گرين مصنوعي گھٽيل گرافين آڪسائيڊ ۽ نانو-زيرو آئرن ڪمپليڪس ذريعي پاڻي مان ڊڪسي سائڪلين اينٽي بايوٽڪ جو هم وقتي هٽائڻ

Nature.com گهمڻ لاءِ توهان جي مهرباني. برائوزر جو نسخو توهان استعمال ڪري رهيا آهيو محدود CSS سپورٽ آهي. بهترين تجربي لاءِ، اسان سفارش ڪريون ٿا ته توهان هڪ اپڊيٽ ٿيل برائوزر استعمال ڪريو (يا انٽرنيٽ ايڪسپلورر ۾ مطابقت واري موڊ کي بند ڪريو). ساڳئي وقت ۾، مسلسل حمايت کي يقيني بڻائڻ لاء، اسان سائيٽ کي بغير اسٽائل ۽ جاوا اسڪرپٽ پيش ڪنداسين.
هن ڪم ۾، rGO/nZVI ڪمپوزٽس کي پهريون ڀيرو هڪ سادي ۽ ماحول دوست طريقي سان استعمال ڪيو ويو سوفورا زرد پتي جي اقتباس کي گهٽائڻ واري ايجنٽ ۽ اسٽيبلائيزر جي طور تي استعمال ڪندي ”سبز“ ڪيميا جي اصولن جي تعميل ڪرڻ لاءِ، جيئن گهٽ نقصانڪار ڪيميائي جوڙجڪ. ڪمپوزائٽس جي ڪامياب ٺاھڻ جي تصديق ڪرڻ لاءِ ڪيترائي اوزار استعمال ڪيا ويا آھن، جھڙوڪ SEM، EDX، XPS، XRD، FTIR، ۽ zeta امڪاني، جيڪي ڪامياب جامع ٺاھڻ جي نشاندهي ڪن ٿا. اينٽي بايوٽڪ ڊاڪسي سائڪلائن جي مختلف شروعاتي ڪنسنٽريشنز تي ناول مرکبات ۽ خالص nZVI جي هٽائڻ جي گنجائش rGO ۽ nZVI جي وچ ۾ هم وقت سازي اثر جي تحقيق ڪرڻ جي مقابلي ۾ هئي. 25mg L-1، 25°C ۽ 0.05g جي هٽائڻ جي حالتن هيٺ، خالص nZVI جي جذبي کي ختم ڪرڻ جي شرح 90٪ هئي، جڏهن ته rGO/nZVI جامع طرفان doxycycline جي adsorptive هٽائڻ جي شرح 94.6٪ تائين پهچي وئي، تصديق ڪري ٿي ته nZVI ۽ . جذب ڪرڻ وارو عمل pseudo-second order سان مطابقت رکي ٿو ۽ Freundlich ماڊل سان 25 °C ۽ pH 7 تي وڌ ۾ وڌ جذب ڪرڻ جي گنجائش 31.61 mg g-1 سان سٺي معاهدي ۾ آهي. DC کي ختم ڪرڻ لاءِ هڪ معقول ميکانيزم تجويز ڪيو ويو آهي. ان کان علاوه، rGO/nZVI جامع جي ٻيهر استعمال جي قابليت 60٪ هئي 60 لڳاتار ٻيهر پيدا ٿيڻ واري چڪر کان پوءِ.
پاڻي جي کوٽ ۽ آلودگي هاڻي سڀني ملڪن لاءِ سنگين خطرو آهي. تازن سالن ۾، پاڻي جي آلودگي، خاص طور تي اينٽي بايوٽڪ آلودگي، COVID-19 جي وبائي مرض 1,2,3 دوران پيداوار ۽ واپرائڻ جي ڪري وڌي وئي آهي. تنهن ڪري، گندي پاڻي ۾ اينٽي بايوٽيڪڪس جي خاتمي لاء هڪ مؤثر ٽيڪنالاجي جي ترقي هڪ تڪڙو ڪم آهي.
tetracycline گروپ مان هڪ مزاحمتي نيم مصنوعي اينٽي بايوٽڪ دوڪسي سائڪلين (DC) 4,5 آهي. رپورٽ ۾ ٻڌايو ويو آهي ته زميني ۽ مٿاڇري جي پاڻيءَ ۾ ڊي سي جي رهاڻن کي ميٽابولائيز نٿو ڪري سگهجي، صرف 20-50 سيڪڙو ميٽابولائز ٿي وڃن ٿا ۽ باقي ماحول ۾ ڇڏيا وڃن ٿا، جنهن سان ماحولياتي ۽ صحت جا سنگين مسئلا پيدا ٿين ٿا.
گھٽ سطح تي DC جي نمائش آبي فوٽوسنٿيٽڪ مائڪروجنزم کي ماري سگھي ٿي، antimicrobial بيڪٽيريا جي پکيڙ کي خطرو ڪري سگھي ٿو، ۽ antimicrobial resistance وڌائي سگھي ٿو، تنھنڪري ھن آلودگي کي گندي پاڻي مان ڪڍڻ گھرجي. پاڻي ۾ ڊي سي جي قدرتي تباهي هڪ تمام سست عمل آهي. جسماني-ڪيميائي عمل جيئن ته ڦوٽوائيزيشن، بايوڊيگريڊيشن ۽ جذب صرف گهٽ ڪنسنٽريشن ۽ تمام گهٽ شرحن تي 7,8 تي خراب ٿي سگهن ٿا. بهرحال، سڀ کان وڌيڪ اقتصادي، سادو، ماحول دوست، آسان ۽ موثر طريقو آهي adsorption9,10.
نانو صفر ويلنٽ آئرن (nZVI) هڪ تمام طاقتور مواد آهي جيڪو پاڻي مان ڪيتريون ئي اينٽي بايوٽيڪٽس کي ختم ڪري سگھن ٿا، جن ۾ ميٽرونيڊازول، ڊيازپام، سيپروفلوڪساسين، کلورامفينڪول، ۽ ٽيٽراسائڪلين شامل آهن. اها قابليت ان حيرت انگيز خاصيتن جي ڪري آهي جيڪا nZVI وٽ آهي، جيئن ته اعليٰ رد عمل، وڏي مٿاڇري واري ايراضي، ۽ ڪيتريون ئي ٻاهرين بائنڊنگ سائيٽون 11. بهرحال، nZVI وان ڊير ويلز قوتن ۽ اعلي مقناطيسي ملڪيتن جي ڪري آبي ميڊيا ۾ جمع ٿيڻ جو خطرو آهي، جيڪو آڪسائيڊ پرت جي ٺهڻ جي ڪري آلودگي کي ختم ڪرڻ ۾ ان جي اثرائيت کي گھٽائي ٿو جيڪو nZVI10,12 جي رد عمل کي روڪي ٿو. nZVI ذرڙن جي مجموعي کي گھٽائي سگھجي ٿو انھن جي مٿاڇري کي سرفڪٽينٽس ۽ پوليمر سان تبديل ڪري يا انھن کي ٻين نانو ميٽيريلز سان گڏ ڪمپوزائٽ جي صورت ۾، جيڪو ماحول ۾ انھن جي استحڪام کي بھتر ڪرڻ لاءِ ھڪ قابل عمل طريقو ثابت ٿيو آھي 13,14.
گرافين هڪ ٻه طرفي ڪاربان نانو مواد آهي جنهن ۾ sp2-هائبرڊائيز ڪاربن ايٽم شامل آهن جن کي ماکي جي ڇت ۾ ترتيب ڏنو ويو آهي. ان ۾ هڪ وڏي مٿاڇري واري ايراضي، اهم مشيني طاقت، بهترين اليڪٽرڪ ڪيٽيليٽڪ سرگرمي، اعليٰ حرارتي چالکائي، تيز اليڪٽران موبلائيٽي، ۽ ان جي مٿاڇري تي غير نامياتي نانو ذرات کي سپورٽ ڪرڻ لاءِ مناسب ڪيريئر مواد آهي. ڌاتو نانو پارٽيڪلز ۽ گرافين جو ميلاپ هر مادي جي انفرادي فائدن کان تمام گهڻو وڌي سگهي ٿو ۽، ان جي اعليٰ جسماني ۽ ڪيميائي ملڪيتن جي ڪري، وڌيڪ موثر پاڻي جي علاج لاءِ نانو ذرات جي بهترين تقسيم فراهم ڪري ٿو15.
ٻوٽن جا نچوڙ نقصانڪار ڪيميائي گھٽائڻ وارن ايجنٽن لاءِ بھترين متبادل آھن جيڪي عام طور تي گھٽ ٿيل گرافين آڪسائيڊ (rGO) ۽ nZVI جي ٺاھڻ ۾ استعمال ٿيندا آھن ڇو ته اھي دستياب آھن، سستا، ھڪڙو قدم، ماحولياتي طور محفوظ، ۽ استعمال ڪري سگھجن ٿا. flavonoids ۽ phenolic مرڪب وانگر پڻ هڪ اسٽيبلائزر طور ڪم ڪري ٿو. تنهن ڪري، Atriplex halimus L. leaf extract هن مطالعي ۾ rGO/nZVI مرکبات جي ٺهڻ لاءِ مرمت ۽ بند ڪرڻ واري ايجنٽ طور استعمال ڪيو ويو. Amranthaceae خاندان مان Atriplex halimus هڪ نائٽروجن سان پيار ڪندڙ بارہمي ٻوٽو آهي جنهن جي وسيع جاگرافيائي حد 16 آهي.
دستياب لٽريچر جي مطابق، Atriplex halimus (A. halimus) پهريون ڀيرو rGO/nZVI ڪمپوزٽس ٺاهڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو جيئن هڪ اقتصادي ۽ ماحول دوست ٺهڪندڙ طريقي سان. اهڙيءَ طرح، هن ڪم جو مقصد چار حصن تي مشتمل آهي: (1) rGO/nZVI جو phytosynthesis ۽ A. halimus aquatic leaf extract استعمال ڪندي والدين nZVI composites، (2) phytosynthesized composites جي خصوصيت ڪيترن ئي طريقن کي استعمال ڪندي انهن جي ڪامياب ٺهڻ جي تصديق ڪرڻ، (3) ) rGO ۽ nZVI جي synergistic اثر جو مطالعو ڪريو جذب ۽ خارج ڪرڻ ۾ ڊڪسي سائڪلين اينٽي بايوٽيڪس جي نامياتي آلودگي کي مختلف رد عمل جي پيٽرولن تحت، جذب جي عمل جي حالتن کي بهتر ڪرڻ، (3) پروسيسنگ چڪر کان پوء مختلف مسلسل علاج ۾ جامع مواد جي تحقيق ڪريو.
Doxycycline hydrochloride (DC, MM = 480.90, ڪيميائي فارمولا C22H24N2O·HCl, 98%), لوھ کلورائڊ hexahydrate (FeCl3.6H2O, 97%), graphite پائوڊر Sigma-Aldrich, USA کان خريد ڪيو ويو. سوڊيم هائيڊروڪسائيڊ (NaOH، 97٪)، ايٿانول (C2H5OH، 99.9٪) ۽ هائڊروڪلورڪ ايسڊ (HCl، 37٪) Merck، USA کان خريد ڪيا ويا. NaCl، KCl، CaCl2، MnCl2 ۽ MgCl2 Tianjin Comio Chemical Reagent Co., Ltd کان خريد ڪيا ويا. سڀ ريجنٽ اعليٰ تجزياتي پاڪيزگي جا آھن. تمام آبي حل تيار ڪرڻ لاءِ ڊبل ڊسٽل پاڻي استعمال ڪيو ويو.
A. halimus جا نمائندا نمونا نيل ڊيلٽا ۽ مصر جي ميڊيٽرينين سامونڊي ڪناري تي موجود زمينن مان گڏ ڪيا ويا آهن. ٻوٽن جي مواد کي لاڳو ڪيل قومي ۽ بين الاقوامي هدايتن جي مطابق گڏ ڪيو ويو 17. پروفيسر منال فوزي Boulos18 جي ​​مطابق ٻوٽن جي نمونن جي نشاندهي ڪئي آهي، ۽ اليگزينڊرريا يونيورسٽي جي ماحولياتي سائنس جو ڊپارٽمينٽ سائنسي مقصدن لاءِ مطالعي ڪيل ٻوٽن جي نسلن کي گڏ ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو. واؤچرز جا نمونا تنتا يونيورسٽي Herbarium (TANE) تي منعقد ڪيا ويا آھن، واؤچر نمبر. 14 122-14 127، هڪ عوامي هربيريم جيڪو ذخيرو ٿيل مواد تائين رسائي فراهم ڪري ٿو. ان کان علاوه، مٽي يا گندگي کي هٽائڻ لاء، ٻوٽي جي پنن کي ننڍڙن ٽڪرن ۾ ڪٽيو، 3 ڀيرا نل ۽ ڊسٽيل پاڻي سان ڌوء، ۽ پوء 50 ° C تي سڪي. ٻوٽي کي ڪٽيو ويو، 5 گرام سٺي پائوڊر کي 100 مليل ڊسٽل پاڻي ۾ وجھو ۽ 70 ° C تي 20 منٽ لاء ھليو ويو ھڪڙو ڪڍڻ لاء. Bacillus nicotianae جي حاصل ڪيل عرق کي Whatman فلٽر پيپر ذريعي فلٽر ڪيو ويو ۽ وڌيڪ استعمال لاءِ 4 ° C تي صاف ۽ جراثيم واري ٽيوب ۾ محفوظ ڪيو ويو.
جيئن ته شڪل 1 ۾ ڏيکاريل آهي، GO گريفائٽ پاؤڊر مان ٺهيل هومر جي طريقي سان ٺهيل هئي. 10 mg GO پائوڊر 50 ml deionized پاڻيءَ ۾ 30 منٽ لاءِ سونيڪيشن تحت ورهايو ويو، ۽ پوءِ 0.9 g FeCl3 ۽ 2.9 g NaAc 60 منٽ لاءِ ملايو ويو. 20 مليل ايٽريپلڪس پتي جو عرق شامل ڪيو ويو ۽ 8 ڪلاڪن لاءِ 80 ڊگري سينٽي گريڊ تي ڇڏيو ويو. نتيجو ڪارو معطل فلٽر ڪيو ويو. تيار ڪيل نانو ڪمپوزائٽس کي ايٿانول ۽ بيڊسٽل ٿيل پاڻي سان ڌويو ويو ۽ پوءِ ويڪيوم اوون ۾ 50 ڊگري سينٽي گريڊ تي 12 ڪلاڪن لاءِ خشڪ ڪيو ويو.
rGO/nZVI ۽ nZVI ڪمپليڪس جي سائي ٺاھ جوڙ جون اسڪيميٽڪ ۽ ڊجيٽل تصويرون ۽ DC اينٽي بايوٽيڪس کي آلوده پاڻي مان هٽائڻ Atriplex halimus extract استعمال ڪندي.
مختصر طور، جيئن تصوير 1 ۾ ڏيکاريل آهي، 0.05 M Fe3+ آئنز تي مشتمل لوهه جي ڪلورائڊ محلول جي 10 ملي ليٽر کي 60 منٽن لاءِ ٿلهي پتي جي ڪڍڻ واري محلول جي 20 ملي ليٽر ۾ 60 منٽن لاءِ وچولي گرميءَ سان ۽ پوءِ ان محلول کي سينٽريفيوز ڪيو ويو 14,000 rpm (Hermle , 15,000 rpm) 15 منٽ لاءِ ڪارا ذرات ڏيڻ لاءِ، جن کي پوءِ 3 ڀيرا ايٿانول ۽ ڊسٽيل پاڻي سان ڌويو ويو ۽ پوءِ 60 ڊگري سينٽي گريڊ تي ويڪيوم اوون ۾ رات جو خشڪ ڪيو ويو.
ٻوٽن سان ٺهڪندڙ rGO/nZVI ۽ nZVI ڪمپوزٽس UV-visible spectroscopy (T70/T80 series UV/Vis spectrophotometers, PG Instruments Ltd, UK) 200-800 nm جي اسڪيننگ رينج ۾ نمايان هئا. rGO/nZVI ۽ nZVI مرکبات جي ٽوپوگرافي ۽ سائيز جي تقسيم جو تجزيو ڪرڻ لاءِ، TEM اسپيڪٽرو اسڪوپي (JOEL, JEM-2100F, Japan, accelerating voltage 200 kV) استعمال ڪيو ويو. فنڪشنل گروپن جو جائزو وٺڻ لاءِ جيڪي ٻوٽن جي نڪتن ۾ شامل ٿي سگھن ٿا جن کي بحالي ۽ استحڪام جي عمل لاءِ ذميوار قرار ڏنو ويو آهي، FT-IR اسپيڪٽروڪوپي (JASCO spectrometer 4000-600 cm-1 جي حد ۾) ڪئي وئي. ان کان علاوه، هڪ zeta امڪاني تجزيه ڪندڙ (Zetasizer Nano ZS Malvern) استعمال ڪيو ويو مٿاڇري جي چارج جو مطالعو ڪرڻ لاء ٺهيل نانو مواد. پاؤڊر ٿيل نانو ميٽيريلز جي ايڪس-ري جي تفاوت جي ماپن لاءِ، هڪ ايڪس-ري ڊفريڪٽوميٽر (X'PERT PRO، The Netherlands) استعمال ڪيو ويو، جيڪو 2θ جي حد ۾ 20° کان 80 تائين ڪرنٽ (40 mA)، وولٽيج (45 kV) تي ڪم ڪري ٿو. ° ۽ CuKa1 تابڪاري (\(\lambda =\ ) 1.54056 Ao). توانائي منتشر ايڪس ري اسپيڪٽروميٽر (EDX) (ماڊل JEOL JSM-IT100) عنصري ساخت جي مطالعي لاءِ ذميوار هو جڏهن Al K-α مونوڪروميٽڪ ايڪس-ري گڏ ڪري -10 کان 1350 eV تائين XPS تي، جڳهه جي سائيز 400 μm K-ALPHA (Thermo Fisher Scientific, USA) مڪمل اسپيڪٽرم جي ٽرانسميشن توانائي 200 eV آهي ۽ تنگ اسپيڪٽرم 50 eV آهي. پاؤڊر جو نمونو هڪ نموني هولڊر تي دٻايو ويندو آهي، جيڪو ويڪيوم چيمبر ۾ رکيل آهي. C 1 s اسپيڪٽرم استعمال ڪيو ويو حوالو طور 284.58 eV تي پابند توانائي جو تعين ڪرڻ لاءِ.
جذب ڪرڻ جا تجربا ڪيا ويا ته ٺهيل rGO/nZVI نانوڪومپوزائٽس جي اثرائيت کي جانچڻ لاءِ doxycycline (DC) کي آبي حلن مان هٽائڻ ۾. جذب ڪرڻ جا تجربا 25 ml Erlenmeyer flasks ۾ 200 rpm جي ٿڌڻ واري رفتار تي هڪ orbital shaker (Stuart, Orbital Shaker/SSL1) تي 298 K تي ڪيا ويا. DC اسٽاڪ حل (1000 ppm) کي بيڊسٽل ٿيل پاڻي سان ملائي. جذب ڪرڻ جي ڪارڪردگي تي rGO/nSVI dosage جي اثر کي جانچڻ لاءِ، مختلف وزنن جا نانوڪومپوزائٽس (0.01-0.07 g) 20 ml DC حل ۾ شامل ڪيا ويا. ڪينيٽيڪس ۽ ادسورپشن isotherms جو مطالعو ڪرڻ لاءِ، 0.05 g adsorbent کي CD جي آبي محلول ۾ ابتدائي ڪنسنٽريشن (25-100 mg L-1) سان وجھيو ويو. DC کي هٽائڻ تي pH جو اثر pH (3-11) ۽ 25 °C تي 50 mg L-1 جي ابتدائي ڪنسنٽريشن تي اڀياس ڪيو ويو. HCl يا NaOH حل جي ٿوري مقدار کي شامل ڪندي سسٽم جي پي ايڇ کي ترتيب ڏيو (ڪرسن پي ايڇ ميٽر، پي ايڇ ميٽر، پي ايڇ 25). ان کان علاوه، 25-55 ° C جي حد ۾ جذب ​​تجربن تي ردعمل جي درجه حرارت جي اثر جي تحقيق ڪئي وئي. جذب جي عمل تي آئنڪ طاقت جو اثر NaCl (0.01-4 mol L-1) جي مختلف ڪنسنٽريشنز کي شامل ڪندي اڀياس ڪيو ويو DC جي 50 mg L-1، pH 3 ۽ 7، 25 °C، ۽ 0.05 g جي هڪ adsorbent دوز. غير جذب ٿيل DC جي جذب کي ڊبل بيم UV-Vis spectrophotometer (T70/T80 series, PG Instruments Ltd, UK) استعمال ڪندي ماپيو ويو 1.0 سينٽي واٽ ڊگھي ڪوارٽز ڪيويٽس سان ليس 270 ۽ 350 جي وڌ ۾ وڌ موج جي ڊيگهه (λmax) تي. ڊي سي اينٽي بايوٽيڪٽس جو سيڪڙو ختم ڪرڻ (R٪؛ Eq. 1) ۽ DC، qt، Eq جي جذب جي مقدار. 2 (mg/g) هيٺين مساوات کي استعمال ڪندي ماپي ويا.
جتي %R DC هٽائڻ جي گنجائش (%) آهي، Co وقت 0 تي ابتدائي DC ڪنسنٽريشن آهي، ۽ C وقت تي ڊي سي ڪنسنٽريشن آهي، ترتيب سان (mg L-1).
جتي qe DC adsorbed adsorbent per unit mass of adsorbent (mg-1) جو مقدار آهي، Co ۽ Ce آهن ڪنسنٽريشن صفر وقت ۽ توازن تي، ترتيب سان (mg l-1)، V آهي حل جو حجم (l) , ۽ m آهي adsorption mass reagent (g).
SEM تصويرون (Figs. 2A-C) rGO/nZVI جي لاملر مورفولوجي کي ڏيکارين ٿيون، ان جي مٿاڇري تي هڪجهڙائي سان ڦهليل لوهه جي نانو ذرات سان گڏ، rGO جي مٿاڇري تي nZVI NPs جي ڪامياب منسلڪ کي ظاهر ڪري ٿي. ان کان علاوه، rGO پتي ۾ ڪجهه جھرڻ موجود آهن، A. halimus GO جي بحالي سان گڏ آڪسيجن تي مشتمل گروپن کي ختم ڪرڻ جي تصديق ڪن ٿا. اهي وڏا جھرڻ لوھ NPs جي فعال لوڊ ڪرڻ لاء سائيٽن جي طور تي ڪم ڪن ٿا. nZVI تصويرن (Fig. 2D-F) ڏيکاريو ته گولي واري لوھ NPs تمام پکڙيل آھن ۽ مجموعي طور تي نه ٺھيل آھن، جنھن جو سبب آھي ٻوٽن جي ٻوٽن جي اجزاء جي کوٽائي واري نوعيت جي ڪري. ذرات جي ماپ 15-26 nm جي اندر مختلف آهي. بهرحال، ڪجهه علائقن ۾ بلجز ۽ گفا جي ساخت سان هڪ ميسوپورس مورفولوجي آهي، جيڪا nZVI جي اعلي موثر جذب ڪرڻ جي صلاحيت مهيا ڪري سگهي ٿي، ڇاڪاڻ ته اهي nZVI جي مٿاڇري تي DC ماليڪيولن کي ڇڪڻ جو امڪان وڌائي سگهن ٿا. جڏهن روزا دمشق جو اقتباس nZVI جي ٺهڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو، حاصل ڪيل NPs inhomogeneous هئا، voids ۽ مختلف شڪلين سان، جن Cr(VI) جذبن ۾ سندن ڪارڪردگيءَ کي گهٽايو ۽ رد عمل جو وقت وڌايو 23. نتيجا بلوط ۽ توت جي پنن مان ٺھيل nZVI سان مطابقت رکن ٿا، جيڪي خاص طور تي گول نانو ذرات آھن جن ۾ مختلف نانو ميٽرن جي سائزن سان گڏ پڌرو مجموعو آھي.
rGO/nZVI (AC)، nZVI (D, E) ڪمپوزائٽس ۽ nZVI/rGO (G) ۽ nZVI (H) ڪمپوزٽس جي EDX نمونن جون SEM تصويرون.
ٻوٽن سان ٺهيل rGO/nZVI ۽ nZVI مرکبات جو بنيادي مجموعو EDX (Fig. 2G, H) استعمال ڪندي اڀياس ڪيو ويو. اڀياس ڏيکاري ٿو ته nZVI ڪاربان (38.29٪ ماس جي لحاظ کان)، آڪسيجن (47.41٪ ماس جي لحاظ کان) ۽ لوهه (11.84٪ ماس جي لحاظ کان) تي مشتمل آهي، پر ٻيا عنصر جهڙوڪ فاسفورس 24 پڻ موجود آهن، جيڪي ٻوٽن جي نڪ مان حاصل ڪري سگهجن ٿيون. ان کان علاوه، ڪاربن ۽ آڪسيجن جو اعلي فيصد ٻوٽن مان نڪتل ٻوٽن مان phytochemicals جي موجودگي جي ڪري آهي زير زمين nZVI نموني. اهي عنصر rGO تي هڪجهڙائي سان ورهايل آهن پر مختلف نسبتن ۾: C (39.16 wt %)، O (46.98 wt %) ۽ Fe (10.99 wt %)، EDX rGO/nZVI پڻ ٻين عنصرن جي موجودگي کي ظاهر ڪري ٿو جهڙوڪ S. ٻوٽي extracts سان لاڳاپيل ڪري سگهجي ٿو، استعمال ڪري رهيا آهن. A. halimus استعمال ڪندي rGO/nZVI ڪمپوزٽ ۾ موجوده C:O تناسب ۽ لوھ جو مواد eucalyptus leaf extract استعمال ڪرڻ کان گھڻو بهتر آھي، ڇاڪاڻ ته اھو C (23.44 wt.%)، O (68.29 wt.%) ۽ Fe (8.27 wt.٪). wt %) 25. Natasha et al., 2022 رپورٽ ڪيو nZVI جو ساڳيو عنصر بلوط ۽ توت جي پنن مان ٺهيل آهي ۽ ان ڳالهه جي تصديق ڪئي وئي آهي ته پوليفينول گروپ ۽ ٻيا ماليڪيول جيڪي پتي جي نچوڙ ۾ شامل آهن انهن کي گهٽائڻ جي عمل لاءِ ذميوار آهن.
ٻوٽن ۾ ٺهيل nZVI جي مورفولوجي (Fig. S2A,B) گولائي ۽ جزوي طور تي بي ترتيب هئي، 23.09 ± 3.54 nm جي سراسري ذري جي سائيز سان، جڏهن ته زنجير مجموعا van der Waals فورسز ۽ ferromagnetism جي ڪري ڏٺو ويو. هي بنيادي طور تي گرينولر ۽ گولي واري ذرات جي شڪل SEM نتيجن سان سٺي معاهدي ۾ آهي. اهڙو ئي مشاهدو عبدالفتاح وغيره به ڪيو آهي. 2021 ۾ جڏهن ڪيسٽر بينن جي پتي جو عرق استعمال ڪيو ويو nZVI11 جي ترکیب ۾. Ruelas tuberosa leaf extract NPs nZVI ۾ گھٽائڻ واري ايجنٽ جي طور تي استعمال ٿيندا آھن پڻ گول شڪل وارا آھن جن جو قطر 20 کان 40 nm26 آھي.
Hybrid rGO/nZVI جامع TEM تصويرون (Fig. S2C-D) ڏيکاريو ويو آهي ته rGO هڪ بيسل جهاز آهي جنهن ۾ حد کان گهٽ فولڊ ۽ جھرڻ آهن جيڪي nZVI NPs لاءِ گھڻن لوڊ ڪرڻ جون سائيٽون مهيا ڪن ٿا؛ هي ليميلر مورفولوجي پڻ تصديق ڪري ٿي آر جي او جي ڪامياب ٺهڻ جي. ان کان علاوه، nZVI NPs کي 5.32 کان 27 nm تائين ذرڙن جي سائيز سان گولي شڪل آھي ۽ تقريبا يونيفارم ڊسڪشن سان rGO پرت ۾ شامل ٿيل آھن. Eucalyptus پتي جو عرق Fe NPs/rGO کي گڏ ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو؛ TEM نتيجن جي پڻ تصديق ڪئي وئي آهي ته rGO پرت ۾ جھرڻ خالص Fe NPs کان وڌيڪ Fe NPs جي ڦهلائڻ کي بهتر ڪيو ۽ مرکب جي رد عمل کي وڌايو. ساڳي نتيجا حاصل ڪيا ويا Bagheri et al. 28 جڏهن مجموعي کي الٽراسونڪ ٽيڪنڪ استعمال ڪندي ٺاهيو ويو هو تقريبن 17.70 nm جي اوسط لوهه نانو پارٽيڪل سائيز سان.
A. halimus، nZVI، GO، rGO، ۽ rGO/nZVI مرکبات جو FTIR اسپيڪٽرا تصوير ۾ ڏيکاريو ويو آهي. 3A. A. halimus جي پنن ۾ مٿاڇري تي ڪم ڪندڙ گروپن جي موجودگي 3336 سينٽي-1 تي ظاهر ٿئي ٿي، جيڪو پوليفينول سان ملندو آهي، ۽ 1244 سينٽي-1، جيڪو پروٽين جي پيدا ڪيل ڪاربونيل گروپن سان ملندو آهي. ٻيا گروهه جهڙوڪ الڪنز 2918 سينٽي-1 تي، الڪنز 1647 سينٽي-1 تي ۽ CO-O-CO ايڪسٽينشن 1030 سينٽي-1 تي پڻ ڏٺا ويا آهن، ٻوٽن جي اجزاء جي موجودگي جو مشورو ڏئي ٿو جيڪي سيلنگ ايجنٽ طور ڪم ڪن ٿا ۽ بحاليءَ جا ذميوار آهن. Fe2+ ​​کان Fe0 تائين ۽ GO کان rGO29 تائين. عام طور تي، nZVI اسپيڪٽرا ساڳي جذبي جي چوٽي کي ڪڪڙ شگر وانگر ڏيکاري ٿو، پر ٿوري ڦيرايل پوزيشن سان. هڪ شديد بينڊ 3244 سينٽي-1 تي ظاهر ٿئي ٿو جيڪو OH اسٽريچنگ وائبريشنز (فينولز) سان جڙيل آهي، 1615 جي چوٽي C=C سان ملندڙ جلندڙ آهي، ۽ 1546 ۽ 1011 سينٽي-1 تي بينڊ C=O (پوليفينول ۽ فليونوائيڊس) جي ڇڪڻ سبب پيدا ٿئي ٿو. , CN -Aromatic amines ۽ aliphatic amines جا گروپ به ترتيبوار 1310 cm-1 ۽ 1190 cm-1 تي ڏٺا ويا. GO جو FTIR اسپيڪٽرم ڪيترن ئي تيز شدت واري آڪسيجن تي مشتمل گروپن جي موجودگي کي ظاهر ڪري ٿو، جن ۾ الڪوڪسي (CO) اسٽريچنگ بينڊ 1041 cm-1 تي، epoxy (CO) اسٽريچنگ بينڊ 1291 cm-1 تي، C=O اسٽريچ. 1619 سينٽي-1 تي C=C اسٽريچنگ وائبريشن جو هڪ بينڊ، 1708 سينٽي-1 تي هڪ بينڊ ۽ 3384 سينٽي-1 تي OH گروپ اسٽريچنگ وائبريشنز جو هڪ وسيع بينڊ ظاهر ٿيو، جنهن جي تصديق همر جي بهتر طريقي سان ٿئي ٿي، جيڪا ڪاميابيءَ سان آڪسائيڊ ڪري ٿي. graphite عمل. جڏهن GO اسپيڪٽرا سان rGO ۽ rGO/nZVI ڪمپوزٽس جو مقابلو ڪيو وڃي ٿو، ڪجهه آڪسيجن تي مشتمل گروپن جي شدت، جهڙوڪ OH 3270 cm-1 تي، تمام گهڻو گهٽجي ويندي آهي، جڏهن ته ٻيا، جهڙوڪ C=O 1729 cm-1 تي، مڪمل طور تي. گھٽايل. غائب ٿي ويو، GO ۾ آڪسيجن تي مشتمل فنڪشنل گروپن کي ڪامياب هٽائڻ جو اشارو A. halimus extract ذريعي. 1560 ۽ 1405 سينٽي-1 تي C=C ٽينشن تي rGO جون نيون تيز خصوصيت واريون چوٽيون نظر اچن ٿيون، جيڪي GO کان rGO جي گھٽتائي جي تصديق ڪن ٿيون. 1043 کان 1015 سينٽي-1 ۽ 982 کان 918 سينٽي-1 تائين تبديليون ڏسڻ ۾ آيون، ممڪن طور تي ٻوٽن جي مواد جي شامل ٿيڻ جي ڪري 31,32. Weng et al.، 2018 پڻ GO ۾ آڪسيجن ٿيل فنڪشنل گروپن جي هڪ اهم ڪشش جو مشاهدو ڪيو، بايو ريڊڪشن ذريعي rGO جي ڪامياب ٺهڻ جي تصديق ڪري ٿي، ڇاڪاڻ ته eucalyptus leaf extracts، جن کي استعمال ڪيو ويو گھٽايل لوهه گرافيني آڪسائيڊ ڪمپوزائٽس کي ٺهڪائڻ لاءِ، پلانٽ جي FTIR اسپيڪٽرا جي ويجهو ڏيکاريو ويو. فنڪشنل گروپ. 33 .
الف. گيليم جو FTIR اسپيڪٽرم، nZVI، rGO، GO، جامع rGO/nZVI (A). Roentgenogrammy composites rGO, GO, nZVI ۽ rGO/nZVI (B).
rGO/nZVI ۽ nZVI ڪمپوزٽس جي ٺهڻ جي وڏي حد تائين تصديق ڪئي وئي ايڪس-ري تفاوت جي نمونن (Fig. 3B). 2Ɵ 44.5° تي تيز-شدت جي Fe0 چوٽي ڏٺي وئي، انڊيڪس (110) (JCPDS نمبر 06-0696) 11 جي مطابق. ٻي چوٽي (311) جهاز جي 35.1° تي ميگنيٽائٽ Fe3O4 سان منسوب ڪئي وئي آهي، ϒ-FeOOH (JCPDS نمبر 17-0536)34 جي موجودگيءَ سبب (440) جهاز جي ملر انڊيڪس سان 63.2° جڙيل هجي. GO جو X-ray نمونو 2Ɵ 10.3° تي هڪ تيز چوٽي ۽ ٻي چوٽي 21.1° تي ڏيکاري ٿو، جيڪو گرافائٽ جي مڪمل خارج ٿيڻ جي نشاندهي ڪري ٿو ۽ GO35 جي مٿاڇري تي آڪسيجن تي مشتمل گروپن جي موجودگي کي نمايان ڪري ٿو. rGO ۽ rGO/nZVI جي گڏيل نمونن خاص GO چوٽي جي غائب ٿيڻ کي رڪارڊ ڪيو ۽ rGO ۽ rGO/nZVI ڪمپوزٽس لاءِ ترتيبوار 2Ɵ 22.17 ۽ 24.7° تي وسيع rGO چوٽي جي ٺهڻ کي رڪارڊ ڪيو، جنهن پلانٽ ذريعي GO جي ڪامياب بحالي جي تصديق ڪئي. جڏهن ته، جامع rGO/nZVI نموني ۾، Fe0 (110) ۽ bcc Fe0 (200) جي لاٽيس جهاز سان لاڳاپيل اضافي چوٽيون ترتيبوار 44.9\(^\circ\) ۽ 65.22\(^\circ\) تي ڏٺيون ويون. .
زيٽا پوٽيٽيليشن هڪ آئنڪ پرت جي وچ ۾ هڪ ذرڙي جي مٿاڇري سان ڳنڍيل آهي ۽ هڪ آبي محلول جي وچ ۾ امڪاني آهي جيڪو مادي جي برقياتي ملڪيت کي طئي ڪري ٿو ۽ ان جي استحڪام کي ماپ ڪري ٿو37. ٻوٽن سان ٺهيل nZVI، GO، ۽ rGO/nZVI مرکبات جي Zeta امڪاني تجزيي انهن جي مٿاڇري تي بالترتيب -20.8، -22، ۽ -27.4 mV جي ناڪاري چارجز جي موجودگي جي ڪري انهن جي استحڪام ڏيکاري ٿي، جيئن شڪل S1A- ۾ ڏيکاريل آهي. سي. . اهڙا نتيجا ڪيترن ئي رپورٽن سان هڪجهڙائي رکن ٿا جن ۾ ذڪر ڪيو ويو آهي ته ذرڙن تي مشتمل حل جيڪي زيٽا امڪاني قدرن سان -25 mV کان گهٽ آهن عام طور تي انهن ذرڙن جي وچ ۾ اليڪٽررو اسٽيٽٽڪ ريپوليشن جي ڪري اعليٰ درجي جي استحڪام ڏيکاري ٿو. rGO ۽ nZVI جو ميلاپ جامع کي وڌيڪ منفي چارجز حاصل ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو ۽ اهڙيءَ طرح GO يا nZVI جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ استحڪام آهي. تنهن ڪري، electrostatic repulsion جو رجحان مستحڪم rGO/nZVI39 composites جي ٺهڻ جي اڳواڻي ڪندو. GO جي ناڪاري مٿاڇري ان کي اجازت ڏئي ٿي ته ان کي هڪجهڙائي سان گڏ پاڻيءَ جي وچ ۾ پکڙيل هجي، جيڪا nZVI سان رابطي لاءِ سازگار حالتون پيدا ڪري ٿي. ناڪاري چارج تلخ خربوز جي اقتباس ۾ مختلف فنڪشنل گروپن جي موجودگي سان لاڳاپيل ٿي سگهي ٿو، جيڪو پڻ تصديق ڪري ٿو GO ۽ لوهه جي اڳڪٿين جي وچ ۾ رابطي ۽ ٻوٽي جي نچوڙ کي ترتيب ڏيڻ لاء rGO ۽ nZVI، ترتيب سان، ۽ rGO/nZVI ڪمپليڪس. اهي ٻوٽي جا مرڪب پڻ ڪيپنگ ايجنٽ طور ڪم ڪري سگهن ٿا، ڇاڪاڻ ته اهي نانو ذرات جي مجموعي کي روڪيندا آهن ۽ اهڙيءَ طرح انهن جي استحڪام کي وڌائيندا آهن40.
nZVI ۽ rGO/nZVI ڪمپوزائٽس جي عنصري ساخت ۽ ويلنس رياستن کي XPS (تصوير 4) ذريعي طئي ڪيو ويو. مجموعي طور تي XPS مطالعي مان معلوم ٿئي ٿو ته rGO/nZVI جامع بنيادي طور تي عناصر C، O، ۽ Fe تي مشتمل آهي، EDS ميپنگ (Fig. 4F-H) سان مطابقت رکي ٿي. C1s اسپيڪٽرم ٽن چوٽي تي مشتمل آهي 284.59 eV، 286.21 eV ۽ 288.21 eV جيڪي CC، CO ۽ C=O جي نمائندگي ڪن ٿا. O1s اسپيڪٽرم کي ٽن چوٽيءَ ۾ ورهايو ويو، جن ۾ 531.17 eV، 532.97 eV، ۽ 535.45 eV شامل هئا، جن کي ترتيب ڏنل O=CO، CO، ۽ NO گروپن ۾ لڳايو ويو هو. جڏهن ته، 710.43، 714.57 ۽ 724.79 eV تي چوٽيون ترتيبوار Fe 2p3/2، Fe+3 ۽ Fe p1/2 ڏانهن اشارو ڪن ٿيون. nZVI جي XPS اسپيڪٽرا (Fig. 4C-E) عناصر C، O، ۽ Fe جي چوٽي ڏيکاري ٿي. 284.77، 286.25، ۽ 287.62 eV تي چوٽيون لوهه ڪاربن الائيز جي موجودگي جي تصديق ڪن ٿيون، جيئن اهي CC، C-OH، ۽ CO جي حوالي ڪن ٿا. O1s اسپيڪٽرم ٽن چوٽي C-O/Iron Carbonate (531.19 eV)، هائيڊروڪسيل ريڊيڪل (532.4 eV) ۽ O-C=O (533.47 eV) سان مطابقت رکي ٿو. 719.6 تي چوٽي Fe0 ڏانهن منسوب ڪئي وئي آهي، جڏهن ته FeOOH 717.3 ۽ 723.7 eV تي چوٽي ڏيکاري ٿو، ان کان علاوه، 725.8 eV تي چوٽي Fe2O342.43 جي موجودگي کي ظاهر ڪري ٿو.
nZVI ۽ rGO/nZVI ڪمپوزٽس جو XPS اڀياس، ترتيب سان (A، B). مڪمل اسپيڪٽرا nZVI C1s (C)، Fe2p (D)، ۽ O1s (E) ۽ rGO/nZVI C1s (F)، Fe2p (G)، O1s (H) جامع.
N2 adsorption/desorption isotherm (Fig. 5A, B) ڏيکاري ٿو ته nZVI ۽ rGO/nZVI مرکبات جو تعلق قسم II سان آهي. ان کان علاوه، nZVI جو مخصوص سطحي علائقو (SBET) 47.4549 کان وڌي 152.52 m2/g تائين rGO سان انڌو ٿيڻ کان پوءِ. اهو نتيجو وضاحت ڪري سگهجي ٿو nZVI جي مقناطيسي خاصيتن ۾ گهٽتائي کان پوء rGO بلائنڊنگ، ان سان گڏ ذرات جي مجموعي کي گهٽائڻ ۽ مرکب جي سطح جي ايراضيء کي وڌايو. ان کان علاوه، جيئن تصوير ۾ ڏيکاريل آهي. 5C، rGO/nZVI جامع جو پور حجم (8.94 nm) اصل nZVI (2.873 nm) کان وڌيڪ آهي. اهو نتيجو ايل-مونيم ۽ ٻين سان متفق آهي. 45.
rGO/nZVI مرکبات ۽ اصل nZVI جي وچ ۾ ڊي سي کي هٽائڻ جي جذبي جي صلاحيت جو جائزو وٺڻ لاءِ ابتدائي ڪنسنٽريشن ۾ اضافو جي بنياد تي، هڪ مقابلو ڪيو ويو هر adsorbent (0.05 g) جي مسلسل دوز شامل ڪندي ڊي سي کي مختلف ابتدائي ڪنسنٽريشن تي. تحقيق ٿيل حل [25]. -100 mg l-1] 25 ° C تي. نتيجن مان ظاهر ٿيو ته rGO/nZVI جامع جي هٽائڻ واري ڪارڪردگي (94.6٪) اصل nZVI (90٪) کان وڌيڪ هئي گهٽ ڪنسنٽريشن تي (25 mg L-1). جڏهن ته، جڏهن شروعاتي ڪنسنٽريشن کي 100 mg L-1 تائين وڌايو ويو ته، rGO/nZVI ۽ والدين جي nZVI کي ختم ڪرڻ جي ڪارڪردگي بالترتيب 70٪ ۽ 65٪ تائين گهٽجي وئي (شڪل 6A)، جيڪا شايد گهٽ فعال سائيٽن جي ڪري ٿي سگهي ٿي. nZVI ذرات. ان جي برعڪس، rGO/nZVI DC هٽائڻ جي اعليٰ ڪارڪردگي ڏيکاري ٿي، جيڪا ٿي سگهي ٿي rGO ۽ nZVI جي وچ ۾ هم وقت سازي واري اثر جي ڪري، جنهن ۾ جذب ​​ڪرڻ لاءِ موجود مستحڪم فعال سائيٽون تمام گهڻيون آهن، ۽ rGO/nZVI جي صورت ۾، وڌيڪ. DC برقرار nZVI جي ڀيٽ ۾ adsorbed ڪري سگهجي ٿو. ان کان علاوه، انجير ۾. 6B ڏيکاري ٿو ته rGO/nZVI ۽ nZVI ڪمپوزٽس جي جذب ڪرڻ جي صلاحيت 9.4 mg/g کان وڌي 30 mg/g ۽ 9 mg/g تائين وڌي وئي، 25-100 mg/L کان ابتدائي ڪنسنٽريشن ۾ واڌ سان. -1.1 کان 28.73 ملي گرام جي-1. تنهن ڪري، ڊي سي هٽائڻ جي شرح منفي طور تي ابتدائي ڊي سي ڪنسنٽريشن سان لاڳاپو هئي، جنهن جي ڪري هر جذبي جي حمايت ڪئي وئي رد عمل مرڪز جي محدود تعداد جي جذبي ۽ حل ۾ ڊي سي کي هٽائڻ لاء. اهڙيء طرح، انهن نتيجن مان اهو نتيجو ڪڍي سگهجي ٿو ته rGO/nZVI مرکبات ۾ جذب ​​۽ گھٽتائي جي اعلي ڪارڪردگي آهي، ۽ rGO/nZVI جي جوڙجڪ ۾ rGO ٻنهي کي استعمال ڪري سگهجي ٿو هڪ adsorbent ۽ هڪ ڪيريئر مواد جي طور تي.
rGO/nZVI ۽ nZVI جامع لاءِ هٽائڻ جي ڪارڪردگي ۽ ڊي سي جذب ڪرڻ جي صلاحيت هئي (A, B) [Co = 25 mg l-1–100 mg l-1, T = 25 °C, dose = 0.05 g], pH. جذب ڪرڻ جي صلاحيت ۽ ڊي سي هٽائڻ جي ڪارڪردگي تي rGO/nZVI مرکبات (C) [Co = 50 mg L-1، pH = 3-11، T = 25°C، dose = 0.05 g].
حل pH جذبي جي عمل جي مطالعي ۾ هڪ نازڪ عنصر آهي، ڇاڪاڻ ته اهو جذبي جي آئنائيزيشن، اسپيسيشن، ۽ آئنائيزيشن جي درجي کي متاثر ڪري ٿو. تجربو 25 ° C تي ڪيو ويو مسلسل adsorbent dose (0.05 g) ۽ 50 mg L-1 جي شروعاتي ڪنسنٽريشن pH رينج ۾ (3-11). ادب جي جائزي 46 جي مطابق، ڊي سي هڪ ايمففيلڪ انو آهي جيڪو ڪيترن ئي ionizable فنڪشنل گروپن سان گڏ (فينول، امينو گروپ، الڪوحل) مختلف پي ايڇ جي سطحن تي. نتيجي طور، DC جا مختلف ڪم ۽ لاڳاپيل ڍانچي جي مٿاڇري تي rGO/nZVI ڪمپوزٽ شايد اليڪٽررو اسٽيٽيڪل طور تي رابطو ڪري سگھن ٿا ۽ ٿي سگھي ٿو ڪيشنز، زيوٽرينز ۽ اينئنز جي طور تي، ڊي سي انوول موجود آھي cationic (DCH3+) pH <3.3 تي، zwitterionic (DCH20) 3.3 < pH < 7.7 ۽ anionic (DCH− يا DC2−) PH 7.7 تي. نتيجي طور، DC جا مختلف ڪم ۽ لاڳاپيل ڍانچي جي مٿاڇري تي rGO/nZVI ڪمپوزٽ شايد اليڪٽررو اسٽيٽيڪل طور تي رابطو ڪري سگھن ٿا ۽ ٿي سگھي ٿو ڪيشنز، زيوٽرينز ۽ اينئنز جي طور تي، ڊي سي انوول موجود آھي cationic (DCH3+) pH <3.3 تي، zwitterionic (DCH20) 3.3 < pH < 7.7 ۽ anionic (DCH- يا DC2-) PH 7.7 تي. В результате различные функции ДК и связанных с ними структур на поверхности композита rGO/nZVI MOGUT ут существовать виде катионов, цвиттер-ионов и анионов, молекула ДК существует виде катиона (DCH3+) کان پوءِ ионный (DCH20) 3,3 < pH < 7,7 и анионный (DCH- и DC2-) pH 7,7. نتيجي طور، ڊي سي جا مختلف ڪم ۽ لاڳاپيل ڍانچي جي مٿاڇري تي rGO/nZVI ڪمپوزٽ اليڪٽررو اسٽيٽيڪل طور تي ڪم ڪري سگهن ٿا ۽ ڪيشنز، زوئٽيرينز ۽ اينئنز جي صورت ۾ موجود ٿي سگهن ٿا. ڊي سي ماليڪيول ڪيشن (DCH3+) جي طور تي موجود آهي pH <3.3؛ ionic (DCH20) 3.3 < pH < 7.7 ۽ anionic (DCH- يا DC2-) pH 7.7 تي.因此، DC 各种功能和rGO/nZVI 、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+)形式存在，两性离子(DCH20) 3.3 <pH <7.7 和阴离子(DCH- 或DC2-) پي ايڇ 7.7 ۾.并 并 n 的 相关 相关 的 相关 表面 表面 形式和和表面和存在，两性离子(DCH20) 3.3 <pH <7.7 和阴离子(DCH- 或DC2-) پي ايڇ 7.7 ۾. Следовательно, различные функции ДК и родственных им структур на поверхности композита rGO/nZVI م я и существовать в виде катионов, цвиттер-ионов и анионов, а молекулы ДК являются катионными (ДЦГ3+) при,3р3. تنهن ڪري، DC جا مختلف ڪم ۽ لاڳاپيل ڍانچي جي مٿاڇري تي rGO/nZVI ڪمپوزٽ اليڪٽررو اسٽيٽڪ رابطي ۾ داخل ٿي سگهن ٿا ۽ ڪيشنز، زيوٽريونز ۽ انائنس جي صورت ۾ موجود آهن، جڏهن ته DC ماليڪيول ڪيشنڪ (DCH3+) pH <3.3 تي آهن. 3,3 < pH < 7,7 ۽ اينيونا (DCH- и DC2-) pH 7,7 کان مٿي 3,3 < pH < 7,7 ۽ اينيونا (DCH- и DC2-) جي ويب سائيٽ تي موجود آهي. اهو zwitterion (DCH20) طور 3.3 <pH <7.7 تي ۽ هڪ anion (DCH- يا DC2-) pH 7.7 تي موجود آهي.3 کان 7 تائين پي ايڇ ۾ واڌ سان، ڊي سي هٽائڻ جي جذبي جي صلاحيت ۽ ڪارڪردگي 11.2 mg/g (56%) کان وڌي 17 mg/g (85%) (Fig. 6C). جڏهن ته، جيئن ته پي ايڇ وڌي 9 ۽ 11 تائين، جذب ڪرڻ جي صلاحيت ۽ هٽائڻ جي ڪارڪردگي ڪجهه گهٽجي وئي، 10.6 mg/g (53%) کان 6 mg/g (30%) تائين. 3 کان 7 تائين pH ۾ واڌ سان، DCs بنيادي طور تي زيوٽرينز جي صورت ۾ موجود هئا، جن انهن کي rGO/nZVI ڪمپوزٽس، خاص طور تي اليڪٽررو اسٽيٽٽڪ رابطي جي ذريعي، تقريباً غير اليڪٽرو اسٽيٽيڪل طور ڪشش يا رد ڪيو. جيئن ته پي ايڇ 8.2 کان مٿي وڌي ويو، جذبي جي مٿاڇري تي منفي طور تي چارج ڪيو ويو، اهڙيء طرح جذب ڪرڻ جي صلاحيت گهٽجي وئي ۽ منفي طور تي چارج ٿيل doxycycline ۽ adsorbent جي مٿاڇري جي وچ ۾ electrostatic repulsion جي ڪري. اهو رجحان ڏيکاري ٿو ته rGO/nZVI مرکبات تي DC جذب انتهائي pH تي منحصر آهي، ۽ نتيجا پڻ ظاهر ڪن ٿا ته rGO/nZVI مرکبات تيزابي ۽ غير جانبدار حالتن ۾ adsorbents طور مناسب آهن.
DC جي آبي محلول جي جذب تي درجه حرارت جو اثر (25-55 ° C) تي ڪيو ويو. شڪل 7A ڏيکاري ٿو درجه حرارت جي واڌ جو اثر DC اينٽي بايوٽڪ جي هٽائڻ واري ڪارڪردگي تي rGO/nZVI، اهو واضح آهي ته هٽائڻ جي صلاحيت ۽ جذب ڪرڻ جي صلاحيت 83.44٪ ۽ 13.9 mg/g کان وڌي 47٪ ۽ 7.83 mg/g تائين. ، ترتيب سان. هي اهم گهٽتائي ڊي سي آئنز جي حرارتي توانائي ۾ واڌ جي ڪري ٿي سگهي ٿي، جيڪا desorption47 جي ڪري ٿي.
rGO/nZVI ڪمپوزٽس (A) [Co = 50 mg L-1، pH = 7، Dose = 0.05 g]، CD جي اثر کي ختم ڪرڻ جي ڪارڪردگي ۽ جذب ڪرڻ جي صلاحيت تي درجه حرارت جو اثر، CD Effect جي خارج ڪرڻ واري ڪارڪردگي ۽ هٽائڻ واري ڪارڪردگي تي. rGO/nSVI جامع (B) تي جذب ڪرڻ جي صلاحيت ۽ ڊي سي هٽائڻ جي ڪارڪردگي تي ابتدائي ڪنسنٽريشن [Co = 50 mg L-1، pH = 7، T = 25°C] (C, D) [Co = 25-100 mg L–1، pH = 7، T = 25 °C، dose = 0.05 g].
جامع adsorbent rGO/nZVI جي دوز کي 0.01 g کان 0.07 g تائين وڌائڻ جو اثر هٽائڻ جي ڪارڪردگي ۽ جذب ڪرڻ جي صلاحيت تي تصوير ۾ ڏيکاريل آهي. 7 ب. adsorbent جي دوز ۾ اضافو جذب ڪرڻ جي صلاحيت ۾ 33.43 mg/g کان 6.74 mg/g تائين گھٽجي ويو. تنهن هوندي به، 0.01 g کان 0.07 g تائين adsorbent دوز ۾ اضافو سان، هٽائڻ جي ڪارڪردگي 66.8٪ کان 96٪ تائين وڌائي ٿي، جنهن جي مطابق، نانوڪوپوزائٽ سطح تي فعال مرڪزن جي تعداد ۾ اضافو سان لاڳاپيل ٿي سگهي ٿو.
جذب ڪرڻ جي صلاحيت ۽ هٽائڻ جي ڪارڪردگي تي ابتدائي ڪنسنٽريشن جو اثر [25-100 mg L-1، 25°C، pH 7، dose 0.05 g] اڀياس ڪيو ويو. جڏهن ابتدائي ڪنسنٽريشن 25 mg L-1 کان 100 mg L-1 تائين وڌايو ويو، ته rGO/nZVI ڪمپوزٽ جي خارج ٿيڻ جو سيڪڙو 94.6٪ کان گهٽجي 65٪ (Fig. 7C) ٿي ويو، شايد شايد گهربل فعال جي غير موجودگي جي ڪري. سائيٽون. . DC49 جي وڏي مقدار کي جذب ڪري ٿو. ٻئي طرف، جيئن شروعاتي ڪنسنٽريشن وڌيو، جذب ڪرڻ جي صلاحيت پڻ وڌي وئي 9.4 mg/g کان 30 mg/g تائين جيستائين توازن پهچي ويو (تصوير 7D). اهو ناگزير رد عمل ڊرائيونگ فورس ۾ اضافو سبب آهي جنهن ۾ ابتدائي DC ڪنسنٽريشن ڊي سي آئن ماس جي منتقلي جي مزاحمت کان وڌيڪ آهي ته جيئن rGO/nZVI جامع جي مٿاڇري 50 تائين پهچي وڃي.
رابطي جي وقت ۽ متحرڪ مطالعي جو مقصد جذب جي توازن واري وقت کي سمجهڻ آهي. پهريون، رابطي جي وقت جي پهرين 40 منٽن دوران جذب ٿيل DC جو مقدار تقريباً اڌ هوندو هو پوري وقت ۾ جذب ​​ڪيل مجموعي رقم جو (100 منٽ). جڏهن ته حل ۾ ڊي سي ماليڪيولز پاڻ ۾ ٽڪرائجن ٿا، جنهن ڪري اهي تيزيءَ سان rGO/nZVI جامع جي مٿاڇري تي منتقل ٿين ٿا، جنهن جي نتيجي ۾ اهم جذب ٿئي ٿو. 40 منٽ کان پوء، ڊي سي جذب تيزيء سان ۽ سست وڌايو جيستائين 60 منٽ (Fig. 7D) کان پوء توازن پهچي ويو. جيئن ته هڪ مناسب مقدار پهرين 40 منٽن اندر جذب ٿي ويندي آهي، تنهن ڪري ڊي سي ماليڪيولز سان گهٽ ٽڪراءُ ٿيندا ۽ غير جذب ٿيل ماليڪيولز لاءِ گهٽ سرگرم سائيٽون موجود هونديون. تنهن ڪري، جذب جي شرح گھٽائي سگهجي ٿي51.
جذب ڪرڻ واري ڪينيٽيڪس کي بهتر سمجهڻ لاءِ، pseudo فرسٽ آرڊر (Fig. 8A)، pseudo سيڪنڊ آرڊر (Fig. 8B)، ۽ ايلووچ (Fig. 8C) ڪائنيٽڪ ماڊلز جا لائين پلاٽ استعمال ڪيا ويا. ڪائنات جي مطالعي مان حاصل ڪيل پيٽرولن مان (ٽيبل S1)، اهو واضح ٿئي ٿو ته pseudosecond ماڊل adsorption kinetics کي بيان ڪرڻ لاءِ بهترين ماڊل آهي، جتي R2 قدر ٻين ٻن ماڊلن جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ مقرر ڪئي وئي آهي. ڳڻپيوڪر جذب جي صلاحيت جي وچ ۾ پڻ هڪجهڙائي آهي (qe، cal). pseudo-سيڪنڊ آرڊر ۽ تجرباتي قدر (qe، exp.) وڌيڪ ثبوت آهن ته pseudo-سيڪنڊ آرڊر ٻين ماڊلز کان بهتر نموني آهي. جيئن ته جدول 1 ۾ ڏيکاريل آهي، α (ابتدائي جذب جي شرح) ۽ β (desorption مسلسل) جا قدر تصديق ڪن ٿا ته جذب جي شرح desorption جي شرح کان وڌيڪ آهي، اهو ظاهر ڪري ٿو ته DC rGO/nZVI52 جامع تي موثر طور تي جذب ڪرڻ جي ڪوشش ڪندو آهي. .
سِوڊو-سيڪنڊ آرڊر (A)، pseudo-first order (B) ۽ Elovich (C) [Co = 25-100 mg l-1، pH = 7، T = 25 °C، dose = 0.05 g ].
adsorption isotherms جا اڀياس مختلف adsorbate concentrations (DC) ۽ سسٽم جي درجه حرارت تي adsorbent (RGO/nRVI جامع) جي جذب جي صلاحيت کي طئي ڪرڻ ۾ مدد ڪن ٿا. وڌ ۾ وڌ جذب ڪرڻ جي صلاحيت Langmuir isotherm استعمال ڪندي ڳڻپيو ويو، جنهن ظاهر ڪيو ته جذب هڪجهڙائي هئي ۽ انهن جي وچ ۾ رابطي جي بغير جذب جي سطح تي هڪ adsorbate monolayer جي ٺهڻ شامل آهي. ٻه ٻيا وڏي پيماني تي استعمال ٿيل isotherm ماڊل آهن فرينڊليچ ۽ ٽيمڪن ماڊل. جيتوڻيڪ فرينڊليچ ماڊل جذب ڪرڻ جي صلاحيت کي ڳڻڻ لاءِ استعمال نه ڪيو ويو آهي، اهو مختلف جذبن جي جذبي جي عمل کي سمجهڻ ۾ مدد ڪري ٿو ۽ جذبي تي خالي جايون مختلف توانائيون آهن، جڏهن ته Temkin ماڊل 54 جي جسماني ۽ ڪيميائي ملڪيتن کي سمجهڻ ۾ مدد ڪري ٿو.
انگ اکر 9A-C ڏيکارين ٿا لائين پلاٽز جي Langmuir، Freindlich، ۽ Temkin ماڊلز، ترتيب سان. R2 ويلز فرينڊليچ (Fig. 9A) ۽ Langmuir (Fig. 9B) لائين پلاٽن مان ڳڻيا ويا ۽ جدول 2 ۾ پيش ڪيا ويا، ڏيکاريو ويو آهي ته DC adsorption rGO/nZVI ڪمپوزٽ تي فرينڊليچ (0.996) ۽ Langmuir (0.988) isother. ماڊل ۽ Temkin (0.985). وڌ ۾ وڌ جذب ڪرڻ جي صلاحيت (qmax)، Langmuir isotherm ماڊل استعمال ڪندي حساب ڪيو ويو، 31.61 mg g-1. ان کان علاوه، ڳڻپيوڪر قدر جي dimensionless separation فيڪٽر (RL) 0 ۽ 1 (0.097) جي وچ ۾ آهي، هڪ سازگار جذب جي عمل کي ظاهر ڪري ٿو. ٻي صورت ۾، ڳڻپيوڪر Freundlich مسلسل (n = 2.756) هن جذب جي عمل لاء ترجيح ڏي ٿو. Temkin isotherm (Fig. 9C) جي لڪير واري ماڊل مطابق، rGO/nZVI ڪمپوزٽ تي DC جو جذب هڪ جسماني جذب ڪرڻ وارو عمل آهي، ڇاڪاڻ ته b ˂ 82 kJ mol-1 (0.408)55 آهي. جيتوڻيڪ جسماني جذب عام طور تي ضعيف وان ڊير والز قوتن طرفان وچولي ڪئي وئي آهي، rGO / nZVI مرکبات تي سڌي موجوده جذب کي گهٽ جذبي توانائي جي ضرورت آهي [56, 57].
Freundlich (A)، Langmuir (B)، ۽ Temkin (C) لڪير adsorption isotherms [Co = 25-100 mg L-1، pH = 7، T = 25 °C، dose = 0.05 g]. rGO/nZVI composites (D) پاران DC adsorption لاءِ van't Hoff مساوات جو پلاٽ [Co = 25–100 mg l-1, pH = 7, T = 25–55 °C ۽ dose = 0.05 g].
rGO/nZVI مرکبات مان ڊي سي هٽائڻ تي رد عمل جي درجه حرارت جي تبديلي جي اثر جو جائزو وٺڻ لاءِ، thermodynamic پيٽرولر جهڙوڪ اينٽروپي تبديلي (ΔS)، انسائيڪلوپيڊيا تبديلي (ΔH)، ۽ آزاد توانائي جي تبديلي (ΔG) مساواتن مان ڳڻيا ويا. 3 ۽ 458.
جتي \({K}_{e}\)=\(\frac{{C}_{Ae}}{{C}_{e}}\) - Thermodynamic equilibrium constant، Ce ۽ CAe - حل ۾ rGO، بالترتيب /nZVI ڊي سي ڪنسنٽريشن سطح جي توازن تي. آر ۽ آر ٽي آهن گئس مسلسل ۽ جذب جي درجه حرارت، ترتيب سان. 1/T جي خلاف ln Ke کي پلاٽ ڪرڻ هڪ سڌي لڪير (Fig. 9D) ڏئي ٿو جنهن مان ∆S ۽ ∆H کي طئي ڪري سگهجي ٿو.
هڪ منفي ΔH قدر ظاهر ڪري ٿو ته اهو عمل exothermic آهي. ٻئي طرف، ΔH قدر جسماني جذب جي عمل جي اندر آھي. ٽيبل 3 ۾ منفي ΔG قدر ظاهر ڪن ٿا ته جذب ممڪن آهي ۽ غير معمولي. ΔS جا ناڪاري قدر مائع انٽرفيس (ٽيبل 3) تي adsorbent ماليڪيولز جي اعليٰ ترتيب جي نشاندهي ڪن ٿا.
جدول 4 rGO/nZVI جامع کي ٻين adsorbents سان گڏ اڳئين اڀياس ۾ ٻڌايو ويو آهي. اهو واضح آهي ته VGO/nCVI جامع هڪ ​​اعلي جذب ڪرڻ جي صلاحيت آهي ۽ پاڻي مان ڊي سي اينٽي بايوٽيڪڪس کي هٽائڻ لاء هڪ واعدو ڪندڙ مواد ٿي سگهي ٿو. ان کان علاوه، rGO/nZVI مرکبات جو جذب هڪ تيز عمل آهي 60 منٽ جي مساوات واري وقت سان. rGO/nZVI composites جي شاندار جذبي جا خاصيتون rGO ۽ nZVI جي هم وقت سازي اثر جي وضاحت ڪري سگھجن ٿيون.
انگ اکر 10A، B rGO/nZVI ۽ nZVI ڪمپليڪس پاران ڊي سي اينٽي بايوٽيڪٽس کي ختم ڪرڻ لاءِ منطقي ميکانيزم کي بيان ڪري ٿو. تجربن جي نتيجن جي مطابق پي ايڇ جي اثر تي ڊي سي جذب جي ڪارڪردگي تي، پي ايڇ ۾ 3 کان 7 تائين واڌ سان، rGO/nZVI جامع تي ڊي سي جذب برقياتياتي رابطي جي ذريعي ڪنٽرول نه ڪيو ويو، ڇاڪاڻ ته اهو هڪ zwitterion طور ڪم ڪيو؛ تنهن ڪري، pH قدر ۾ تبديلي جذب جي عمل کي متاثر نه ڪيو. تنهن کان پوءِ، جذب ڪرڻ واري ميکانيزم کي ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿو غير اليڪٽرو اسٽيٽڪ رابطي جهڙوڪ هائڊروجن بانڊنگ، هائيڊروفوبڪ اثرات، ۽ π-π اسٽيڪنگ رابطي جي وچ ۾ rGO/nZVI جامع ۽ DC66. اهو مشهور آهي ته پرت واري گرافين جي سطحن تي خوشبودار جذبن جي ميکانيزم جي وضاحت ڪئي وئي آهي π–π اسٽيڪنگ تعامل کي بنيادي قوت جي طور تي. جامع هڪ ​​پرت وارو مواد آهي جيڪو گرافين سان ملندڙ جلندڙ آهي π-π* منتقلي جي ڪري 233 nm تي وڌ ۾ وڌ جذب سان. DC adsorbate جي ماليڪيولر ڍانچي ۾ چار خوشبودار حلقن جي موجودگي جي بنياد تي، اسان اهو تصور ڪيو آهي ته π-π-اسٽيڪنگ رابطي جو هڪ ميکانيزم موجود آهي اروميٽ ڊي سي (π-اليڪٽران قبول ڪندڙ) ۽ علائقي جي وچ ۾ π-اليڪٽرانن سان مالا مال. RGO سطح. /nZVI جامع. ان کان علاوه، جيئن تصوير ۾ ڏيکاريل آهي. 10B، FTIR اڀياس DC سان rGO/nZVI مرکبات جي ماليڪيولر رابطي جو مطالعو ڪرڻ لاءِ ڪيا ويا، ۽ ڊي سي جذب ڪرڻ کان پوءِ rGO/nZVI ڪمپوزٽس جو FTIR اسپيڪٽرا تصوير 10B ۾ ڏيکاريو ويو آهي. 10 ب. 2111 سينٽي-1 تي هڪ نئين چوٽي نظر اچي ٿي، جيڪا C=C بانڊ جي فريم ورڪ وائبريشن سان مطابقت رکي ٿي، جيڪا 67 rGO/nZVI جي مٿاڇري تي لاڳاپيل نامياتي فنڪشنل گروپن جي موجودگي کي ظاهر ڪري ٿي. ٻيون چوٽيون 1561 کان 1548 سينٽي-1 تائين ۽ 1399 کان 1360 سينٽي-1 تائين شفٽ ٿيون، جيڪي پڻ ان ڳالهه جي تصديق ڪن ٿيون ته π-π تعاملات گرافين ۽ نامياتي آلودگي 68,69 جي جذب ۾ اهم ڪردار ادا ڪن ٿا. ڊي سي جذب ڪرڻ کان پوءِ، ڪجهه آڪسيجن تي مشتمل گروپن جي شدت، جهڙوڪ OH، 3270 سينٽي-1 تائين گهٽجي وئي، جنهن مان معلوم ٿئي ٿو ته هائيڊروجن بانڊنگ هڪ جذبي جي ميکانيزم مان هڪ آهي. اهڙيء طرح، نتيجن جي بنياد تي، rGO/nZVI جامع تي ڊي سي جذب خاص طور تي π-π اسٽيڪنگ رابطي ۽ H-بانڊن جي ڪري ٿئي ٿي.
rGO/nZVI ۽ nZVI ڪمپليڪس (A) پاران DC اينٽي بايوٽيڪٽس جي جذب جو منطقي ميکانيزم. FTIR جذب اسپيڪٽرا ڊي سي تي rGO/nZVI ۽ nZVI (B).
3244، 1615، 1546، ۽ 1011 cm-1 تي nZVI جي جذب بينڊ جي شدت nZVI (Fig. 10B) تي DC جذب ٿيڻ کان پوءِ nZVI جي مقابلي ۾ وڌي وئي، جيڪا ڪاربوڪسيلڪ اسيد جي ممڪن فعلي گروپن سان رابطي سان لاڳاپيل هجڻ گهرجي. ڊي سي ۾ اي گروپ. جڏهن ته، سڀني مشاهدو ٿيل بينڊن ۾ ٽرانسميشن جو اهو گهٽ سيڪڙو اشارو ڪري ٿو ته phytosynthetic adsorbent (nZVI) جي جذب جي ڪارڪردگي ۾ ڪا خاص تبديلي nZVI جي مقابلي ۾ جذب ​​ٿيڻ جي عمل کان اڳ. nZVI71 سان گڏ ڪجهه DC هٽائڻ واري تحقيق مطابق، جڏهن nZVI H2O سان رد عمل ظاهر ڪري ٿو، اليڪٽران ڇڏيا ويندا آهن ۽ پوءِ H+ استعمال ڪيو ويندو آهي انتهائي گهٽجڻ لائق فعال هائيڊروجن پيدا ڪرڻ لاءِ. آخرڪار، ڪي ڪيشنڪ مرکبات فعال هائيڊروجن مان اليڪٽران کي قبول ڪن ٿا، جنهن جي نتيجي ۾ -C=N ۽ -C=C-، جيڪو بينزين جي انگوزي جي تقسيم سان منسوب ڪيو ويو آهي.