Ẹ ṣeun fún ṣíbẹ̀wò sí Nature.com. Ẹ̀yà ẹ̀rọ ìṣàwárí tí ẹ ń lò ní àtìlẹ́yìn CSS díẹ̀. Fún ìrírí tí ó dára jùlọ, a gbà yín nímọ̀ràn pé kí ẹ lo ẹ̀rọ ìṣàwárí tí a ti mú gbóná (tàbí kí ẹ mú Ìbáramu Ipò nínú Internet Explorer kúrò). Ní àkókò yìí, láti rí i dájú pé a ń tẹ̀síwájú láti ṣe àtìlẹ́yìn, a ó ṣe àtìlẹ́yìn sí ojú-òpó wẹ́ẹ̀bù náà láìsí àwọn àṣà àti JavaScript.
Nínú iṣẹ́ yìí, a ṣe àgbékalẹ̀ àwọn àkópọ̀ rGO/nZVI fún ìgbà àkọ́kọ́ nípa lílo ìlànà tí ó rọrùn tí ó sì bá àyíká mu nípa lílo ìyọkúrò ewé Sophora yellowy gẹ́gẹ́ bí ohun tí ó ń dínkù àti olùdúróṣinṣin láti tẹ̀lé àwọn ìlànà kemistri “alawọ ewe”, bíi ìṣẹ̀dá kẹ́míkà tí kò léwu. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ irinṣẹ́ ni a ti lò láti fìdí ìṣẹ̀dá àwọn àkópọ̀ náà múlẹ̀, bíi SEM, EDX, XPS, XRD, FTIR, àti zeta potential, èyí tí ó fi hàn pé ìṣẹ̀dá àkópọ̀ náà yọrí sí rere. Agbára ìyọkúrò àwọn àkópọ̀ tuntun àti nZVI mímọ́ ní onírúurú ìpìlẹ̀ ìbẹ̀rẹ̀ ti doxycycline aporó ni a fiwé láti ṣe ìwádìí nípa ipa ìṣọ̀kan láàárín rGO àti nZVI. Lábẹ́ àwọn ipò ìyọkúrò ti 25mg L-1, 25°C àti 0.05g, ìwọ̀n ìyọkúrò adsorptive ti nZVI mímọ́ jẹ́ 90%, nígbà tí ìwọ̀n ìyọkúrò adsorptive ti doxycycline nípasẹ̀ àkópọ̀ rGO/nZVI dé 94.6%, èyí tí ó fi hàn pé nZVI àti rGO. Ilana fifamọra naa baamu pẹlu ilana asan-keji ati pe o wa ni ibamu daradara pẹlu awoṣe Freundlich pẹlu agbara fifamọra ti o pọju ti 31.61 miligiramu g-1 ni 25 °C ati pH 7. A ti dabaa ilana ti o yẹ fun yiyọkuro DC. Ni afikun, a tun le lo apapo rGO/nZVI lẹẹkansii jẹ 60% lẹhin awọn iyipo isọdọtun mẹfa ti o tẹle ara wọn.
Àìtó omi àti ìbàjẹ́ ti di ewu ńlá fún gbogbo orílẹ̀-èdè báyìí. Ní àwọn ọdún àìpẹ́ yìí, ìbàjẹ́ omi, pàápàá jùlọ ìbàjẹ́ aporó, ti pọ̀ sí i nítorí ìṣẹ̀dá àti lílò tí ó pọ̀ sí i nígbà àjàkálẹ̀-àrùn COVID-191,2,3. Nítorí náà, ìdàgbàsókè ìmọ̀-ẹ̀rọ tí ó gbéṣẹ́ fún pípa àwọn aporó nínú omi ìdọ̀tí run jẹ́ iṣẹ́ pàtàkì.
Ọ̀kan lára àwọn egbòogi abẹ́rẹ́ tí ó lè dènà ìpara láti inú ẹgbẹ́ tetracycline ni doxycycline (DC)4,5. A ti ròyìn pé a kò le ṣe àtúnṣe àwọn èérún DC nínú omi inú ilẹ̀ àti omi ojú ilẹ̀, 20-50% nìkan ni a ń ṣe àtúnṣe àti pé a ń tú ìyókù sí àyíká, èyí tí ó ń fa àwọn ìṣòro àyíká àti ìlera tó le koko6.
Fífi ara hàn sí DC ní ìwọ̀n tó kéré lè pa àwọn ohun alumọ́ọ́nì tó ń mú kí omi gbóná, ó lè halẹ̀ mọ́ ìtànkálẹ̀ àwọn bakitéríà tó ń pa kòkòrò àrùn, ó sì lè mú kí agbára ìdènà kòkòrò àrùn pọ̀ sí i, nítorí náà, ó yẹ kí a mú àwọn ohun alumọ́ọ́nì yìí kúrò nínú omi ìdọ̀tí. Ìbàjẹ́ àdánidá ti DC nínú omi jẹ́ ìlànà tó lọ́ra gan-an. Àwọn ìlànà physico-kemikali bíi photolysis, biodegradation àti adsorption lè bàjẹ́ ní ìwọ̀n tó kéré àti ní ìwọ̀n tó kéré gan-an7,8. Síbẹ̀síbẹ̀, ọ̀nà tó rọrùn jùlọ, tó rọrùn, tó rọrùn láti lò, tó sì gbéṣẹ́ jùlọ ni adsorption9,10.
Irin Nano odo valent (nZVI) jẹ́ ohun èlò tó lágbára gan-an tó lè mú ọ̀pọ̀lọpọ̀ oògùn aporó kúrò nínú omi, títí bí metronidazole, diazepam, ciprofloxacin, chloramphenicol, àti tetracycline. Agbára yìí jẹ́ nítorí àwọn ohun ìyanu tí nZVI ní, bíi ìṣiṣẹ́ gíga, agbègbè ojú ilẹ̀ tó tóbi, àti ọ̀pọ̀lọpọ̀ ibi ìsopọ̀ ìta. Síbẹ̀síbẹ̀, nZVI máa ń kórajọpọ̀ nínú omi nítorí agbára van der Wells àti àwọn ohun ìní magnetic gíga, èyí tó ń dín agbára rẹ̀ kù nínú yíyọ àwọn ohun ìbàjẹ́ kúrò nítorí ìṣẹ̀dá àwọn fẹ́lẹ́fẹ́lẹ́ oxide tí ó ń dí ìṣiṣẹ́ nZVI10,12 lọ́wọ́. A lè dín ìṣọ̀kan àwọn èròjà nZVI kù nípa yíyí àwọn ojú ilẹ̀ wọn padà pẹ̀lú àwọn surfactants àti polymers tàbí nípa sísopọ̀ wọn pọ̀ mọ́ àwọn ohun èlò nano mìíràn ní ìrísí àwọn èròjà, èyí tó ti fihàn pé ó jẹ́ ọ̀nà tó dára láti mú ìdúróṣinṣin wọn sunwọ̀n síi nínú àyíká13,14.
Graphene jẹ́ ohun èlò nanocarbon onípele méjì tí ó ní àwọn átọ̀mù erogba sp2-hybridized tí a ṣètò sínú oyin. Ó ní agbègbè ojú ilẹ̀ ńlá, agbára ẹ̀rọ pàtàkì, ìṣiṣẹ́ electrocatalytic tó dára, agbára ìgbóná gíga, ìṣíkiri electron kíákíá, àti ohun èlò gbígbé tí ó yẹ láti ṣe àtìlẹ́yìn fún àwọn nanoparticles aláìṣeédá lórí ojú rẹ̀. Àpapọ̀ àwọn nanoparticles irin àti graphene lè ju àǹfààní ẹnìkọ̀ọ̀kan ti ohun èlò kọ̀ọ̀kan lọ, nítorí àwọn ànímọ́ ti ara àti kẹ́míkà tí ó ga jùlọ, ó pèsè ìpínkiri tó dára jùlọ ti àwọn nanoparticles fún ìtọ́jú omi tí ó munadoko jù15.
Àwọn ohun tí a yọ jáde nínú ewéko ni ìyàtọ̀ tó dára jùlọ sí àwọn ohun tí a lè dínkù kẹ́míkà tí ó léwu tí a sábà máa ń lò nínú ìṣẹ̀dá graphene oxide tí a dínkù (rGO) àti nZVI nítorí pé wọ́n wà, wọ́n wọ́n, wọ́n sì rọrùn láti lò, ìgbésẹ̀ kan ṣoṣo ni wọ́n, wọ́n sì ṣeé lò gẹ́gẹ́ bí àwọn ohun tí a lè dínkù. Bíi flavonoids àti àwọn ohun tí a lè fi phenolic ṣe tún ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ohun tí ń mú kí ara dúró. Nítorí náà, a lo ìyọkúrò ewé Atriplex halimus L. gẹ́gẹ́ bí ohun tí a lè tún ṣe àti pípa fún ìṣẹ̀dá àwọn ohun tí a lè fi rGO/nZVI ṣe nínú ìwádìí yìí. Atriplex halimus láti inú ìdílé Amaranthaceae jẹ́ ewéko tí ó fẹ́ràn nitrogen títí ayé pẹ̀lú àwọn ibi tí ó gbòòrò ní agbègbè ayé.
Gẹ́gẹ́ bí ìwé tí ó wà, a kọ́kọ́ lo Atriplex halimus (A. halimus) láti ṣe àwọn àkójọpọ̀ rGO/nZVI gẹ́gẹ́ bí ọ̀nà ìṣẹ̀dá tí ó rọrùn láti lò àti tí ó bá àyíká mu. Nítorí náà, ète iṣẹ́ yìí ní apá mẹ́rin: (1) phytosynthesis ti rGO/nZVI àti àwọn àkójọpọ̀ nZVI òbí nípa lílo A. halimus aquatic leaf extract, (2) ìṣesí àwọn àkójọpọ̀ phytosynthesized nípa lílo ọ̀pọ̀lọpọ̀ ọ̀nà láti fìdí ìṣe wọn múlẹ̀ ní àṣeyọrí, (3) kẹ́kọ̀ọ́ ipa ìṣọ̀kan ti rGO àti nZVI nínú fífọ àti yíyọ àwọn èròjà onígbàlódé ti àwọn aporó doxycycline kúrò lábẹ́ àwọn ìlànà ìṣesí tó yàtọ̀ síra, mú kí àwọn ipò ìlànà fífọwọ́sí sunwọ̀n síi, (3) ṣe ìwádìí lórí àwọn ohun èlò àkójọpọ̀ ní onírúurú ìtọ́jú lẹ́yìn ìṣiṣẹ́.
Doxycycline hydrochloride (DC, MM = 480.90, agbekalẹ kemikali C22H24N2O·HCl, 98%), iron chloride hexahydrate (FeCl3.6H2O, 97%), lulú graphite ti a ra lati Sigma-Aldrich, USA. Sodium hydroxide (NaOH, 97%), ethanol (C2H5OH, 99.9%) ati hydrochloric acid (HCl, 37%) ni a ra lati Merck, USA. NaCl, KCl, CaCl2, MnCl2 ati MgCl2 ni a ra lati ọdọ Tianjin Comio Chemical Reagent Co., Ltd. Gbogbo awọn reagents jẹ mimọ itupalẹ giga. Omi ti a fi omi ṣan lẹẹmeji ni a lo lati pese gbogbo awọn ojutu omi.
Àwọn àpẹẹrẹ aṣojú ti A. halimus ni a ti kó láti ibi ìbílẹ̀ wọn ní Nile Delta àti ilẹ̀ ní etíkun Mẹditaréníà ti Íjíbítì. A kó àwọn ohun èlò ewéko jọ ní ìbámu pẹ̀lú àwọn ìlànà orílẹ̀-èdè àti ti àgbáyé tó báramu17. Ọ̀jọ̀gbọ́n Manal Fawzi ti ṣàwárí àwọn àpẹẹrẹ ewéko gẹ́gẹ́ bí Boulos18 ti sọ, Ẹ̀ka ti Sáyẹ́ǹsì Àyíká ti Yunifásítì Alexandria sì fún ní àṣẹ láti kó àwọn irú ewéko tí a ti kẹ́kọ̀ọ́ fún ète ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì jọ. Àwọn ìwé ẹ̀rí àpẹẹrẹ ni a ń ṣe ní Tanta University Herbarium (TANE), àwọn ìwé ẹ̀rí no. 14 122–14 127, ilé ìtọ́jú ewéko gbogbogbòò tí ó ń fúnni ní àǹfààní láti rí àwọn ohun èlò tí a fi pamọ́. Ní àfikún, láti mú eruku tàbí ẹrẹ̀ kúrò, gé ewé ewéko náà sí àwọn ègé kéékèèké, fi omi tí a fi omi fọ̀ ọ́ nígbà mẹ́ta, lẹ́yìn náà gbẹ ní 50°C. A fọ́ ewéko náà, a fi 5 g ti lulú dídán náà bọ inú 100 milimita omi tí a fi omi fọ̀ ọ́, a sì rú u ní 70°C fún ìṣẹ́jú 20 láti gba ìyọkúrò kan. A fi ìwé àlẹ̀mọ́ Whatman tí a rí yọ́ ọ mọ́ sínú àwọn ọ̀pá tí a ti fi omi fọ̀ ọ́ ní 4°C fún lílò síwájú sí i.
Gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 1, a fi ìyẹ̀fun graphite ṣe GO nípa lílo ọ̀nà Hummers tí a yípadà. A fọ́n ìyẹ̀fun GO 10 miligiramu sínú omi tí a ti yọ ion kúrò 50 milimita fún ìṣẹ́jú 30 lábẹ́ sonication, lẹ́yìn náà a da 0.9 g ti FeCl3 àti 2.9 g ti NaAc pọ̀ fún ìṣẹ́jú 60. A fi 20 milimita ti ewé atriplex kún omi tí a pò pẹ̀lú ìdàpọ̀, a sì fi sílẹ̀ ní 80°C fún wákàtí 8. A fi ìdàpọ̀ dúdú tí ó yọrí sí àlẹ̀mọ́. A fi ethanol àti omi bidistilled fọ àwọn nanocomposites tí a ti pèsè, a sì gbẹ wọ́n nínú ààrò onífọ́ ní 50°C fún wákàtí 12.
Àwọn fọ́tò oní-ẹ̀rọ àti oní-nọ́ńbà ti ìṣẹ̀dá ewéko ti àwọn àkópọ̀ rGO/nZVI àti nZVI àti yíyọ àwọn abẹ́rẹ́ DC kúrò nínú omi tí ó ní ìbàjẹ́ nípa lílo èròjà Atriplex halimus.
Ní ṣókí, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 1, a fi 10 milimita omi iron chloride tí ó ní 0.05 M Fe3+ ions kún 20 milimita omi ewé kíkorò fún ìṣẹ́jú 60 pẹ̀lú gbígbóná díẹ̀díẹ̀ àti rírọ̀pọ̀, lẹ́yìn náà a fi centrifuge omi náà síta ní 14,000 rpm (Hermle , 15,000 rpm) fún ìṣẹ́jú 15 láti fún àwọn èròjà dúdú, èyí tí a fi ethanol àti omi tí a ti fọ̀ nígbà mẹ́ta, lẹ́yìn náà a gbẹ ẹ́ nínú ààrò onífọ́ ní 60° C. ní alẹ́ kan.
Àwọn àkójọpọ̀ rGO/nZVI àti nZVI tí a fi ewéko ṣe ni a fi UV-visive spectroscopy (T70/T80 series UV/Vis spectrophotometers, PG Instruments Ltd, UK) ṣe àfihàn nínú ìwọ̀n ìwòran 200-800 nm. Láti ṣe àyẹ̀wò àyíká àti ìpínkiri ìwọ̀n àwọn àkójọpọ̀ rGO/nZVI àti nZVI, a lo TEM spectroscopy (JOEL, JEM-2100F, Japan, acceleration voltage 200 kV). Láti ṣe àyẹ̀wò àwọn ẹgbẹ́ iṣẹ́ tí ó lè kópa nínú àwọn ìyọkúrò ohun ọ̀gbìn tí ó ṣe pàtàkì fún ìpadàbọ̀sípò àti ìdúróṣinṣin, a ṣe FT-IR spectroscopy (JASCO spectrometer ní ìwọ̀n 4000-600 cm-1). Ní àfikún, a lo atupalẹ agbara zeta (Zetasizer Nano ZS Malvern) láti ṣe àyẹ̀wò ìdíyelé ojú ilẹ̀ àwọn nanomaterials tí a ti ṣe àkójọpọ̀. Fún ìwọ̀n ìṣàyẹ̀wò X-ray diffraction ti àwọn ohun èlò nano powdered, a lo X-ray diffractometer (X'PERT PRO, Netherlands) tí ó ń ṣiṣẹ́ ní ìṣàn (40 mA), folti (45 kV) nínú 2θ láti 20° sí 80° àti ìtànṣán CuKa1 (\(\lambda =\ ) 1.54056 Ao). Agbára ìfọ́nká X-ray (EDX) (àwòrán JEOL JSM-IT100) ló ṣe àkíyèsí ìṣètò èròjà nígbà tí ó ń kó àwọn ìtànṣán Al K-α monochromatic láti -10 sí 1350 eV jọ lórí XPS, ìwọ̀n àmì 400 μm K-ALPHA (Thermo Fisher Scientific, USA) agbára ìfọ́nká ti gbogbo ìtànṣán jẹ́ 200 eV àti ìlà ... A lo ìpele C 1 s gẹ́gẹ́ bí ìtọ́kasí ní 284.58 eV láti pinnu agbára ìsopọ̀.
Àwọn àdánwò adsorption ni a ṣe láti dán bí rGO/nZVI nanocomposites ṣe munadoko tó nínú yíyọ doxycycline (DC) kúrò nínú omi. Àwọn àdánwò adsorption ni a ṣe nínú àwọn ìgò Erlenmeyer 25 milimita ní iyàrá mìmì ti 200 rpm lórí ohun èlò ìfọwọ́sowọ́pọ̀ orbital shaker (Stuart, Orbital Shaker/SSL1) ní 298 K. Nípa fífi omi DC stock (1000 ppm) po omi bidistilled. Láti ṣe àyẹ̀wò ipa tí rGO/nSVI ní lórí bí adsorption ṣe ń ṣiṣẹ́, a fi àwọn nanocomposites tí wọ́n ní ìwọ̀n tó yàtọ̀ síra (0.01–0.07 g) kún 20 milimita omi DC. Láti ṣe àyẹ̀wò àwọn kinetics àti adsorption isotherms, a fi 0.05 g ti adsorbent sínú omi CD olómi pẹ̀lú ìfọkànsí àkọ́kọ́ (25–100 mg L–1). A ṣe àyẹ̀wò ipa pH lórí yíyọ DC kúrò ní pH (3–11) àti ìṣọ̀kan àkọ́kọ́ ti 50 miligiramu L-1 ní 25°C. Ṣàtúnṣe pH ti ètò náà nípa fífi ìwọ̀n díẹ̀ ti HCl tàbí omi NaOH kún un (Crison pH meter, pH meter, pH 25). Ní àfikún, a ṣe àyẹ̀wò ipa ti iwọn otutu ìṣesí lórí àwọn àyẹ̀wò ìfàmọ́ra ní ìwọ̀n 25-55°C. A ṣe àyẹ̀wò ipa ti agbára ionic lórí ilana ìfàmọ́ra nípa fífi onírúurú ìṣọ̀kan ti NaCl (0.01–4 mol L–1) kún ní ìṣọ̀kan àkọ́kọ́ ti DC ti 50 miligiramu L–1, pH 3 àti 7), 25°C, àti ìwọ̀n ìfàmọ́ra ti 0.05 g. A wọn ìfàmọ́ra DC tí kò ní ìfàmọ́ra nípa lílo ẹ̀rọ ìṣàyẹ̀wò UV-Vis onígun méjì (T70/T80 series, PG Instruments Ltd, UK) tí a fi àwọn quartz cuvettes gígùn ọ̀nà 1.0 cm ní àwọn ìgbìnlẹ̀ tó pọ̀ jùlọ (λmax) ti 270 àti 350 nm. A wọn ìpín ogorun ìyọkúrò àwọn aporó DC (R%; Eq. 1) àti iye ìfàmọ́ra DC, qt, Eq. 2 (mg/g) nípa lílo ìgbékalẹ̀ tó tẹ̀lé yìí.
níbi tí %R jẹ́ agbára ìyọkúrò DC (%), Co jẹ́ ìfojúsùn DC àkọ́kọ́ ní àkókò 0, àti C jẹ́ ìfojúsùn DC ní àkókò t, ní ìtẹ̀léra (mg L-1).
Níbi tí qe jẹ́ iye DC tí a fi sínú ìṣùpọ̀ ìṣùpọ̀ ìpara (mg g-1), Co àti Ce jẹ́ ìfọ́pọ̀ ní àkókò òdo àti ní ìwọ̀n, ní ìtẹ̀léra (mg l-1), V ni ìwọ̀n omi (l), àti m ni ohun tí a fi ń mú kí ìpara pọ̀ (g).
Àwọn àwòrán SEM (Àwòrán 2A–C) fi ìrísí lamellar ti àdàpọ̀ rGO/nZVI pẹ̀lú àwọn nanoparticles irin oníyípo tí a fọ́n káàkiri lórí ojú rẹ̀ hàn, èyí tí ó fi hàn pé àwọn NPs nZVI so mọ́ ojú rGO náà dáadáa. Ní àfikún, àwọn wrinkles kan wà nínú ewé rGO, èyí tí ó jẹ́rìí sí yíyọ àwọn ẹgbẹ́ tí ó ní atẹ́gùn kúrò ní àkókò kan náà pẹ̀lú ìmúpadàbọ̀sípò A. halimus GO. Àwọn wrinkles ńlá wọ̀nyí ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ibi fún gbígbé NPs irin lárugẹ. Àwọn àwòrán nZVI (Àwòrán 2D-F) fihàn pé àwọn NPs irin oníyípo náà fọ́nká gan-an wọn kò sì para pọ̀, èyí tí ó jẹ́ nítorí ìrísí ìbòrí àwọn ẹ̀yà ara ewéko ti ìyọkúrò ewéko náà. Ìwọ̀n pàǹtí náà yàtọ̀ láàrín 15–26 nm. Síbẹ̀síbẹ̀, àwọn agbègbè kan ní ìrísí mesoporous pẹ̀lú ìṣètò àwọn bulges àti ihò, èyí tí ó lè pèsè agbára ìfàmọ́ra gíga ti nZVI, nítorí wọ́n lè mú kí ó ṣeéṣe láti di àwọn molecule DC mú sórí ojú nZVI. Nígbà tí wọ́n lo èròjà Rosa Damascus fún ìṣẹ̀dá nZVI, àwọn NP tí wọ́n rí kò ní ìrísí tó jọra, pẹ̀lú àwọn òfo àti àwọn ìrísí tó yàtọ̀ síra, èyí tó dín agbára wọn nínú ìfàmọ́ra Cr(VI) kù, tó sì mú kí àkókò ìṣiṣẹ́ náà pọ̀ sí i 23. Àwọn àbájáde náà bá nZVI tí wọ́n ṣe láti inú ewé igi oaku àti mulberry mulberry mu, èyí tó jẹ́ àwọn nanoparticles oníyípo pẹ̀lú onírúurú ìwọ̀n nanometer láìsí ìṣọ̀kan tó hàn gbangba.
Àwọn àwòrán SEM ti àwọn àkópọ̀ rGO/nZVI (AC), àwọn àkópọ̀ nZVI (D, E) àti àwọn àpẹẹrẹ EDX ti àwọn àkópọ̀ nZVI/rGO (G) àti nZVI (H).
A ṣe ìwádìí lórí àkójọpọ̀ èròjà rGO/nZVI àti nZVI tí a fi ewéko ṣe àgbékalẹ̀ wọn ni a lò nípa lílo EDX (Àwòrán 2G, H). Àwọn ìwádìí fihàn pé nZVI jẹ́ ti erogba (38.29% nípa ìwọ̀n), oxygen (47.41% nípa ìwọ̀n) àti irin (11.84% nípa ìwọ̀n), ṣùgbọ́n àwọn èròjà mìíràn bíi phosphorus24 tún wà, èyí tí a lè rí láti inú àwọn èròjà ewéko. Ní àfikún, ìpín ogorun gíga ti erogba àti oxygen jẹ́ nítorí wíwà àwọn phytochemicals láti inú àwọn èròjà ewéko nínú àwọn àpẹẹrẹ nZVI lábẹ́ ilẹ̀. Àwọn èròjà wọ̀nyí ni a pín káàkiri lórí rGO ṣùgbọ́n ní àwọn ìpíndọ́gba ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀: C (39.16 wt %), O (46.98 wt %) àti Fe (10.99 wt %), EDX rGO/nZVI tún fi wíwà àwọn èròjà mìíràn bíi S, èyí tí a lè so pọ̀ mọ́ àwọn èròjà ewéko, ni a lò. Ìpíndọ́gba C:O lọ́wọ́lọ́wọ́ àti iye irin nínú àdàpọ̀ rGO/nZVI nípa lílo A. halimus dára ju lílo àdàpọ̀ eucalyptus lọ, nítorí ó ṣe àfihàn àdàpọ̀ C (23.44 wt.%), O (68.29 wt.%) àti Fe (8.27 wt.%). wt %) 25. Nataša et al., 2022 ròyìn àdàpọ̀ elemental kan náà ti nZVI tí a ṣe láti inú ewé igi oaku àti mulberry ó sì jẹ́rìí sí i pé àwọn ẹgbẹ́ polyphenol àti àwọn molecule mìíràn tí ó wà nínú àdàpọ̀ ewé ni ó ń ṣe ìdínkù náà.
Ìrísí nZVI tí a ṣe nínú àwọn ewéko (Àwòrán S2A,B) jẹ́ onígun mẹ́rin àti aláìdọ́gba díẹ̀, pẹ̀lú ìwọ̀n pàǹtí tó jẹ́ 23.09 ± 3.54 nm, ṣùgbọ́n a rí àwọn àkójọpọ̀ ẹ̀wọ̀n nítorí agbára van der Waals àti ferromagnetism. Ìrísí pàǹtí tó pọ̀ jùlọ yìí bá àwọn àbájáde SEM mu. Abdelfatah àti àwọn ẹlòmíràn rí irú àkíyèsí kan náà ní ọdún 2021 nígbà tí a lo ìrísí ewé castor bean nínú ìṣẹ̀dá nZVI11. Ìrísí ewé Ruelas tuberosa NPs tí a lò gẹ́gẹ́ bí ohun tí ń dínkù nínú nZVI tún ní ìrísí onígun mẹ́rin pẹ̀lú ìwọ̀n 20 sí 40 nm26.
Àwọn àwòrán TEM oníṣọ̀kan rGO/nZVI (Àwòrán S2C-D) fihàn pé rGO jẹ́ ìpele basal pẹ̀lú àwọn ìdìpọ̀ àti ìrísí tí ó ń pèsè ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ibi ìrùsókè fún nZVI NPs; ìrísí lamellar yìí tún fìdí ìṣelọ́pọ́ rGO múlẹ̀ ní àṣeyọrí. Ní àfikún, àwọn NP nZVI ní ìrísí oníyípo pẹ̀lú àwọn ìwọ̀n pàtákì láti 5.32 sí 27 nm wọ́n sì wà nínú ìpele rGO pẹ̀lú ìrísí tí ó fẹ́rẹ̀ẹ́ dọ́gba. A lo ìyọkúrò ewé Eucalyptus láti ṣe àkójọpọ̀ Fe NPs/rGO; Àwọn àbájáde TEM tún fìdí múlẹ̀ pé àwọn ìrísí nínú ìpele rGO mú kí ìtúká Fe NPs sunwọ̀n síi ju Fe NPs mímọ́ lọ ó sì mú kí ìṣiṣẹ́ àwọn ìrísí pọ̀ sí i. Bagheri àti àwọn ẹlòmíràn rí irú àwọn àbájáde kan náà gbà nígbà tí a ṣe àkójọpọ̀ náà nípa lílo àwọn ọ̀nà ultrasonic pẹ̀lú ìwọ̀n irin nanoparticle tí ó tó 17.70 nm.
A fi àwọn ìrísí FTIR ti àwọn àkópọ̀ A. halimus, nZVI, GO, rGO, àti rGO/nZVI hàn nínú Àwòrán 3A. Wíwà àwọn ẹgbẹ́ iṣẹ́ ojú ilẹ̀ nínú ewé A. halimus farahàn ní 3336 cm-1, èyí tí ó bá polyphenols mu, àti 1244 cm-1, èyí tí ó bá àwọn ẹgbẹ́ carbonyl tí amuaradagba náà ṣe mu. Àwọn ẹgbẹ́ mìíràn bíi alkanes ní 2918 cm-1, alkenes ní 1647 cm-1 àti àwọn ìfàgùn CO-O-CO ní 1030 cm-1 ni a ti ṣàkíyèsí, èyí tí ó fihàn wíwà àwọn ẹ̀yà ewéko tí ó ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí àwọn ohun èlò ìdìbò tí ó sì jẹ́ olùdásílẹ̀ fún ìgbàpadà láti Fe2+ sí Fe0 àti GO sí rGO29. Ní gbogbogbòò, àwọn ìrísí nZVI fi àwọn òkè ìfàmọ́ra kan náà hàn gẹ́gẹ́ bí àwọn súgà kíkorò, ṣùgbọ́n pẹ̀lú ipò tí ó yípadà díẹ̀. Ìpele líle kan farahàn ní 3244 cm-1 tí ó níí ṣe pẹ̀lú ìgbì OH (phenols), òkè kan ní 1615 bá C=C mu, àti àwọn ìpele ní 1546 àti 1011 cm-1 dìde nítorí ìnà C=O (polyphenols àti flavonoids), àwọn ẹgbẹ́ CN ti àwọn amine aromatic àti àwọn amine aliphatic ni a tún rí ní 1310 cm-1 àti 1190 cm-1, lẹ́sẹẹsẹ13. Ìpele FTIR ti GO fi hàn wíwà ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ẹgbẹ́ tí ó ní atẹ́gùn gíga, títí kan ìnà alkoxy (CO) ní 1041 cm-1, ìnà epoxy (CO) ní 1291 cm-1, ìnà C=O. Ìwọ̀n ìgbóná C=C ní 1619 cm-1, ìgbóná kan ní 1708 cm-1 àti ìgbóná gbòòrò ti ìgbóná OH ní 3384 cm-1 farahàn, èyí tí a fìdí rẹ̀ múlẹ̀ nípasẹ̀ ọ̀nà Hummers tí a ti mú sunwọ̀n síi, èyí tí ó ṣe àṣeyọrí nínú ìgbóná graphite. Nígbà tí a bá ń fi àwọn àkópọ̀ rGO àti rGO/nZVI wéra pẹ̀lú ìrísí GO, agbára àwọn ẹgbẹ́ kan tí ó ní atẹ́gùn, bíi OH ní 3270 cm-1, dínkù gidigidi, nígbà tí àwọn mìíràn, bíi C=O ní 1729 cm-1, ti dínkù pátápátá. , èyí tí ó ń fi hàn pé a ti yọ àwọn ẹgbẹ́ iṣẹ́ tí ó ní atẹ́gùn ní GO kúrò ní àṣeyọrí nípa lílo ìyọkúrò A. halimus. Àwọn òkè tuntun tí ó mú kedere ti rGO ní ìfúnpọ̀ C=C ni a rí ní nǹkan bí 1560 àti 1405 cm-1, èyí tí ó fìdí ìdínkù GO sí rGO múlẹ̀. A ṣe akiyesi awọn iyatọ lati 1043 si 1015 cm-1 ati lati 982 si 918 cm-1, o ṣee ṣe nitori ifisi ohun elo ọgbin31,32. Weng et al., 2018 tun ṣe akiyesi idinku pataki ti awọn ẹgbẹ iṣẹ-ṣiṣe ti o ni atẹgun ninu GO, ti o jẹrisi iṣelọpọ aṣeyọri ti rGO nipasẹ bioreduction, nitori awọn iyọkuro ewe eucalyptus, eyiti a lo lati ṣe idapọ awọn akojọpọ iron graphene oxide ti o dinku, fihan awọn ifihan FTIR ti awọn ẹgbẹ iṣẹ-ṣiṣe ti ọgbin. 33.
A. Ìrísí FTIR ti gallium, nZVI, rGO, GO, composite rGO/nZVI (A). Àwọn composite Roentgenogrammy rGO, GO, nZVI àti rGO/nZVI (B).
A fi àwọn àpẹẹrẹ ìyípadà X-ray hàn gbangba pé àwọn àkópọ̀ rGO/nZVI àti nZVI ni a fi hàn (Àwòrán 3B). A rí òkè Fe0 gíga ní 2Ɵ 44.5°, tí ó bá àtọ́ka (110) mu (JCPDS nọ́mbà 06–0696)11. Òkè mìíràn ní 35.1° ti òkè (311) ni a fi ṣe magnetite Fe3O4, 63.2° lè ní í ṣe pẹ̀lú àtọ́ka Miller ti òkè (440) nítorí wíwà ϒ-FeOOH (JCPDS nọ́mbà 17-0536)34. Àpẹẹrẹ X-ray ti GO fi òkè tó mú ní 2Ɵ 10.3° àti òkè mìíràn ní 21.1° hàn, èyí tí ó fi hàn pé graphite náà ti yọ gbogbo rẹ̀ kúrò pátápátá, ó sì fi hàn pé àwọn ẹgbẹ́ tí ó ní atẹ́gùn nínú rẹ̀ wà lórí ojú GO35. Àwọn àpẹẹrẹ àpapọ̀ ti rGO àti rGO/nZVI ṣàkọsílẹ̀ píparẹ́ àwọn òkè GO tí ó jẹ́ àmì àti ìṣẹ̀dá àwọn òkè rGO gbígbòòrò ní 2Ɵ 22.17 àti 24.7° fún àwọn àkópọ̀ rGO àti rGO/nZVI, lẹ́sẹẹsẹ, èyí tí ó fi hàn pé GO ti ṣe àṣeyọrí láti gba àwọn ohun ọ̀gbìn padà. Síbẹ̀síbẹ̀, nínú àpẹẹrẹ rGO/nZVI tí a ṣe àkópọ̀, a ṣe àkíyèsí àwọn òkè afikún tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìlà lattice ti Fe0 (110) àti bcc Fe0 (200) ní 44.9\(^\circ\) àti 65.22\(^\circ\), lẹ́sẹẹsẹ.
Agbara zeta ni agbara laarin fẹlẹfẹlẹ ionic ti a so mọ oju patiku kan ati ojutu omi ti o pinnu awọn ohun-ini electrostatic ti ohun elo kan ati wiwọn iduroṣinṣin rẹ37. Itupalẹ agbara Zeta ti awọn akojọpọ nZVI, GO, ati rGO/nZVI ti a ṣe agbekalẹ ọgbin fihan iduroṣinṣin wọn nitori wiwa awọn idiyele odi ti -20.8, -22, ati -27.4 mV, lẹsẹsẹ, lori oju wọn, gẹgẹbi a ti fihan ni Aworan S1A-C. . Iru awọn abajade bẹẹ baamu pẹlu awọn ijabọ pupọ ti o mẹnuba pe awọn ojutu ti o ni awọn patikulu pẹlu awọn iye agbara zeta ti ko to -25 mV nigbagbogbo fihan iwọn iduroṣinṣin giga nitori ifasita electrostatic laarin awọn patikulu wọnyi. Apapo rGO ati nZVI gba composite laaye lati gba awọn idiyele odi diẹ sii ati nitorinaa o ni iduroṣinṣin ti o ga ju boya GO tabi nZVI nikan lọ. Nitorinaa, iṣẹlẹ ti ifasita electrostatic yoo ja si dida awọn composite rGO/nZVI39 ti o duro ṣinṣin. Ojú odi GO yìí máa ń jẹ́ kí ó tàn kálẹ̀ déédé nínú omi láìsí ìdàpọ̀, èyí tó máa ń ṣẹ̀dá àwọn ipò tó dára fún ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú nZVI. Owó odi náà lè ní í ṣe pẹ̀lú wíwà àwọn ẹgbẹ́ iṣẹ́ tó yàtọ̀ síra nínú ìyọkúrò melon kíkorò, èyí tó tún ń jẹ́rìí sí ìbáṣepọ̀ láàárín GO àti àwọn ohun èlò irin àti ìyọkúrò ewéko láti ṣẹ̀dá rGO àti nZVI, lẹ́sẹẹsẹ, àti rGO/nZVI complex. Àwọn ohun èlò ewéko wọ̀nyí tún lè ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí àwọn ohun èlò ìdènà, nítorí wọ́n ń dènà ìdàpọ̀ àwọn nanoparticles tó ń jáde, èyí sì ń mú kí ìdúróṣinṣin wọn pọ̀ sí i40.
A pinnu ìṣètò àti ipò valence ti àwọn àkópọ̀ nZVI àti rGO/nZVI (Àwòrán 4). Ìwádìí gbogbogbòò XPS fihàn pé àkópọ̀ rGO/nZVI jẹ́ ti àwọn èròjà C, O, àti Fe, ní ìbámu pẹ̀lú àwòrán EDS (Àwòrán 4F–H). Àkópọ̀ C1s ní àwọn òkè mẹ́ta ní 284.59 eV, 286.21 eV àti 288.21 eV tí ó dúró fún CC, CO àti C=O, ní ìtẹ̀léra. A pín ìṣètò O1s sí àwọn òkè mẹ́ta, pẹ̀lú 531.17 eV, 532.97 eV, àti 535.45 eV, èyí tí a yàn sí àwọn ẹgbẹ́ O=CO, CO, àti NO, ní ìtẹ̀léra. Síbẹ̀síbẹ̀, àwọn òkè ní 710.43, 714.57 àti 724.79 eV tọ́ka sí Fe 2p3/2, Fe+3 àti Fe p1/2, ní ìtẹ̀léra. Ìwòrán XPS ti nZVI (Àwòrán 4C-E) fi àwọn òkè hàn fún àwọn èròjà C, O, àti Fe. Àwọn òkè ní 284.77, 286.25, àti 287.62 eV jẹ́rìí sí wíwà àwọn irin-carbon alloys, bí wọ́n ṣe tọ́ka sí CC, C-OH, àti CO, lẹ́sẹẹsẹ. Ìwòrán O1s bá àwọn òkè mẹ́ta C–O/iron carbonate mu (531.19 eV), hydroxyl radical (532.4 eV) àti O–C=O (533.47 eV). A fi àwọn òkè ní 719.6 hàn sí Fe0, nígbà tí FeOOH fi àwọn òkè hàn ní 717.3 àti 723.7 eV, ní àfikún, òkè ní 725.8 eV fi hàn wíwà Fe2O342.43.
Àwọn ìwádìí XPS nípa àwọn àkópọ̀ nZVI àti rGO/nZVI, lẹ́sẹẹsẹ (A, B). Àwòrán pípé ti nZVI C1s (C), Fe2p (D), àti O1s (E) àti rGO/nZVI C1s (F), Fe2p (G), O1s (H).
Ìsotherm ìfàmọ́ra/ìyọkúrò N2 (Àwòrán 5A, B) fihàn pé àwọn àkópọ̀ nZVI àti rGO/nZVI jẹ́ ti irú II. Ní àfikún, agbègbè ojú pàtó (SBET) ti nZVI pọ̀ sí i láti 47.4549 sí 152.52 m2/g lẹ́yìn tí a fi rGO fọ́ ọ lójú. Àbájáde yìí ni a lè ṣàlàyé nípa ìdínkù nínú àwọn ànímọ́ mànàmáná ti nZVI lẹ́yìn ìfọ́ ọ lójú rGO, nípa bẹ́ẹ̀ dín ìṣọ̀pọ̀ pàtákì kù àti mímú agbègbè ojú àwọn àkópọ̀ náà pọ̀ sí i. Ní àfikún, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 5C, ìwọ̀n ihò (8.94 nm) ti àkópọ̀ rGO/nZVI ga ju ti nZVI àtilẹ̀wá (2.873 nm) lọ. Àbájáde yìí bá El-Monaem àti àwọn ẹlòmíràn 45 mu.
Láti ṣe àyẹ̀wò agbára ìfàmọ́ra láti yọ DC kúrò láàrín àwọn àkópọ̀ rGO/nZVI àti nZVI àtilẹ̀wá, ó sinmi lórí bí ìbísí nínú ìfọ́pọ̀ àkọ́kọ́ ṣe pọ̀ tó, a ṣe àfiwé nípa fífi ìwọ̀n ìfàmọ́ra kọ̀ọ̀kan (0.05 g) kún DC ní onírúurú ìfọ́pọ̀ ìbẹ̀rẹ̀. A ṣe ìwádìí lórí omi [25]. –100 mg l–1] ní 25°C. Àwọn èsì náà fihàn pé ìfàmọ́ra ìfàmọ́ra (94.6%) ti àkópọ̀ rGO/nZVI ga ju ti nZVI àtilẹ̀wá lọ (90%) ní ìfọ́pọ̀ kékeré (25 mg L-1). Ṣùgbọ́n, nígbà tí a mú ìfọ́pọ̀ ìbẹ̀rẹ̀ pọ̀ sí 100 mg L-1, ìfàmọ́ra ìfàmọ́ra rGO/nZVI àti nZVI òbí dínkù sí 70% àti 65%, ní ìtẹ̀léra (Àwòrán 6A), èyí tí ó lè jẹ́ nítorí àwọn ibi tí ó ń ṣiṣẹ́ díẹ̀ àti ìbàjẹ́ àwọn èròjà nZVI. Ní ìyàtọ̀ sí èyí, rGO/nZVI fi agbára ìyọkúrò DC hàn, èyí tí ó lè jẹ́ nítorí ipa ìṣọ̀kan láàárín rGO àti nZVI, níbi tí àwọn ibi tí ó dúró ṣinṣin tí ó wà fún ìfàmọ́ra ga jù, àti ní ti rGO/nZVI, a lè fa DC púpọ̀ sí i ju nZVI tí ó wà ní ìdúróṣinṣin lọ. Ní àfikún, ní àwòrán 6B fihàn pé agbára ìfàmọ́ra ti àwọn àkópọ̀ rGO/nZVI àti nZVI pọ̀ sí i láti 9.4 mg/g sí 30 mg/g àti 9 mg/g, lẹ́sẹẹsẹ, pẹ̀lú ìbísí nínú ìfojúsùn àkọ́kọ́ láti 25–100 mg/L. -1.1 sí 28.73 mg g-1. Nítorí náà, ìwọ̀n ìyọkúrò DC ní ìbáṣepọ̀ búburú pẹ̀lú ìfojúsùn DC àkọ́kọ́, èyí tí ó jẹ́ nítorí iye àwọn ibi ìṣe tí ó lopin tí olùfàmọ́ra kọ̀ọ̀kan ń ṣe àtìlẹ́yìn fún ìfàmọ́ra àti yíyọ DC kúrò nínú omi. Nítorí náà, a lè parí èrò sí láti inú àwọn àbájáde wọ̀nyí pé àwọn àkópọ̀ rGO/nZVI ní agbára ìfàmọ́ra àti ìdínkù gíga, àti pé rGO nínú àkópọ̀ rGO/nZVI ni a lè lò gẹ́gẹ́ bí ohun èlò ìfàmọ́ra àti gẹ́gẹ́ bí ohun èlò ìrùsókè.
Ìwọ̀n ìyọkúrò àti agbára ìfàmọ́ra DC fún àdàpọ̀ rGO/nZVI àti nZVI jẹ́ (A, B) [Co = 25 mg l-1–100 mg l-1, T = 25 °C, ìwọ̀n = 0.05 g], pH. lórí agbára ìfàmọ́ra àti ìyọkúrò DC lórí àwọn àdàpọ̀ rGO/nZVI (C) [Co = 50 mg L–1, pH = 3–11, T = 25°C, ìwọ̀n = 0.05 g].
pH ojutu jẹ ifosiwewe pataki ninu ikẹkọ awọn ilana gbigba, nitori pe o ni ipa lori iwọn ionization, speciation, ati ionization ti adsorbent naa. A ṣe idanwo naa ni 25°C pẹlu iwọn lilo adsorbent nigbagbogbo (0.05 g) ati ifọkansi akọkọ ti 50 miligiramu L-1 ni ibiti pH (3–11). Gẹgẹbi atunyẹwo iwe-kikọ46, DC jẹ molikula amphiphilic pẹlu ọpọlọpọ awọn ẹgbẹ iṣẹ-ṣiṣe ionizable (phenols, awọn ẹgbẹ amino, awọn alcohols) ni awọn ipele pH oriṣiriṣi. Nítorí náà, onírúurú iṣẹ́ DC àti àwọn ètò tó jọra lórí ojú àkópọ̀ rGO/nZVI lè ṣe ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú agbára iná mànàmáná, wọ́n sì lè wà gẹ́gẹ́ bí cations, zwitterions, àti anions, molecule DC náà wà gẹ́gẹ́ bí cationic (DCH3+) ní pH < 3.3, zwitterionic (DCH20) 3.3 < pH < 7.7 àti anionic (DCH− tàbí DC2−) ní PH 7.7. Nítorí náà, onírúurú iṣẹ́ DC àti àwọn ètò tó jọra lórí ojú àkópọ̀ rGO/nZVI lè ṣe ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú agbára iná mànàmáná, wọ́n sì lè wà gẹ́gẹ́ bí cations, zwitterions, àti anions, molecule DC náà wà gẹ́gẹ́ bí cationic (DCH3+) ní pH < 3.3, zwitterionic (DCH20) 3.3 < pH < 7.7 àti anionic (DCH- tàbí DC2-) ní PH 7.7. В результате различные функции ДК и связанных связанных с ними структур Elektrostatycheski ati Mogut существать в виде катов, цvyter-ionov ati antyonov, molekula ДК саще (DCH3+) рН <3,3, цвитер-ионный (DCH20) 3,3
A ṣe ipa iwọn otutu lori gbigba omi DC ni (25–55°C). Àwòrán 7A fi ipa ilosoke iwọn otutu han lori ṣiṣe imukuro awọn aporo DC lori rGO/nZVI, o han gbangba pe agbara yiyọkuro ati agbara gbigba pọ si lati 83.44% ati 13.9 mg/g si 47% ati 7.83 mg/g., lẹsẹsẹ. Idinku pataki yii le jẹ nitori ilosoke ninu agbara ooru ti awọn ions DC, eyiti o yori si idinku47.
Ipa ti Iwọn otutu lori Imukuro Agbara ati Agbára Afikún ti CD lori Awọn Apapo rGO/nZVI (A) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, Iwọn = 0.05 g], Iwọn Afikún lori Imukuro Agbara ati Aifiyọkuro Agbara ti CD Ipa ti Ifọkansi Ibẹrẹ lori agbara afikún ati ṣiṣe ti yiyọkuro DC lori apapo rGO/nSVI (B) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, T = 25°C] (C, D) [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, iwọn = 0.05 g].
Àbájáde bí a ṣe ń mú kí ìwọ̀n rGO/nZVI tó jẹ́ èròjà ìparapọ̀ pọ̀ sí i láti 0.01 g sí 0.07 g lórí bí a ṣe ń yọ ún kúrò àti bí a ṣe ń fa ún mọ́ra hàn nínú Àwòrán 7B. Ìbísí nínú ìwọ̀n òògùn ìparapọ̀ mú kí agbára ìfa ún dínkù láti 33.43 mg/g sí 6.74 mg/g. Síbẹ̀síbẹ̀, pẹ̀lú bí ìwọ̀n òògùn ìfa ún ṣe pọ̀ sí i láti 0.01 g sí 0.07 g, agbára ìfa ún pọ̀ sí i láti 66.8% sí 96%, èyí tí, gẹ́gẹ́ bí ó ti yẹ, lè ní í ṣe pẹ̀lú ìbísí nínú iye àwọn ilé-iṣẹ́ tó ń ṣiṣẹ́ lórí ojú nanocomposite.
A ṣe àyẹ̀wò ipa ìfojúsùn àkọ́kọ́ lórí agbára ìfàmọ́ra àti ìyọkúrò [25–100 mg L-1, 25°C, pH 7, ìwọ̀n 0.05 g]. Nígbà tí a mú ìfojúsùn àkọ́kọ́ pọ̀ sí i láti 25 mg L-1 sí 100 mg L-1, ìpín ogorun ìyọkúrò ti àdàpọ̀ rGO/nZVI dínkù láti 94.6% sí 65% (Àwòrán 7C), ó ṣeé ṣe kí ó jẹ́ nítorí àìsí àwọn ibi tí a fẹ́ ṣiṣẹ́. . Ó ń gba àwọn ìfojúsùn ńlá ti DC49. Ní ọwọ́ kejì ẹ̀wẹ̀, bí ìfojúsùn àkọ́kọ́ ṣe ń pọ̀ sí i, agbára ìfàmọ́ra náà tún pọ̀ sí i láti 9.4 mg/g sí 30 mg/g títí tí a fi dé ìwọ̀n ìwọ́ntúnwọ́nsí (Àwòrán 7D). Ìhùwàpadà tí kò ṣeé yẹ̀ sílẹ̀ yìí jẹ́ nítorí ìbísí nínú agbára ìwakọ̀ pẹ̀lú ìfojúsùn DC àkọ́kọ́ tí ó tóbi ju ìdènà ìyípadà ibi-ìwọ̀n DC lọ láti dé ojú 50 ti àdàpọ̀ rGO/nZVI.
Àkókò ìfọwọ́sowọ́pọ̀ àti àwọn ìwádìí kinetic ni a fẹ́ láti mọ àkókò ìfọwọ́sowọ́pọ̀. Àkọ́kọ́, iye DC tí a fà mọ́ra ní ìṣẹ́jú 40 àkọ́kọ́ ti àkókò ìfọwọ́sowọ́pọ̀ jẹ́ ìdajì gbogbo iye tí a fà mọ́ra ní gbogbo àkókò náà (ìṣẹ́jú 100). Nígbà tí àwọn molecule DC tí ó wà nínú omi ń gbá ara wọn, èyí sì ń mú kí wọ́n yára lọ sí ojú rGO/nZVI composite tí ó yọrí sí ìfọwọ́sowọ́pọ̀ pàtàkì. Lẹ́yìn ìṣẹ́jú 40, ìfọwọ́sowọ́pọ̀ DC ń pọ̀ sí i díẹ̀díẹ̀ títí tí ìwọ́ntúnwọ́nsì yóò fi dé lẹ́yìn ìṣẹ́jú 60 (Àwòrán 7D). Níwọ́n ìgbà tí a bá fa ìwọ̀n tí ó yẹ láàárín ìṣẹ́jú 40 àkọ́kọ́, ìkọlù pẹ̀lú àwọn molecule DC yóò dínkù àti pé àwọn ibi tí ń ṣiṣẹ́ díẹ̀ yóò wà fún àwọn molecule tí kò gbà. Nítorí náà, a lè dín ìwọ̀n ìfọwọ́sowọ́pọ̀ kù51.
Láti lóye kíníkíníkíníkíníkì ...
Àwọn ìtòlẹ́sẹẹsẹ ìfàmọ́ra onílànà ti ìtòlẹ́sẹẹsẹ ìkejì-àtijọ́ (A), ìtòlẹ́sẹẹsẹ ìṣáájú-àtijọ́ (B) àti Elovich (C) [Co = 25–100 mg l–1, pH = 7, T = 25 °C, ìwọ̀n = 0.05 g].
Àwọn ìwádìí nípa àwọn isotherms adsorption ń ran lọ́wọ́ láti mọ agbára adsorption ti adsorbent (RGO/nRVI composite) ní onírúurú ìfọ́pọ̀ adsorbate (DC) àti ìwọ̀n otútù ètò. A ṣírò agbára adsorption tó pọ̀ jùlọ nípa lílo isotherm Langmuir, èyí tó fihàn pé adsorption náà jẹ́ ìṣọ̀kan àti pé ó ní ìṣẹ̀dá monolayer adsorbate kan lórí ojú adsorbent láìsí ìbáṣepọ̀ láàárín wọn53. Àwọn àpẹẹrẹ isotherm méjì mìíràn tí a lò ní gbogbogbò ni àwọn àpẹẹrẹ Freundlich àti Temkin. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé a kò lo àpẹẹrẹ Freundlich láti ṣírò agbára adsorption, ó ń ran lọ́wọ́ láti lóye ìlànà adsorption onírúurú àti pé àwọn àyè lórí adsorbent ní agbára ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀, nígbà tí àpẹẹrẹ Temkin ń ran lọ́wọ́ láti lóye àwọn ànímọ́ ti ara àti kẹ́míkà ti adsorption54.
Àwọn àwòrán 9A-C fi àwọn àwòrán ìlà ti àwọn àwòrán Langmuir, Freindlich, àti Temkin hàn, ní ìtẹ̀léra. Àwọn ìwọ̀n R2 tí a ṣírò láti inú àwọn àwòrán ìlà Freundlich (Àwòrán 9A) àti Langmuir (Àwòrán 9B) tí a sì gbé kalẹ̀ nínú Táblì 2 fihàn pé ìfàmọ́ra DC lórí àkópọ̀ rGO/nZVI tẹ̀lé àwọn àwòrán isotherm Freundlich (0.996) àti Langmuir (0.988) àti Temkin (0.985). Agbára ìfàmọ́ra tó pọ̀ jùlọ (qmax), tí a ṣírò nípa lílo àwòrán isotherm Langmuir, jẹ́ 31.61 mg g-1. Ní àfikún, iye ìṣirò ti factor ìpínyà tí kò ní ìwọ̀n (RL) wà láàrín 0 àti 1 (0.097), èyí tí ó ń fi ìlànà ìfàmọ́ra tí ó dára hàn. Bí bẹ́ẹ̀ kọ́, ìyípadà Freundlich tí a ṣírò (n = 2.756) fi ìfẹ́ hàn fún ìlànà ìfàmọ́ra yìí. Gẹ́gẹ́ bí àpẹẹrẹ onílà ti isotherm Temkin (Àwòrán 9C), ìfàmọ́ra DC lórí àkójọpọ̀ rGO/nZVI jẹ́ ìlànà ìfàmọ́ra ti ara, nítorí pé b jẹ́ ˂ 82 kJ mol-1 (0.408)55. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé agbára van der Waals tí kò lágbára sábà máa ń jẹ́ ìfàmọ́ra ti ara, ìfàmọ́ra lọwọlọwọ taara lórí àwọn àkójọpọ̀ rGO/nZVI nílò agbára ìfàmọ́ra díẹ̀ [56, 57].
Àwọn isotherms ìfàmọ́ra onílànà Freundlich (A), Langmuir (B), àti Temkin (C) [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, ìwọ̀n = 0.05 g]. Àwòrán ìṣètò van't Hoff fún ìfàmọ́ra DC nípasẹ̀ àwọn àkópọ̀ rGO/nZVI (D) [Co = 25–100 mg l-1, pH = 7, T = 25–55 °C àti ìwọ̀n = 0.05 g].
Láti ṣe àyẹ̀wò ipa ìyípadà iwọ̀n otútù ìṣesí lórí yíyọ DC kúrò nínú àwọn àkópọ̀ rGO/nZVI, a ṣírò àwọn pàrámítà thermodynamic bíi ìyípadà entropy (ΔS), ìyípadà enthalpy (ΔH), àti ìyípadà agbára ọ̀fẹ́ (ΔG) láti inú àwọn ìṣètò. 3 àti 458.
níbi tí \({K}_{e}\)=\(\frac{{C}_{Ae}}{{C}_{e}}\) – ìdúróṣinṣin ìwọ̀n thermodynamic, Ce àti CAe – rGO nínú omi, lẹ́sẹẹsẹ /nZVI DC ìfọkànsí ní ìwọ́ntúnwọ̀nsí ojú ilẹ̀. R àti RT jẹ́ ìwọ́ntúnwọ̀nsí gaasi àti ìwọ́ntúnwọ̀nsí ìgbóná ara, lẹ́sẹẹsẹ. Plotting ln Ke lòdì sí 1/T fúnni ní ìlà títọ́ (Àwòrán 9D) láti èyí tí a ti lè pinnu ∆S àti ∆H.
Iye ΔH odi kan fihan pe ilana naa jẹ exothermic. Ni apa keji, iye ΔH wa laarin ilana gbigba ara. Awọn iye ΔG odi ninu Tabili 3 fihan pe gbigba ṣee ṣe ati pe o le ṣe ni airotẹlẹ. Awọn iye odi ti ΔS tọka si tito ga ti awọn molikula adsorbent ni oju-ọna omi (Tabili 3).
Táblì 4 fi àdàpọ̀ rGO/nZVI wéra pẹ̀lú àwọn adsorbents mìíràn tí a ròyìn nínú àwọn ìwádìí ìṣáájú. Ó ṣe kedere pé àdàpọ̀ VGO/nCVI ní agbára ìfàmọ́ra gíga, ó sì lè jẹ́ ohun èlò tí ó ní ìlérí fún yíyọ àwọn aporó DC kúrò nínú omi. Ní àfikún, fífọ àwọn àdàpọ̀ rGO/nZVI jẹ́ ìlànà kíákíá pẹ̀lú àkókò ìwọ́ntúnwọ́nsí ti ìṣẹ́jú 60. A lè ṣàlàyé àwọn ànímọ́ fífọmọ́ra tí ó dára jùlọ ti àwọn àdàpọ̀ rGO/nZVI nípasẹ̀ ipa ìṣọ̀kan ti rGO àti nZVI.
Àwòrán 10A, B ṣàfihàn ìlànà tó yẹ fún yíyọ àwọn aporó DC kúrò nípasẹ̀ àwọn rGO/nZVI àti àwọn àkópọ̀ nZVI. Gẹ́gẹ́ bí àbájáde àwọn ìwádìí lórí ipa pH lórí ìṣedéédé DC adsorption, pẹ̀lú ìbísí nínú pH láti 3 sí 7, adsorption DC lórí rGO/nZVI composite kò ní ìṣàkóso nípasẹ̀ àwọn ìbáṣepọ̀ electrostatic, nítorí pé ó ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí zwitterion; nítorí náà, ìyípadà nínú iye pH kò ní ipa lórí ìlànà adsorption. Lẹ́yìn náà, a lè ṣàkóso ètò adsorption nípasẹ̀ àwọn ìbáṣepọ̀ tí kì í ṣe electrostatic bíi ìsopọ̀ hydrogen, àwọn ipa hydrophobic, àti àwọn ìbáṣepọ̀ stacking π-π láàrín rGO/nZVI composite àti DC66. Ó jẹ́ mímọ̀ dáadáa pé ìlànà ti àwọn adsorbates aromatic lórí àwọn ojú ilẹ̀ graphene ti a fi aṣọ ṣe ni a ti ṣàlàyé nípa àwọn ìbáṣepọ̀ stacking π–π gẹ́gẹ́ bí agbára ìwakọ̀ pàtàkì. Composite náà jẹ́ ohun èlò onípele kan tí ó jọ graphene pẹ̀lú agbára absorption tó pọ̀ jùlọ ní 233 nm nítorí ìyípadà π-π*. Ní ìbámu pẹ̀lú wíwà àwọn òrùka aroma mẹ́rin nínú ìṣètò molikula ti adsorbate DC, a ṣe àbájáde pé ìlànà kan wà fún ìbáṣepọ̀ π-π-stacking láàrín aromatic DC (π-electron acceptor) àti agbègbè tí ó ní π-electrons sí ojú RGO. /nZVI composites. Ní àfikún, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú àwòrán 10B, a ṣe àwọn ìwádìí FTIR láti kẹ́kọ̀ọ́ nípa ìbáṣepọ̀ molikula ti àwọn composite rGO/nZVI pẹ̀lú DC, àti spectra FTIR ti àwọn composite rGO/nZVI lẹ́yìn ìfàmọ́ra DC ni a fihàn nínú Àwòrán 10B. 10b. A rí òkè tuntun ní 2111 cm-1, èyí tí ó bá ìgbìyànjú ìpìlẹ̀ ti ìdè C=C mu, èyí tí ó fihàn wíwà àwọn ẹgbẹ́ iṣẹ́ organic tí ó báramu lórí ojú 67 rGO/nZVI. Àwọn òkè mìíràn yí padà láti 1561 sí 1548 cm-1 àti láti 1399 sí 1360 cm-1, èyí tí ó tún jẹ́rìí sí i pé ìbáṣepọ̀ π-π kó ipa pàtàkì nínú fífà graphene àti àwọn èròjà onígbàlódé sínú omi. Lẹ́yìn fífà DC sínú omi, agbára àwọn ẹgbẹ́ kan tí ó ní atẹ́gùn nínú omi, bíi OH, dínkù sí 3270 cm-1, èyí tí ó fihàn pé ìsopọ̀ hydrogen jẹ́ ọ̀kan lára àwọn ọ̀nà fífà hydrogen sínú omi. Nítorí náà, ní ìbámu pẹ̀lú àwọn àbájáde, fífà DC sínú omi lórí rGO/nZVI composite máa ń wáyé ní pàtàkì nítorí àwọn ìbáṣepọ̀ π-π stacking àti àwọn H-bonds.
Ìlànà ìfàmọ́ra ti fífọ àwọn aporó DC nípasẹ̀ àwọn èròjà rGO/nZVI àti nZVI (A). Ìwòrán ìfàmọ́ra FTIR ti DC lórí rGO/nZVI àti nZVI (B).
Líle àwọn ìdènà ìfàmọ́ra ti nZVI ní 3244, 1615, 1546, àti 1011 cm–1 pọ̀ sí i lẹ́yìn ìfàmọ́ra DC lórí nZVI (Àwòrán 10B) ní ìfiwéra pẹ̀lú nZVI, èyí tí ó yẹ kí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú àwọn ẹgbẹ́ iṣẹ́-ṣíṣe ti àwọn ẹgbẹ́ carboxylic acid O ní DC. Síbẹ̀síbẹ̀, ìpíndọ́gba ìfàmọ́ra tí ó kéré yìí nínú gbogbo àwọn ìdènà tí a ṣàkíyèsí kò fi ìyípadà pàtàkì hàn nínú ìṣiṣẹ́ ìfàmọ́ra ti ìfàmọ́ra phytosynthetic (nZVI) ní ìfiwéra pẹ̀lú nZVI ṣáájú ìlànà ìfàmọ́ra. Gẹ́gẹ́ bí ìwádìí ìyọkúrò DC kan pẹ̀lú nZVI71 ti sọ, nígbà tí nZVI bá ṣe àgbékalẹ̀ pẹ̀lú H2O, a tú àwọn elekitironi sílẹ̀ lẹ́yìn náà a lo H+ láti ṣe hydrogen tí ó ń ṣiṣẹ́ tí ó dínkù gidigidi. Níkẹyìn, àwọn èròjà cationic kan gba àwọn elekitironi láti inú hydrogen tí ń ṣiṣẹ́, èyí tí ó yọrí sí -C=N àti -C=C-, èyí tí a sọ di pípín òrùka benzene.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù kọkànlá-14-2022