ گیا ، جذب کی صلاحیت اور ہٹانے کی کارکردگی کسی حد تک کم ہوگئی ، بالترتیب 10.6 ملی گرام/جی (53 ٪) سے بالترتیب 6 ملی گرام/جی (30 ٪) ہوگئی۔ پییچ میں 3 سے 7 تک اضافے کے ساتھ ، ڈی سی بنیادی طور پر زوٹیرنز کی شکل میں موجود تھے ، جس نے انہیں تقریبا غیر الیکٹروسٹاٹیٹک طور پر راغب کیا یا RGO/NZVI کمپوزٹ کے ساتھ پسپا کردیا ، بنیادی طور پر الیکٹرو اسٹاٹک تعامل کے ذریعہ۔ جیسے جیسے پییچ 8.2 سے اوپر بڑھ گیا ، ایڈسوربینٹ کی سطح پر منفی الزام عائد کیا گیا ، اس طرح منفی چارج شدہ ڈوکسائکلائن اور ایڈسوربینٹ کی سطح کے مابین الیکٹرو اسٹاٹک پسپائی کی وجہ سے جذب کی گنجائش کم ہوگئی اور اس میں کمی واقع ہوئی۔ اس رجحان سے پتہ چلتا ہے کہ آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپوزائٹس پر ڈی سی جذب انتہائی پییچ انحصار ہے ، اور نتائج سے یہ بھی ظاہر ہوتا ہے کہ آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپوزٹ تیزابیت اور غیر جانبدار حالات کے تحت اشتہاربینٹس کے طور پر موزوں ہیں۔
ڈی سی کے پانی کے حل کے جذب پر درجہ حرارت کا اثر (25–55 ° C) پر کیا گیا تھا۔ چترا 7 اے آر جی او/این زیڈ وی آئی پر ڈی سی اینٹی بائیوٹکس کی ہٹانے کی کارکردگی پر درجہ حرارت میں اضافے کے اثر کو ظاہر کرتا ہے ، یہ واضح ہے کہ ہٹانے کی صلاحیت اور جذب کی گنجائش 83.44 ٪ اور 13.9 ملی گرام/جی سے 47 ٪ اور 7.83 ملی گرام/جی سے بڑھ گئی ہے۔ ، بالترتیب یہ نمایاں کمی ڈی سی آئنوں کی تھرمل توانائی میں اضافے کی وجہ سے ہوسکتی ہے ، جو ڈیسورپشن 47 کی طرف جاتا ہے۔
RGO/NZVI کمپوزٹ (A) پر سی ڈی کی ہٹانے کی کارکردگی اور جذب کی صلاحیت پر درجہ حرارت کا اثر L - 1 ، پی ایچ = 7 ، ٹی = 25 ° C] (C ، D) [CO = 25–100 ملی گرام L - 1 ، پی ایچ = 7 ، ٹی = 25 ° C ، خوراک = 0.05 جی]۔
ہٹانے کی کارکردگی اور جذب کی صلاحیت پر جامع اشتہاربنٹ RGO/NZVI کی خوراک کو 0.01 g سے 0.07 g سے بڑھانے کا اثر انجیر میں دکھایا گیا ہے۔ 7b. اشتہاربینٹ کی خوراک میں اضافے کے نتیجے میں 33.43 ملی گرام/جی سے 6.74 ملی گرام/جی سے جذب کی گنجائش میں کمی واقع ہوئی۔ تاہم ، 0.01 جی سے 0.07 جی تک اشتہاربینٹ خوراک میں اضافے کے ساتھ ، ہٹانے کی کارکردگی 66.8 ٪ سے بڑھ کر 96 ٪ تک بڑھ جاتی ہے ، جو اس کے مطابق نانوکومپوزائٹ سطح پر فعال مراکز کی تعداد میں اضافے سے وابستہ ہوسکتی ہے۔
جذب کی صلاحیت اور ہٹانے کی کارکردگی [25–100 ملی گرام L-1 ، 25 ° C ، پییچ 7 ، خوراک 0.05 g] پر ابتدائی حراستی کے اثر کا مطالعہ کیا گیا۔ جب ابتدائی حراستی کو 25 ملی گرام L-1 سے 100 ملی گرام L-1 بڑھایا گیا تو ، RGO/NZVI جامع کی ہٹانے کی فیصد 94.6 ٪ سے کم ہوکر 65 ٪ (تصویر 7C) ہوگئی ، شاید مطلوبہ فعال سائٹوں کی عدم موجودگی کی وجہ سے۔ . ڈی سی 49 کی بڑی تعداد میں ایڈسوربس۔ دوسری طرف ، جیسے جیسے ابتدائی حراستی میں اضافہ ہوا ، جذب کی گنجائش 9.4 ملی گرام/جی سے 30 ملی گرام/جی تک بڑھ گئی جب تک کہ توازن تک نہ پہنچ جائے (تصویر 7D)۔ یہ ناگزیر ردعمل RGO/NZVI جامع کی سطح 50 تک پہنچنے کے لئے ابتدائی DC حراستی DC آئن ماس ٹرانسفر مزاحمت سے زیادہ کے ساتھ ڈرائیونگ فورس میں اضافے کی وجہ سے ہے۔
رابطہ وقت اور متحرک مطالعات کا مقصد جذب کے توازن کے وقت کو سمجھنا ہے۔ سب سے پہلے ، رابطے کے وقت کے پہلے 40 منٹ کے دوران ڈی سی کی مقدار میں جذب شدہ مقدار پورے وقت (100 منٹ) کے دوران جذب شدہ کل رقم کا تقریبا نصف تھی۔ جبکہ حل میں ڈی سی کے انو آپس میں ٹکرا جاتے ہیں جس کی وجہ سے وہ تیزی سے RGO/NZVI جامع کی سطح پر منتقل ہوجاتے ہیں جس کے نتیجے میں اہم جذب ہوتا ہے۔ 40 منٹ کے بعد ، ڈی سی جذب میں آہستہ آہستہ اور آہستہ آہستہ اضافہ ہوا جب تک کہ 60 منٹ (تصویر 7D) کے بعد توازن نہ پہنچ جائے۔ چونکہ ایک معقول رقم پہلے 40 منٹ کے اندر جذب ہوجاتی ہے ، لہذا ڈی سی انووں کے ساتھ کم تصادم ہوں گے اور غیر ایڈسوربڈ انووں کے لئے کم فعال سائٹیں دستیاب ہوں گی۔ لہذا ، جذب کی شرح کو کم کیا جاسکتا ہے۔
جذب کینیٹکس کو بہتر طور پر سمجھنے کے لئے ، سیوڈو فرسٹ آرڈر (تصویر 8 اے) کے لائن پلاٹوں ، سیوڈو سیکنڈ آرڈر (تصویر 8 بی) ، اور ایلووچ (انجیر۔ 8 سی) متحرک ماڈل استعمال کیے گئے تھے۔ متحرک مطالعات (ٹیبل ایس 1) سے حاصل کردہ پیرامیٹرز سے ، یہ واضح ہوجاتا ہے کہ سیوڈوسیکنڈ ماڈل جذب کینیٹکس کو بیان کرنے کے لئے بہترین ماڈل ہے ، جہاں آر 2 کی قیمت دوسرے دو ماڈلز کے مقابلے میں زیادہ ہے۔ حسابی جذب کی صلاحیتوں (QE ، Cal) کے درمیان بھی ایک مماثلت ہے۔ چھدم سیکنڈ آرڈر اور تجرباتی اقدار (QE ، Exp.) مزید اس بات کا ثبوت ہیں کہ چھدم سیکنڈ آرڈر دوسرے ماڈلز سے بہتر ماڈل ہے۔ جیسا کہ جدول 1 میں دکھایا گیا ہے ، α (ابتدائی جذب کی شرح) اور β (ڈیسورپشن مستقل) کی اقدار اس بات کی تصدیق کرتی ہیں کہ جذب کی شرح ڈیسورپشن ریٹ سے زیادہ ہے ، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ ڈی سی RGO/NZVI52 جامع پر موثر انداز میں جذب کرتا ہے۔ .
سیوڈو سیکنڈ آرڈر (اے) ، سیوڈو فرسٹ آرڈر (بی) اور ایلووچ (سی) [سی او = 25–100 ملی گرام ایل-1 ، پییچ = 7 ، ٹی = 25 ° C ، خوراک = 0.05 جی] کے لکیری جذب کے متحرک پلاٹ۔
جذب آوسوڈرمز کے مطالعے سے مختلف اشتہاربیٹ حراستی (ڈی سی) اور سسٹم کے درجہ حرارت پر ایڈسوربینٹ (آر جی او/این آر وی آئی کمپوزٹ) کی جذب صلاحیت کا تعین کرنے میں مدد ملتی ہے۔ زیادہ سے زیادہ جذب کرنے کی صلاحیت کا حساب لینگمور آئسوڈرم کا استعمال کرتے ہوئے کیا گیا تھا ، جس نے اشارہ کیا کہ جذب کار ہم آہنگ تھا اور ان میں 53 کے مابین تعامل کے بغیر ایڈسوربنٹ کی سطح پر ایڈسوربیٹ مونویلیئر کی تشکیل شامل ہے۔ دو دیگر وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والے آئسوڈرم ماڈل فریونڈلچ اور ٹمکن ماڈل ہیں۔ اگرچہ فریونڈلچ ماڈل جذب کی صلاحیت کا حساب لگانے کے لئے استعمال نہیں کیا جاتا ہے ، لیکن اس سے متفاوت جذب کرنے والے عمل کو سمجھنے میں مدد ملتی ہے اور یہ کہ ایڈسوربینٹ پر خالی آسامیوں میں مختلف توانائیاں ہیں ، جبکہ ٹمکن ماڈل جذب 54 کی جسمانی اور کیمیائی خصوصیات کو سمجھنے میں مدد کرتا ہے۔
اعداد و شمار 9A-C میں بالترتیب لانگمئیر ، فریندلچ ، اور ٹیمکن ماڈل کے لائن پلاٹ دکھائے جاتے ہیں۔ R2 اقدار فریونڈلچ (تصویر 9 اے) اور لانگموئیر (تصویر 9 بی) لائن پلاٹوں سے لگائے گئے ہیں اور ٹیبل 2 میں پیش کیے گئے ہیں کہ آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپوزٹ پر ڈی سی جذب فریونڈلچ (0.996) اور لانگموئیر (0.988) آئسوڈرم ماڈل اور ٹیمکن (0.985) کی پیروی کرتا ہے۔ زیادہ سے زیادہ جذب کرنے کی صلاحیت (QMAX) ، جس کا حساب لینگمور آئسوڈرم ماڈل کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے ، 31.61 ملی گرام جی 1 تھا۔ اس کے علاوہ ، جہتی علیحدگی کے عنصر (آر ایل) کی گنتی والی قیمت 0 اور 1 (0.097) کے درمیان ہے ، جو ایک سازگار جذب کے عمل کی نشاندہی کرتی ہے۔ بصورت دیگر ، حساب کتاب فریونڈلچ مستقل (n = 2.756) اس جذب کے عمل کے لئے ترجیح کی نشاندہی کرتا ہے۔ ٹیمکن آئسوڈرم (تصویر 9 سی) کے لکیری ماڈل کے مطابق ، آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپوزٹ پر ڈی سی کی جذب ایک جسمانی جذب عمل ہے ، کیونکہ بی ˂ 82 کے جے مول 1 (0.408) 55 ہے۔ اگرچہ جسمانی جذب عام طور پر کمزور وین ڈیر والز فورسز کے ذریعہ ثالثی کی جاتی ہے ، لیکن RGO/NZVI کمپوزٹ پر براہ راست موجودہ جذب کے لئے کم جذب کرنے والی توانائیوں کی ضرورت ہوتی ہے [56 ، 57]۔
فریونڈلچ (اے) ، لانگمویر (بی) ، اور ٹیمکن (سی) لکیری جذب آئسوڈرمز [CO = 25–100 ملی گرام L - 1 ، پی ایچ = 7 ، ٹی = 25 ° C ، خوراک = 0.05 جی]۔ آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپوزائٹس (ڈی) کے ذریعہ ڈی سی جذب کے لئے وانٹ ہاف مساوات کا پلاٹ [CO = 25–100 ملی گرام L-1 ، پی ایچ = 7 ، ٹی = 25–55 ° C اور خوراک = 0.05 جی]۔
آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپوزٹ سے ڈی سی ہٹانے پر رد عمل کے درجہ حرارت کی تبدیلی کے اثر کا اندازہ کرنے کے لئے ، تھرموڈینیٹک پیرامیٹرز جیسے اینٹروپی چینج (ΔS) ، انفالپی چینج (ΔH) ، اور آزاد توانائی کی تبدیلی (ΔG) مساوات سے حساب کیا گیا تھا۔ 3 اور 458۔
جہاں \ ({k} _ {e} \) = \ (\ frac {{c} _ {ae}} {{c} _ {e}} \) - تھرموڈینامک توازن مستقل ، CE اور CAE - RGO ، بالترتیب /nzvi ڈی سی ارتھلیبریم۔ R اور RT بالترتیب گیس مستقل اور جذب درجہ حرارت ہیں۔ 1/T کے خلاف LN KE کو پلاٹ کرنا ایک سیدھی لائن (تصویر 9D) دیتا ہے جس سے ∆S اور ∆H کا تعین کیا جاسکتا ہے۔
ایک منفی ΔH قدر اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ یہ عمل خارجی ہے۔ دوسری طرف ، ΔH قدر جسمانی جذب کے عمل میں ہے۔ جدول 3 میں منفی ΔG اقدار کی نشاندہی کرتی ہے کہ جذب ممکن اور بے ساختہ ہے۔ ΔS کی منفی اقدار مائع انٹرفیس (ٹیبل 3) میں ایڈسوربینٹ انووں کے اعلی ترتیب کی نشاندہی کرتی ہیں۔
جدول 4 میں آر جی او/این زیڈ وی آئی جامع کا موازنہ پچھلے مطالعات میں رپورٹ ہونے والے دیگر ایڈسوربنٹس کے ساتھ کیا گیا ہے۔ یہ واضح ہے کہ VGO/NCVI جامع میں ایک اعلی جذب کی صلاحیت ہے اور یہ پانی سے ڈی سی اینٹی بائیوٹکس کو ہٹانے کے لئے ایک امید افزا مواد ہوسکتا ہے۔ اس کے علاوہ ، RGO/NZVI کمپوزٹ کا جذب ایک تیز عمل ہے جس میں توازن کا وقت 60 منٹ ہے۔ RGO/NZVI کمپوزٹ کی عمدہ جذب کی خصوصیات کو RGO اور NZVI کے ہم آہنگی اثر سے سمجھایا جاسکتا ہے۔
اعداد و شمار 10A ، B RGO/NZVI اور NZVI کمپلیکس کے ذریعہ DC اینٹی بائیوٹکس کے خاتمے کے لئے عقلی طریقہ کار کی وضاحت کرتے ہیں۔ ڈی سی جذب کی کارکردگی پر پی ایچ کے اثر پر تجربات کے نتائج کے مطابق ، 3 سے 7 تک پییچ میں اضافے کے ساتھ ، آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپوزٹ پر ڈی سی جذب کو الیکٹرو اسٹاٹک تعامل کے ذریعہ کنٹرول نہیں کیا گیا تھا ، کیونکہ اس نے زیڈ وٹیرن کے طور پر کام کیا تھا۔ لہذا ، پییچ ویلیو میں تبدیلی نے جذب کے عمل کو متاثر نہیں کیا۔ اس کے بعد ، جذب کرنے والے طریقہ کار کو غیر الیکٹرو اسٹاٹک تعامل جیسے ہائیڈروجن بانڈنگ ، ہائیڈروفوبک اثرات ، اور RGO/NZVI جامع اور DC66 کے مابین st اسٹیکنگ تعامل کے ذریعہ کنٹرول کیا جاسکتا ہے۔ یہ بات مشہور ہے کہ پرتوں والے گرافین کی سطحوں پر خوشبودار اشتہاربیٹس کے طریقہ کار کو مرکزی ڈرائیونگ فورس کے طور پر st اسٹیکنگ تعامل کے ذریعہ سمجھایا گیا ہے۔ جامع ایک پرتوں والا مواد ہے جو گرافین کی طرح ہے جس میں جذب زیادہ سے زیادہ 233 ینیم ہے جس کی وجہ سے π-π* منتقلی ہے۔ ڈی سی اشتہاربیٹ کے سالماتی ڈھانچے میں چار خوشبودار حلقوں کی موجودگی کی بنیاد پر ، ہم نے قیاس کیا کہ خوشبو دار ڈی سی (ac الیکٹران قبول کنندہ) اور آر جی او کی سطح پر π-الیکٹران سے مالا مال خطہ π-π-stacking تعامل کا ایک طریقہ کار موجود ہے۔ /nzvi کمپوزٹ۔ اس کے علاوہ ، جیسا کہ انجیر میں دکھایا گیا ہے۔ ڈی سی کے ساتھ آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپوزٹ کے سالماتی تعامل کا مطالعہ کرنے کے لئے 10 بی ، ایف ٹی آئی آر اسٹڈیز کی گئیں ، اور ڈی سی جذب کے بعد آر جی او/این زیڈ وی آئی کمپوزٹ کا ایف ٹی آئی آر سپیکٹرا شکل 10 بی میں دکھایا گیا ہے۔ 10 بی۔ ایک نئی چوٹی 2111 سینٹی میٹر 1 پر دیکھی جاتی ہے ، جو C = C بانڈ کے فریم ورک کمپن کے مساوی ہے ، جو 67 RGO/NZVI کی سطح پر متعلقہ نامیاتی فنکشنل گروپوں کی موجودگی کی نشاندہی کرتا ہے۔ دیگر چوٹیوں کو 1561 سے 1548 سینٹی میٹر 1 اور 1399 سے 1360 سینٹی میٹر 1 تک منتقل کیا جاتا ہے ، جو اس بات کی بھی تصدیق کرتا ہے کہ گرافین اور نامیاتی آلودگی 68،69 کے جذب میں π-π تعامل اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ ڈی سی جذب کے بعد ، کچھ آکسیجن پر مشتمل گروہوں کی شدت ، جیسے OH ، 3270 سینٹی میٹر -1 تک کم ہوگئی ، جس سے پتہ چلتا ہے کہ ہائیڈروجن بانڈنگ جذب کرنے والے میکانزم میں سے ایک ہے۔ اس طرح ، نتائج کی بنیاد پر ، RGO/NZVI جامع پر DC جذب بنیادی طور پر st اسٹیکنگ تعامل اور H بانڈز کی وجہ سے ہوتا ہے۔
RGO/NZVI اور NZVI کمپلیکس (A) کے ذریعہ ڈی سی اینٹی بائیوٹکس کے جذب کرنے کا عقلی طریقہ کار۔ RGO/NZVI اور NZVI (B) پر DC کا FTIR جذب سپیکٹرا۔
NZVI کے جذب بینڈ کی شدت 3244 ، 1615 ، 1546 ، اور 1011 سینٹی میٹر - 1 میں NZVI (تصویر 10B) پر DC جذب کے بعد NZVI کے مقابلے میں اضافہ ہوا ہے ، جو DC میں کاربو آکسیلک ایسڈ O گروپوں کے ممکنہ فعال گروپوں کے ساتھ تعامل سے متعلق ہونا چاہئے۔ تاہم ، تمام مشاہدہ شدہ بینڈوں میں ٹرانسمیشن کی یہ کم فیصد جذب کے عمل سے پہلے NZVI کے مقابلے میں Phytosynthetic adsorbent (NZVI) کی جذب کی کارکردگی میں کوئی خاص تبدیلی کی نشاندہی نہیں کرتی ہے۔ NZVI71 کے ساتھ کچھ ڈی سی ہٹانے کی تحقیق کے مطابق ، جب NZVI H2O کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے تو ، الیکٹرانوں کو جاری کیا جاتا ہے اور پھر H+ کو انتہائی کم فعال ہائیڈروجن تیار کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ آخر میں ، کچھ کیٹیشنک مرکبات فعال ہائیڈروجن سے الیکٹرانوں کو قبول کرتے ہیں ، جس کے نتیجے میں -c = n اور -c = c- ہوتا ہے ، جس کی وجہ بینزین رنگ کی تقسیم سے منسوب ہے۔