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在这项工作中，首次使用Sophora淡黄色叶提取物作为还原剂和稳定剂，首次使用简单且对环境友好的程序合成RGO/NZVI复合材料，以符合“绿色”化学原理，例如有害的化学化学合成较少。已经使用了几种工具来验证复合材料的成功合成，例如SEM，EDX，XPS，XRD，FTIR和ZETA电位，这表明成功的复合制造。比较了新型复合材料和纯NZVI在各种起始浓度的抗生素强力霉素下的去除能力，以研究RGO和NZVI之间的协同作用。在25mg L-1、25°C和0.05G的去除条件下，纯NZVI的吸附率为90％，而RGO/NZVI复合材料的吸附性去除率达到了94.6％，确认NZVI和RGO确认了94.6％。吸附过程对应于伪秒阶，并且与Freundlich模型非常吻合，最大吸附能力在25°C和pH 7时为31.61 mg G-1。已提出了去除DC的合理机制。另外，在六个连续的再生周期后，RGO/NZVI复合材料的可重复性为60％。
缺水和污染对所有国家都是严重的威胁。近年来，由于199年期间的生产和消费增加，水污染，尤其是抗生素污染，增加了1,2,3。因此，开发消除废水中消除抗生素的有效技术是一项紧迫的任务。
四环素组的抗性半合成抗生素之一是强力霉素（DC）4,5。据报道，地下水中的直流残基不能代谢，仅代谢20-50％，其余的释放到环境中，造成了严重的环境和健康问题6。
低水平的DC暴露会杀死水生光合微生物，威胁抗菌细菌的传播并增加抗菌耐药性，因此必须从废水中去除这种污染物。 DC在水中的自然降解是一个非常缓慢的过程。物理化学过程（例如光解，生物降解和吸附）只能以低浓度和非常低的速率降解7,8。但是，最经济，最简单，环保，易于处理和有效的方法是吸附9,10。
Nano Zero Valent Iron（NZVI）是一种非常强大的材料，可以从水中清除许多抗生素，包括甲硝唑，地西epa，环丙沙星，氯霉素和四环素。这种能力是由于NZVI具有的惊人特性所致，例如高反应性，较大的表面积和许多外部结合位点11。然而，由于范德尔斯力和高磁性性能，NZVI容易在水性介质中聚集，这由于氧化层的形成抑制了NZVI10,12的反应性，因此降低了其在去除污染物方面的有效性。可以通过用表面活性剂和聚合物修饰表面，或以复合材料形式将NZVI颗粒的聚集降低，或通过将它们与其他纳米材料结合在一起，这被证明是提高环境中其稳定性的可行方法13,14。
石墨烯是一种二维碳纳米材料，由在蜂窝晶格中排列的SP2杂交碳原子组成。它具有较大的表面积，明显的机械强度，出色的电催化活性，高导热率，快速电子迁移率以及合适的载体材料，以支持其表面上的无机纳米颗粒。金属纳米颗粒和石墨烯的组合大大超过了每种材料的个体益处，并且由于其出色的物理和化学特性，可提供纳米颗粒的最佳分布，以进行更有效的水处理15。
植物提取物是用于合成还原石墨烯（RGO）和NZVI的有害化学还原剂的最佳替代品，因为它们可用，便宜，一步，环境安全，可以用作还原剂。像类黄酮和酚类化合物一样，也充当稳定剂。因此，在本研究中，Atriplex Halimus L.叶提取物用作合成RGO/NZVI复合材料的修复和关闭剂。来自Amaranthaceae家族的Atriplex Halimus是一种爱心的多年生灌木，具有广泛的地理范围16。
根据可用文献，Attriplex Halimus（A. halimus）首先被用来使RGO/NZVI复合材料作为一种经济且环保的合成方法。因此，这项工作的目的由四个部分组成：（1）使用A. halimus水生叶提取物的RGO/NZVI和父母NZVI复合材料的植物合成，（2）使用多种方法来表征植物合成的复合材料，以确认其成功制造，（3）研究其协同效应和NZVI的效应，该效应是RGO和NZVI的相互作用。强力霉素在不同反应参数下的抗生素优化吸附过程的条件，（3）在处理周期后研究各种连续处理中的复合材料。
强力霉素盐酸盐（DC，MM = 480.90，化学配方C22H24N2O·HCl，98％），氯化铁六氢化酯（Fecl3.6H2O，97％，97％），从美国Sigma-Aldrich购买的石墨粉。氢氧化钠（NaOH，97％），乙醇（C2H5OH，99.9％）和盐酸（HCL，37％）购自美国默克公司。 NACL，KCL，CaCl2，MNCL2和MGCL2购自Tianjin Comio Chemical Reagent Co.，Ltd。所有试剂均具有很高的分析纯度。双倒入水用于制备所有水溶液。
A. halimus的代表标本是从尼罗河三角洲的自然栖息地和埃及地中海沿岸的土地上收集的。根据适用的国家和国际指南收集植物材料17。 Manal Fawzi教授根据Boulos18确定了植物标本，亚历山大大学环境科学系授权收集研究的植物物种，以进行科学目的。样品凭证在塔塔大学植物标本室（Tane），凭证编号。 14 122–14 127，一个公共植物标本室，可使用存放材料。此外，要去除灰尘或污垢，请将植物的叶子切成小块，用水龙头和蒸馏水冲洗3次，然后在50°C下干燥。将植物粉碎，将5 g的细粉浸入100 mL蒸馏水中，并在70°C搅拌20分钟以获得提取物。通过Whatman滤纸过滤获得的烟芽孢杆菌的提取物，并在4°C的清洁和灭菌管中储存。
如图1所示，GO是通过修改后的鹰嘴豆粉方法由石墨粉制成的。在超声处理下将10毫克的GO粉末分散在50 mL的去离子水中30分钟，然后将0.9 g的FECL3和2.9 g NAAC混合60分钟。将20 mL的Atriplex叶提取物加入搅拌溶液中，并在80°C下静置8小时。产生的黑色悬架被过滤。将制备的纳米复合材料用乙醇和辅助水洗涤，然后在50°C的真空烤箱中干燥12小时。
使用Atriplex Halimus提取物中RGO/NZVI和NZVI复合物的绿色合成的示意图和数字照片，以及从受污染的水中清除DC抗生素。
简而言之，如图1所示，含有0.05 m Fe3+离子的10 ml氯化铁溶液滴为20 ml的苦叶提取物溶液60分钟，在中等加热和搅拌下进行60分钟，然后将溶液以14,000 rpm（Hermle，15,000 rpm and dif and and and and and and and and and and），然后将溶液中心液，然后将其用于黑色颗粒，以供应黑色颗粒，并在黑色座上散发，并将其散发出液体，并散发出液体液体，并将其散发出液体液体。烤箱在60°C下过夜。
植物合成的RGO/NZVI和NZVI复合材料的特征是在200-800 nm的扫描范围内，在200-800 nm的扫描范围内，可见的光谱法（T70/T80系列UV/VIS分光光度计，PG Instruments Ltd，UK，UK）的特征。为了分析RGO/NZVI和NZVI复合材料的地形和尺寸分布，使用了TEM光谱法（Joel，Jem-2100F，日本，加速电压200 kV）。为了评估可以参与负责恢复和稳定过程的植物提取物的官能团，进行了FT-IR光谱法（JASCO光谱仪的范围为4000-600 cm-1）。此外，使用Zeta电位分析仪（Zetasizer nano Zs Malvern）研究合成的纳米材料的表面电荷。对于粉末状纳米材料的X射线衍射测量，使用了X射线衍射仪（X'Pert Pro，荷兰），以电流（40 mA），电压（45 kV）的2θ范围在20°到80°至80°和CUKA1辐射范围内运行（\（\ lambda = \ \ \ \ \ \ \）1.56 AOO。 The energy dispersive X-ray spectrometer (EDX) (model JEOL JSM-IT100) was responsible for studying the elemental composition when collecting Al K-α monochromatic X-rays from -10 to 1350 eV on XPS, spot size 400 μm K-ALPHA (Thermo Fisher Scientific, USA) the transmission energy of the full spectrum is 200 eV and the narrow spectrum is 50 eV.将粉末样品按在样品架上，放置在真空室中。 C 1 S频谱在284.58 eV处用作参考，以确定结合能。
进行吸附实验，以测试合成的RGO/NZVI纳米复合材料在从水溶液中去除强力霉素（DC）中的有效性。通过稀释DC储备溶液（1000 ppm），用二氧化水稀释轨道振荡器（Stuart，Orbital Shaker/SSL1），在25 mL erlenmeyer烧瓶中以200 rpm的振动速度进行吸附实验。为了评估RGO/NSVI剂量对吸附效率的影响，将不同权重（0.01-0.07 g）的纳米复合材料（0.01-0.07 g）添加到20 mL的DC溶液中。为了研究动力学和吸附等温线，将0.05 g吸附剂浸入具有初始浓度的CD水溶液中（25-100 mg L – 1）。在pH（3-11）（3-11）和25°C下的初始浓度为50 mg L-1时，研究了pH对去除的影响。通过添加少量HCl或NaOH溶液（Crison pH表，pH计，pH 25）来调节系统的pH。另外，研究了反应温度对25-55°C范围内吸附实验的影响。通过在初始浓度为50 mg l – 1，pH 3和7），25°C和崇拜剂量为0.05 g时，研究了离子强度对吸附过程的影响。使用配备1.0 cm路径长度石英维得ES的双光束UV-VIS分光光度计（T70/T80系列，PG Instruments Ltd，UK）在最大波长（λmax）为270和350 nm处测量非吸附DC的吸附（T70/T80系列，PG Instruments Ltd，UK）。 DC抗生素的去除百分比（r％；等式1）和DC，QT，等式的吸附量。使用以下方程测量2（mg/g）。
其中％r是DC去除能力（％），CO是时间0的初始直流浓度，而C分别是时间t时的直流浓度（mg l-1）。
其中量化量子是吸附剂（mg g-1）的每单位质量的DC吸附量，CO和CE分别是零时间和平衡处的浓度（Mg L-1），V是溶液体积（L），M是吸附剂质量试剂（G）。
SEM图像（图2a – c）显示了RGO/NZVI复合材料的层状形态，其球形铁纳米颗粒均匀分散在其表面上，表明NZVI NPS成功地附着在RGO表面上。此外，RGO叶片中有一些皱纹，证实了与A. halimus go的恢复同时清除了含氧基团。这些大皱纹充当铁NP的主动载荷的位置。 NZVI图像（图2D-F）表明，球形铁NP非常分散，没有聚集，这是由于植物提取物的植物成分的涂层性质。粒径在15–26 nm之内变化。但是，某些区域具有介孔形态，具有凸起和空腔的结构，可以提供NZVI的高效吸附能力，因为它们可以增加在NZVI表面捕获DC分子的可能性。当将Rosa大马士革提取物用于NZVI的合成时，所获得的NP是不均匀的，具有空隙和不同的形状，从而降低了其在Cr（VI）吸附中的效率，并增加了反应时间23。结果与从橡木和桑叶叶合成的NZVI一致，橡木和桑be叶主要是球形纳米颗粒，其大小各不相同，没有明显的聚集。
NZVI/RGO（G）和NZVI（H）复合材料的RGO/NZVI（AC），NZVI（D，E）复合材料和EDX模式的SEM图像。
使用EDX研究了植物合成的RGO/NZVI和NZVI复合材料的元素组成（图2G，H）。研究表明，NZVI由碳（质量为38.29％），氧气（质量为47.41％）和铁（质量为11.84％）组成，但也存在其他元素，例如磷虫24，可以从植物提取物中获得。另外，碳和氧的高百分比是由于地下NZVI样品中植物提取物中存在植物化学物质所致。这些元素均匀分布在RGO上，但以不同的比率分布：C（39.16 wt％），O（46.98 wt％）和Fe（10.99 wt％），EDX RGO/NZVI也显示了其他元素（例如S）的存在，例如S，可以与植物提取物相关联。使用A. halimus的RGO/NZVI复合材料中的当前C：O比和铁含量要比使用桉树叶提取物要好得多，因为它表征了C（23.44 wt。％），O（68.29 wt。％）和Fe（8.27 wt。％）的组成。 wt％）25。Nataša等，2022年，报告了从橡木和桑树叶中合成的NZVI的类似元素组成，并证实了叶片提取物中包含的多酚基团和其他分子是减少过程的原因。
在植物中合成的NZVI的形态（图S2A，B）是球形的，部分不规则，平均粒径为23.09±3.54 nm，但是由于范德华瓦尔斯力量和铁磁剂，观察到链骨料。这种主要的颗粒状和球形颗粒形状与SEM结果非常吻合。 Abdelfatah等人发现了类似的观察。 2021年，当使用Castor Bean Leaf提取物进行NZVI11的合成时。 ruelas tuberosa叶提取物NP用作NZVI的还原剂的球形形状，直径为20至40 nm26。
混合RGO/NZVI复合TEM图像（图S2C-D）表明，RGO是一个基础平面，具有边缘褶皱和皱纹，为NZVI NP提供了多个加载位点；这种层状形态也证实了RGO的成功制造。此外，NZVI NP具有球形形状，粒径为5.32至27 nm，并嵌入具有几乎均匀分散的RGO层中。桉树叶提取物用于合成Fe NP/RGO； TEM结果还证实，RGO层中的皱纹比纯Fe NP的皱纹改善了Fe NP的分散体，并提高了复合材料的反应性。 Bagheri等人获得了类似的结果。 28当复合材料使用平均铁纳米颗粒大小约为17.70 nm的超声技术制造时。
A. alimus，NZVI，GO，RGO和RGO/NZVI复合材料的FTIR光谱如图2 3a。 A. halimus叶片中表面官能团的存在出现在3336 cm-1处，与多酚相对应，而1244 cm-1对应于蛋白质产生的羰基。还观察到了其他组，例如2918 cm-1的烷烃，1647 cm-1的烷烃和1030 cm-1的co-O-CO扩展，这表明存在起作用的植物成分，这些植物成分充当密封剂，并负责从FE2+到FE0恢复到FE0，并转到RGO29。通常，NZVI光谱显示出与苦糖相同的吸收峰，但位置略有变化。 An intense band appears at 3244 cm-1 associated with OH stretching vibrations (phenols), a peak at 1615 corresponds to C=C, and bands at 1546 and 1011 cm-1 arise due to stretching of C=O (polyphenols and flavonoids), CN -groups of aromatic amines and aliphatic amines were also observed at 1310 cm-1 and 1190 cm-1, respectively13. GO的FTIR光谱显示出许多高强度氧基团的存在，包括1041 cm-1处的烷氧基（CO）拉伸带，在1291 cm-1，c = o拉伸处的环氧树脂（CO）拉伸带。出现了C = C的c = C拉伸振动，在1708 cm-1处的带状带和一个宽的OH组拉伸振动的带出现在3384 cm-1处，通过改进的Hummers方法证实，该方法成功地氧化了石墨过程。当将RGO和RGO/NZVI复合材料与GO光谱进行比较时，某些含氧组的强度（例如在3270 cm-1处的OH）的强度大大降低，而其他含氧组的强度则显着降低，而其他含氧组的强度（例如1729 cm-1）的强度已完全降低。消失了，表明在A. halimus提取物的GO中成功去除了含氧官能团。在1560和1405 cm-1左右观察到了C = C张力时RGO的新尖峰峰，这证实了降低到RGO。观察到从1043至1015 cm-1到982至918 cm-1的变化，可能是由于植物材料的包含31,32。 Weng等人，2018年还观察到GO中氧化官能团的显着衰减，这证实了生物学的成功形成RGO，因为桉树叶提取物（用于合成还原的氧化石墨烯复合材料）的桉树叶提取物显示出植物成分官能团的FTIR光谱。 33。
A.甘油，NZVI，RGO，GO，复合RGO/NZVI（A）的A. FTIR光谱。 roentgongrammy复合材料RGO，GO，NZVI和RGO/NZVI（B）。
X射线衍射模式在很大程度上证实了RGO/NZVI和NZVI复合材料的形成（图3B）。在2ɵ44.5°下观察到高强度的FE0峰，对应于索引（110）（JCPDS NO。06–0696）11。 （311）平面35.1°处的另一个峰归因于磁铁矿Fe3O4，63.2°可能与（440）平面的米勒指数有关，因为存在ϒ-feOOOH（JCPDSNO。17-0536）34。 GO的X射线模式在2ɵ10.3°时显示出尖峰，在21.1°处显示出另一个峰，表明石墨完全去角质，突出显示了GO35表面上含氧基团的存在。 RGO和RGO/NZVI的复合模式记录了特征性GO峰的消失，RGO和RGO/NZVI复合材料分别在2 22.17和24.7°的情况下形成了宽RGO峰，这证实了植物提取物成功地回收GO的RGO/NZVI复合材料。但是，在复合RGO/NZVI模式中，分别在44.9 \（^\ Crock \）和65.22 \（^\ Circ \）下观察到与Fe0（110）和BCC Fe0（200）晶格平面相关的其他峰。
ZETA电位是连接到粒子表面的离子层与确定材料静电性能并测量其稳定性的水溶液之间的电势。37。 ZETA对植物合成的NZVI，GO和RGO/NZVI复合材料的潜在分析显示，由于存在-20.8，-22和-27.4 mV的负电荷在其表面上分别为-20.8，-22和-27.4 mV，如图S1A -C所示。 。这种结果与几个报告一致，这些报道提到含有ZETA电位值的颗粒小于-25 mV的溶液通常由于这些颗粒之间的静电排斥而表现出高度的稳定性。 RGO和NZVI的组合允许该复合材料获得更多的负电荷，因此比仅GO或NZVI具有更高的稳定性。因此，静电排斥的现象将导致形成稳定的RGO/NZVI39复合材料。 GO的负面表面可以使其均匀地分散在没有聚集的水性介质中，从而为与NZVI的相互作用带来了有利的条件。负电荷可能与苦瓜提取物中不同官能团的存在有关，这也证实了GO和铁前体之间的相互作用，而植物提取物分别形成RGO和NZVI，以及RGO/NZVI复合物。这些植物化合物也可以充当上限剂，因为它们可以防止所得纳米颗粒的聚集，从而提高其稳定性40。
NZVI和RGO/NZVI复合材料的元素组成和价态由XPS确定（图4）。 XPS的总体研究表明，RGO/NZVI复合材料主要由与EDS映射一致的元素C，O和Fe组成（图4F – H）。 C1S频谱分别由284.59 eV，286.21 eV和288.21 EV分别代表CC，CO和C = O组成。 O1S频谱分为三个峰，包括分别分配给O = CO，CO和NO组的531.17 eV，532.97 eV和535.45 eV。但是，分别在710.43、714.57和724.79 EV处的峰分别指Fe 23/2，Fe+3和Fe P1/2。 NZVI的XPS光谱（图4C-E）显示了元素C，O和Fe的峰值。 284.77、286.25和287.62 eV的峰值分别证实了铁碳合金的存在，分别指的是CC，C-OH和CO。 O1S光谱对应于三个峰C – O/碳酸铁（531.19 eV），羟基自由基（532.4 eV）和O – C = O（533.47 eV）。 719.6处的峰归因于FE0，而FeOOH在717.3和723.7 eV处显示峰值，此外，峰值在725.8 eV时表示FE2O342.43的存在。
NZVI和RGO/NZVI复合材料的XPS研究（a，b）。 NZVI C1S（C），Fe2p（D）和O1S（E）和RGO/NZVI C1S（F），Fe2p（G），O1S（H）复合材料的全光谱。
N2吸附/解吸等温线（图5a，b）表明NZVI和RGO/NZVI复合材料属于II型。另外，用RGO盲目后，NZVI的特定表面积（SBET）从47.4549增加到152.52 m2/g。可以通过RGO视而不见的NZVI的磁性降低来解释该结果，从而减少了颗粒聚集并增加了复合材料的表面积。另外，如图5C所示，RGO/NZVI复合材料的孔体积（8.94 nm）高于原始NZVI（2.873 nm）的孔体积（8.94 nm）。该结果与El-Monaem等人一致。 45。
为了根据初始浓度的增加来评估RGO/NZVI复合材料和原始NZVI之间去除DC的吸附能力，通过在各种初始浓度下向DC添加每种吸附剂（0.05 g）的恒定剂量来进行比较。研究解决方案[25]。 –100 mg l – 1]在25°C下。结果表明，在较低浓度（25 mg L-1）下，RGO/NZVI复合材料的去除效率（94.6％）高于原始NZVI（90％）。但是，当起始浓度增加到100 mg L-1时，RGO/NZVI和父母NZVI的去除效率分别降至70％和65％（图6A），这可能是由于活性位点和NZVI颗粒的降解较少所致。相反，RGO/NZVI显示出更高的DC去除效率，这可能是由于RGO和NZVI之间的协同作用，其中可用于吸附的稳定的活动位点要高得多，而对于RGO/NZVI，可以吸引更多的DC。另外，在图中。 6b表明RGO/NZVI和NZVI复合材料的吸附能力分别从9.4 mg/g增加到30 mg/g和9 mg/g，初始浓度从25-100 mg/l增加。 -1.1至28.73 mg g-1。因此，直流去除速率与初始直流浓度负相关，这是由于每个吸附剂支持的反应中心数量有限，以吸附和溶液中直流的去除。因此，从这些结果可以得出结论，RGO/NZVI复合材料具有更高的吸附和还原效率，并且RGO/NZVI组成中的RGO既可以用作吸附剂，又可以用作载体材料。
RGO/NZVI和NZVI复合材料的去除效率和直流吸附能力为（a，b）[CO = 25 mg l-1-100 mg l-1，t = 25°C，剂量= 0.05 g]，pH。 RGO/NZVI复合材料（C）[CO = 50 mg L – 1，pH = 3-11，T = 25°C，剂量= 0.05 g]，在RGO/NZVI复合材料上的吸附能力和DC去除效率上。
溶液pH是研究吸附过程的关键因素，因为它影响了吸附剂的电离，物种形成和电离的程度。实验在25°C下以恒定的吸附剂剂量（0.05 g）和pH范围的初始浓度为50 mg l-1（3-11）。根据文献评论46，DC是一种两亲分子，具有多个可离子的官能团（苯酚，氨基组，醇）的两种pH值。 结果，DC的各种函数和RGO/NZVI复合材料表面上的相关结构可能会静电相互作用，并且可能作为阳离子，zwitterions和Zwitterions和阴离子存在，DC分子作为阳离子（DCH3+）AT pH <3.3，zwitterionic（dch3+）at zwitterionic（dCH20）3.3 <ph ph <7.77和and <7.7和Anionic（dc）（dc）（dc）（dc）（dc）。 结果，DC的各种函数和RGO/NZVI复合材料表面上的相关结构可能会静电相互作用，并且可能存在作为阳离子，zwitterions和z的骨和阴离子存在，DC分子作为阳离子（DCH3+）AT pH <3.3，zwitterionic（dch3+）at zwitterionic（dCH20）3.3 <ph ph <7.77和and <7.7 and ionic（dc）（dc2）。 ~~ µ зd〜了зd了。 эdomphlistem，эdam。 lis lCh（dCH3+）при-μ<3,3,3,3,是ццц-и-μL（dCH20）3,3 <pH <7,7°函数 结果，RGO/NZVI复合材料表面上的DC和相关结构的各种功能可以静电相互作用，并且可以以阳离子，zwitterions和阴离子的形式存在。 DC分子作为阳离子（DCH3+）在pH <3.3时存在；离子（DCH20）3.3 <pH <7.7和pH 7.7的阴离子（DCH-或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，d，dc分子在pH <3.3时以阳离子（dch3+）的形式存在，两性离子，两性离子（dch20）3.3 <pH <7.7和阴离子（dch- dC2-），dc的的和和和复合材料表面表面的的可能会会发生静电静电发生发生静电静电发生发生静电静电会会发生会会会会并并并并并并可能可能可能以以以以以以阳离子阳离子阳离子阳离子阳离子阳离子阳离子阳离子两两两阴离子和和阴离子形式和和阴离子（DCH-或dc2-）在pH 7.7。 ™照组эdom。°дL。чL。чL极讯Вз执讯。 list。 因此，DC和相关结构在RGO/NZVI复合材料表面上的各种功能都可以进入静电相互作用，并以阳离子，zwitterions和anions的形式存在，而DC分子在pH <3.3时为阳离子（DCH3+）。 →щLIECCCll（DCH20）при3,3 <pH <7,7×7，7,7。 它以3.3 <pH <7.7的zwitterion（DCH20）和pH 7.7的阴离子（DCH-或DC2-）的形式存在。随着pH的增加增加到7，DC去除的吸附能力和效率从11.2 mg/g（56％）增加到17 mg/g（85％）（图6C）。但是，随着pH值增加到9和11，吸附能力和去除效率分别从10.6 mg/g（53％）降至6 mg/g（30％）。随着pH的增加到7，DC主要以zwitterions的形式存在，这使它们几乎非电位被RGO/NZVI复合材料吸引或排斥，主要是通过静电相互作用。随着pH的增加以上，吸附剂的表面被带负电，因此，由于负电荷的强力霉素和吸附剂表面之间的静电排斥，吸附能力下降并降低。这种趋势表明，DC对RGO/NZVI复合材料的吸附高度依赖于pH值，结果还表明RGO/NZVI复合材料适合作为酸性和中性条件下的吸附剂。
在（25-55°C）下进行温度对直流水溶液的吸附的影响。图7a显示了温度升高对DC抗生素去除效率对RGO/NZVI的影响，很明显，去除能力和吸附能力从83.44％和13.9 mg/g增加到47％和7.83 mg/g。 ， 分别。这种显着降低可能是由于DC离子的热能增加，这导致解吸47。
温度对CD的去除效率和吸附能力对RGO/NZVI复合材料（a）[CO = 50 mg l – 1，pH = 7，剂量= 0.05 g]，吸附剂量，对去除效率的剂量以及CD对DC co = 50 co = rgO ls co = rg lgo co = lsvi co = lsvi co的效果的去除效率和去除效率[ 7，t = 25°C]（C，d）[CO = 25–100 mg L – 1，pH = 7，t = 25°C，剂量= 0.05 g]。
在图中显示了复合吸附剂RGO/NZVI从0.01 g增加到0.07 g的剂量对去除效率和吸附能力的影响。 7b。吸附剂剂量的增加导致吸附能力从33.43 mg/g降低到6.74 mg/g。但是，随着吸附剂剂量从0.01 g增加到0.07 g，去除效率从66.8％增加到96％，因此，这可能与纳米复合材料表面的活动中心数量增加有关。
研究了初始浓度对吸附能力和去除效率的影响[25-100 mg l-1，25°C，pH 7，剂量0.05 g]。当初始浓度从25 mg L-1增加到100 mg L-1时，RGO/NZVI复合材料的去除百分比从94.6％降低到65％（图7C），可能是由于缺乏所需的活性位点。 。吸附大量的DC49。另一方面，随着初始浓度的增加，吸附能力也从9.4 mg/g增加到30 mg/g，直到达到平衡为止（图7D）。这种不可避免的反应是由于驱动力的增加，初始DC浓度大于DC离子传质电阻，以达到RGO/NZVI复合材料的表面50。
接触时间和动力学研究旨在了解吸附的平衡时间。首先，在接触时间的前40分钟内，DC吸附的数量约为整个时间（100分钟）吸附的总量的一半。而溶液中的直流分子碰撞导致它们迅速迁移到RGO/NZVI复合材料的表面，从而产生明显的吸附。 40分钟后，直流吸附逐渐增加并缓慢增加，直到60分钟后达到平衡（图7D）。由于合理的数量在最初的40分钟内吸附，因此与直流分子的碰撞将更少，而非吸附分子的活动位点将较少。因此，吸附率可以降低51。
为了更好地了解吸附动力学，使用了伪一阶（图8A），伪二阶（图8B）和Elovich（图8C）动力学模型的线图。从从动力学研究获得的参数（表S1）中，很明显，假秒模型是描述吸附动力学的最佳模型，其中R2值的设置高于其他两个模型。计算出的吸附能力（QE，CAL）之间也有相似之处。伪第二阶和实验值（QE，Exp。）进一步证明，伪第二阶是比其他模型更好的模型。如表1所示，α（初始吸附速率）和β（解吸常数）的值确认吸附速率高于解吸速率，表明DC倾向于在RGO/NZVI52复合材料上有效地吸附。 。
伪秒阶的线性吸附动力图（A），伪优先（B）和Elovich（C）[CO = 25–100 mg L – 1，pH = 7，T = 25°C，剂量= 0.05 g]。
吸附等温度的研究有助于确定各种吸附物浓度（DC）和系统温度下吸附剂（RGO/NRVI复合材料）的吸附能力。使用langmuir等温线计算最大吸附能力，该等温线表明吸附是均匀的，并包括在吸附剂表面上形成吸附物单层，而它们之间没有相互作用53。另外两个广泛使用的等温线模型是Freundlich和Temkin模型。尽管Freundlich模型不用于计算吸附能力，但它有助于理解异质吸附过程，并且吸附剂上的空缺具有不同的能量，而Temkin模型有助于理解Adsorptights的物理和化学特性54。
图9A-C分别显示了Langmuir，Freindlich和Temkin模型的线图。从Freundlich（图9a）和Langmuir（图9b）线图中计算出的R2值，并在表2中介绍，表明RGO/NZVI复合材料上的DC吸附遵循Freundlich（0.996）和Langmuir（0.988）（0.988）Isotherm模型和Temkin和Temkin（0.985）。使用Langmuir等温模型计算的最大吸附能力（QMAX）为31.61 mg G-1。另外，无量纲分离因子（RL）的计算值在0到1（0.097）之间，表明吸附过程有利。否则，计算出的Freundlich常数（n = 2.756）表示对这种吸收过程的偏爱。根据Temkin等温线的线性模型（图9C），DC在RGO/NZVI复合材料上的吸附是一个物理吸附过程，因为B是82 kJ mol-1（0.408）55。尽管物理吸附通常是由弱范德华力介导的，但直接电流吸附在RGO/NZVI复合材料上需要低吸附能[56，57]。
Freundlich（A），Langmuir（B）和Temkin（C）线性吸附等温线[CO = 25–100 mg L – 1，pH = 7，T = 25°C，剂量= 0.05 g]。 RGO/NZVI复合材料（d）[CO = 25–100 mg L-1，pH = 7，T = 25-55°C，剂量= 0.05 g]的van't Hoff方程图DC吸附（D）[CO = 25–100 mg l-1，t = 25-55°C]。
为了评估反应温度变化对RGO/NZVI复合材料的DC去除的影响，从等式中计算出热力学参数，例如熵变化（ΔS），焓变（ΔH）和自由能变化（ΔG）。 3和458。
where \({K}_{e}\)=\(\frac{{C}_{Ae}}{{C}_{e}}\) – thermodynamic equilibrium constant, Ce and CAe – rGO in solution, respectively /nZVI DC concentrations at surface equilibrium. R和RT分别是气体常数和吸附温度。绘制LN KE与1/T的绘制给出了一条直线（图9D），可以从中确定∆S和∆H。
负ΔH值表明该过程是放热的。另一方面，ΔH值在物理吸附过程中。表3中的负ΔG值表明吸附是可能的和自发的。 ΔS的负值表示在液体界面处的吸附剂分子的高序（表3）。
表4将RGO/NZVI复合材料与先前研究中报道的其他吸附剂进行了比较。显然，VGO/NCVI复合材料具有较高的吸附能力，可能是从水中去除直流抗生素的有前途的材料。另外，RGO/NZVI复合材料的吸附是一个快速过程，平衡时间为60分钟。 RGO/NZVI复合材料的出色吸附特性可以通过RGO和NZVI的协同作用来解释。
图10a，b说明了RGO/NZVI和NZVI复合物去除DC抗生素的合理机制。根据实验对pH对DC吸附效率的影响的结果，pH值从3增加到7，DC吸附在RGO/NZVI复合材料上，不受静电相互作用的控制，因为它充当了zwitterion。因此，pH值的变化不会影响吸附过程。随后，吸附机制可以通过非电压相互作用（例如氢键，疏水作用以及RGO/NZVI复合材料与DC66之间的π-π堆积相互作用）来控制。众所周知，在分层石墨烯表面上的芳族吸附物的机理已通过π -π堆积相互作用作为主要驱动力来解释。该复合材料是类似于石墨烯的分层材料，由于π-π*过渡，在233 nm处的吸收最大值。基于DC吸附物的分子结构中存在四个芳香环，我们假设在芳族DC（π电子受体）和在RGO表面上富含π-电子的区域之间存在π-π堆积相互作用的机制。 /NZVI复合材料。另外，如图2所示。进行了10B，进行了FTIR研究，以研究RGO/NZVI复合材料与DC的分子相互作用，并在DC吸附后的RGO/NZVI复合材料的FTIR光谱如图10B所示。 10b。在2111 cm-1处观察到一个新的峰，这对应于C = C键的框架振动，这表明在67 RGO/NZVI表面上存在相应的有机官能团。其他峰从1561转移到1548 cm-1，从1399 cm-1转移到1360 cm-1，这也证实了π-π相互作用在石墨烯和有机污染物的吸附中起重要作用68,69。 DC吸附后，某些含氧基团的强度（例如OH）降至3270 cm-1，这表明氢键是吸附机制之一。因此，基于结果，DC在RGO/NZVI复合材料上的吸附主要是由于π-π堆叠相互作用和H键。
RGO/NZVI和NZVI复合物（a）对DC抗生素吸附的合理机制。 DC在RGO/NZVI和NZVI（B）上的FTIR吸附光谱。
与NZVI相比，NZVI在3244、1615、1546和1011 cm – 1时的吸收带的强度增加了（图10B），与NZVI相比，这应该与DC中羧酸o组的可能功能组相互作用。但是，在所有观察到的频段中，与植物合成吸附剂（NZVI）的吸附效率（NZVI）相比，与吸附过程之前的NZVI相比，植物合成吸附剂（NZVI）的吸附效率没有显着变化。根据一些与NZVI71的DC去除研究，当NZVI与H2O反应时，电子被释放，然后使用H+用于产生高度还原的活性氢。最后，一些阳离子化合物接受活性氢的电子，从而导致-c = n和-c = c-，这归因于苯环的分裂。
发布时间：11月14日至2022年