O ṣeun fun lilo si Nature.com. Ẹya ẹrọ aṣawakiri ti o nlo ni atilẹyin CSS lopin. Fun iriri ti o dara julọ, a ṣeduro pe ki o lo ẹrọ aṣawakiri imudojuiwọn kan (tabi mu Ipo Ibamu ṣiṣẹ ni Internet Explorer). Lakoko, lati rii daju pe atilẹyin tẹsiwaju, a yoo ṣe aaye naa laisi awọn aza ati JavaScript.
Ninu iṣẹ yii, awọn akojọpọ rGO / nZVI ni a ti ṣajọpọ fun igba akọkọ nipa lilo ilana ti o rọrun ati ore-ayika nipa lilo Sophora yellowish leaf jade bi oluranlowo idinku ati imuduro lati ni ibamu pẹlu awọn ilana ti kemistri "alawọ ewe", gẹgẹbi iṣiro kemikali ti ko ni ipalara. Ọpọlọpọ awọn irinṣẹ ti a ti lo lati ṣe iṣeduro iṣeduro aṣeyọri ti awọn akojọpọ, gẹgẹbi SEM, EDX, XPS, XRD, FTIR, ati zeta o pọju, eyiti o ṣe afihan iṣelọpọ akojọpọ aṣeyọri. Agbara yiyọ kuro ti awọn akojọpọ aramada ati nZVI mimọ ni ọpọlọpọ awọn ifọkansi ibẹrẹ ti doxycycline aporo-ara ni a ṣe afiwe lati ṣe iwadii ipa amuṣiṣẹpọ laarin rGO ati nZVI. Labẹ awọn ipo yiyọ kuro ti 25mg L-1, 25 ° C ati 0.05g, oṣuwọn yiyọ adsorptive ti nZVI mimọ jẹ 90%, lakoko ti oṣuwọn yiyọ adsorptive ti doxycycline nipasẹ rGO/nZVI composite ti de 94.6%, ti o jẹrisi pe nZVI ati rGO . Ilana adsorption ni ibamu si aṣẹ-keji-keji ati pe o wa ni adehun ti o dara pẹlu awoṣe Freundlich pẹlu agbara adsorption ti o pọju ti 31.61 mg g-1 ni 25 °C ati pH 7. Ilana ti o yẹ fun yiyọ kuro ti DC ti ni imọran. Ni afikun, atunlo ti apapo rGO/nZVI jẹ 60% lẹhin awọn akoko isọdọtun itẹlera mẹfa.
Aini omi ati idoti jẹ irokeke ewu nla si gbogbo awọn orilẹ-ede. Ni awọn ọdun aipẹ, idoti omi, paapaa idoti aporo aporo, ti pọ si nitori iṣelọpọ pọ si ati lilo lakoko ajakaye-arun COVID-191,2,3. Nitorina, idagbasoke ti imọ-ẹrọ ti o munadoko fun imukuro awọn egboogi ninu omi idọti jẹ iṣẹ-ṣiṣe ni kiakia.
Ọkan ninu awọn egboogi ologbele-synthetic sooro lati ẹgbẹ tetracycline jẹ doxycycline (DC) 4,5. O ti royin pe awọn iṣẹku DC ti o wa ninu omi inu ile ati omi dada ko le jẹ metabolized, 20-50% nikan ni iṣelọpọ ati iyokù ti tu silẹ sinu agbegbe, ti o fa awọn iṣoro ayika ati ilera to ṣe pataki.
Ifihan si DC ni awọn ipele kekere le pa awọn microorganisms photosynthetic omi inu omi, ṣe idẹruba itankale awọn kokoro arun antimicrobial, ati alekun resistance antimicrobial, nitorinaa idoti yii gbọdọ yọkuro kuro ninu omi idọti. Ibajẹ adayeba ti DC ninu omi jẹ ilana ti o lọra pupọ. Awọn ilana kemikali physico gẹgẹbi photolysis, biodegradation ati adsorption le dinku nikan ni awọn ifọkansi kekere ati ni awọn oṣuwọn kekere7,8. Sibẹsibẹ, ti ọrọ-aje julọ, rọrun, ore ayika, rọrun lati mu ati ọna ti o munadoko jẹ adsorption9,10.
Nano zero valent iron (nZVI) jẹ ohun elo ti o lagbara pupọ ti o le yọ ọpọlọpọ awọn egboogi kuro ninu omi, pẹlu metronidazole, diazepam, ciprofloxacin, chloramphenicol, ati tetracycline. Agbara yii jẹ nitori awọn ohun-ini iyalẹnu ti nZVI ni, gẹgẹbi iṣiṣẹsẹhin giga, agbegbe dada nla, ati ọpọlọpọ awọn aaye abuda ita11. Bibẹẹkọ, nZVI jẹ ifaragba si apapọ ni media olomi nitori awọn ologun van der Wells ati awọn ohun-ini oofa giga, eyiti o dinku imunadoko rẹ ni yiyọkuro awọn contaminants nitori dida awọn fẹlẹfẹlẹ oxide ti o dẹkun ifaseyin ti nZVI10,12. Agglomeration ti awọn patikulu nZVI le dinku nipasẹ yiyipada awọn ipele wọn pẹlu awọn surfactants ati awọn polima tabi nipa apapọ wọn pẹlu awọn nanomaterials miiran ni irisi awọn akojọpọ, eyiti o fihan pe o jẹ ọna ti o le yanju lati mu iduroṣinṣin wọn dara si ni agbegbe13,14.
Graphene jẹ erogba nanomaterial onisẹpo meji ti o ni awọn ọta erogba sp2-hybridized ti a ṣeto sinu lattice oyin. O ni agbegbe dada ti o tobi, agbara imọ-ẹrọ pataki, iṣẹ ṣiṣe elekitirotiki ti o dara julọ, iba ina gbigbona giga, arinbo elekitironi iyara, ati ohun elo ti ngbe to dara lati ṣe atilẹyin awọn ẹwẹ titobi ara lori oju rẹ. Apapo awọn ẹwẹ titobi irin ati graphene le kọja awọn anfani kọọkan ti ohun elo kọọkan ati, nitori awọn ohun-ini ti ara ati awọn ohun-ini kemikali ti o ga julọ, pese pinpin ti o dara julọ ti awọn ẹwẹ titobi fun itọju omi to munadoko diẹ sii15.
Awọn iyọkuro ọgbin jẹ yiyan ti o dara julọ si awọn aṣoju idinku kemikali ipalara ti o wọpọ lo ninu iṣelọpọ ti oxide graphene ti o dinku (rGO) ati nZVI nitori wọn wa, ilamẹjọ, igbesẹ kan, ailewu ayika, ati pe o le ṣee lo bi idinku awọn aṣoju. bii flavonoids ati awọn agbo ogun phenolic tun ṣe bi amuduro. Nitorina, Atriplex halimus L. leaf jade ni a lo bi atunṣe ati oluranlowo pipade fun iṣelọpọ ti awọn akojọpọ rGO / nZVI ninu iwadi yii. Atriplex halimus lati idile Amaranthaceae jẹ abemiegan elere-ọdun ti o ni ife nitrogen pẹlu agbegbe agbegbe jakejado16.
Gẹgẹbi awọn iwe ti o wa, Atriplex halimus (A. halimus) ni akọkọ ti a lo lati ṣe awọn akojọpọ rGO / nZVI gẹgẹbi ọna ti iṣuna ọrọ-aje ati ore ayika. Nitorinaa, ipinnu iṣẹ yii ni awọn ẹya mẹrin: (1) phytosynthesis ti rGO/nZVI ati awọn akojọpọ obi nZVI nipa lilo A. Halimus aromiyo ewe jade, (2) ijuwe ti awọn akojọpọ phytosynthesized nipa lilo awọn ọna lọpọlọpọ lati jẹrisi iṣelọpọ aṣeyọri wọn, (3) ) ṣe iwadi ipa synergistic ti rGO ati nZVI ni adsorption ati yiyọkuro awọn contaminants Organic ti awọn egboogi doxycycline labẹ awọn aye ifasẹyin oriṣiriṣi, mu awọn ipo ti ilana adsorption ṣiṣẹ, (3) ṣe iwadii awọn ohun elo idapọmọra ni ọpọlọpọ awọn itọju lemọlemọfún lẹhin ilana ilana.
Doxycycline hydrochloride (DC, MM = 480.90, ilana kemikali C22H24N2O · HCl, 98%), iron chloride hexahydrate (FeCl3.6H2O, 97%), graphite powder 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 Tianjin Comio Chemical Reagent Co., Ltd. Gbogbo awọn reagents jẹ mimọ atupale giga. Omi distilled meji ni a lo lati ṣeto gbogbo awọn ojutu olomi.
Awọn apẹẹrẹ aṣoju ti A. halimus ni a ti gba lati inu ibugbe adayeba wọn ni Okun Nile Delta ati awọn ilẹ ni etikun Mẹditarenia ti Egipti. Awọn ohun elo ọgbin ni a gba ni ibamu pẹlu awọn ilana ti orilẹ-ede ati ti kariaye17. Ọjọgbọn Manal Fawzi ti ṣe idanimọ awọn apẹẹrẹ ọgbin ni ibamu si Boulos18, ati Ẹka ti Awọn imọ-jinlẹ Ayika ti Ile-ẹkọ giga Alexandria fun ni aṣẹ fun ikojọpọ awọn eya ọgbin ti a ṣe iwadi fun awọn idi imọ-jinlẹ. Awọn iwe-ẹri apẹẹrẹ wa ni Tanta University Herbarium (TANE), awọn iwe-ẹri nos. 14 122–14 127, herbarium ti gbogbo eniyan ti o pese iraye si awọn ohun elo ti a fi silẹ. Ni afikun, lati yọ eruku tabi eruku kuro, ge awọn ewe ọgbin sinu awọn ege kekere, fi omi ṣan ni igba mẹta pẹlu tẹ ni kia kia ati omi distilled, lẹhinna gbẹ ni 50 ° C. A ti fọ ohun ọgbin naa, 5 g ti iyẹfun ti o dara ni a fi omi ṣan ni 100 milimita ti omi ti a fi omi ṣan ati ki o gbe soke ni 70 ° C fun awọn iṣẹju 20 lati gba jade. Iyọkuro ti o gba ti Bacillus nicotianae jẹ filtered nipasẹ iwe àlẹmọ Whatman ati pe a fipamọ sinu awọn ọpọn mimọ ati sterilized ni 4°C fun lilo siwaju sii.
Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 1, GO ni a ṣe lati lulú graphite nipasẹ ọna Hummers ti a ṣe atunṣe. 10 mg ti GO lulú ti tuka ni 50 milimita ti omi deionized fun 30 min labẹ sonication, ati lẹhinna 0.9 g ti FeCl3 ati 2.9 g ti NaAc ti dapọ fun awọn iṣẹju 60. 20 milimita ti jade bunkun atriplex ni a fi kun si ojutu ti a rú pẹlu gbigbe ati fi silẹ ni 80 ° C fun awọn wakati 8. Abajade idadoro dudu ti a filtered. Awọn nanocomposites ti a pese silẹ ni a fọ pẹlu ethanol ati omi bidistilled ati lẹhinna gbẹ ni adiro igbale ni 50 ° C fun wakati 12.
Sikematiki ati awọn aworan oni-nọmba ti iṣelọpọ alawọ ewe ti rGO/nZVI ati awọn eka nZVI ati yiyọ kuro ti awọn egboogi DC lati inu omi ti a ti doti nipa lilo Atriplex halimus jade.
Ni ṣoki, bi a ṣe han ni aworan 1, 10 milimita ti ojutu iron kiloraidi ti o ni awọn 0.05 M Fe3 + ions ni a fi kun dropwise si 20 milimita ti ojutu jade ewe kikorò fun awọn iṣẹju 60 pẹlu alapapo iwọntunwọnsi ati igbiyanju, lẹhinna ojutu naa ti wa ni centrifuged ni 14,000 rpm (Hermle, 15,000 rpm) fun 15 min lati fun awọn patikulu dudu, eyi ti a fọ ni igba 3 pẹlu ethanol ati omi ti a fi omi ṣan ati lẹhinna gbẹ ni adiro igbale ni 60 ° C. ni alẹ.
Ohun ọgbin-ṣiṣẹpọ rGO/nZVI ati awọn akojọpọ nZVI ni a ṣe afihan nipasẹ UV-han spectroscopy (T70/T80 jara UV/Vis spectrophotometers, PG Instruments Ltd, UK) ni iwọn iboju ti 200-800 nm. Lati ṣe itupalẹ awọn oju-aye ati pinpin iwọn ti awọn akojọpọ rGO/nZVI ati awọn nZVI, TEM spectroscopy (JOEL, JEM-2100F, Japan, accelerating voltage 200 kV) ti lo. Lati ṣe iṣiro awọn ẹgbẹ iṣẹ-ṣiṣe ti o le ni ipa ninu awọn ayokuro ọgbin ti o ni iduro fun imularada ati ilana imuduro, FT-IR spectroscopy ti a ṣe (JASCO spectrometer ni iwọn 4000-600 cm-1). Ni afikun, olutọpa agbara ti o pọju zeta (Zetasizer Nano ZS Malvern) ni a lo lati ṣe iwadi idiyele dada ti awọn nanomaterials ti iṣelọpọ. Fun awọn wiwọn iyatọ X-ray ti awọn nanomaterials powdered, X-ray diffractometer (X'PERT PRO, Fiorino) ti lo, ti n ṣiṣẹ ni lọwọlọwọ (40 mA), foliteji (45 kV) ni iwọn 2θ lati 20 ° si 80 ° ati CuKa1 Ìtọjú (\ (\ lambda = \ ) 1.54056 Ao). Agbara dispersive X-ray spectrometer (EDX) (awoṣe JEOL JSM-IT100) jẹ iduro fun kikọ ẹkọ tiwqn ipilẹ nigba gbigba awọn egungun Al K-a monochromatic X-ray lati -10 si 1350 eV lori XPS, iwọn iranran 400 μm K-ALPHA (Thermo Fisher Scientific, USA) agbara gbigbe ti iwoye ni kikun jẹ 200 eV ati pe iwoye dín jẹ 50 eV. Awọn ayẹwo lulú ti wa ni titẹ si ori apẹrẹ kan, eyiti a gbe sinu iyẹwu igbale. Oju-iwe C 1 s ti lo bi itọkasi ni 284.58 eV lati pinnu agbara abuda.
Awọn adanwo adsorption ni a ṣe lati ṣe idanwo imunadoko ti awọn nanocomposites rGO/nZVI ti a ṣepọ ni yiyọ doxycycline (DC) kuro ninu awọn ojutu olomi. Awọn adanwo adsorption ni a ṣe ni 25 milimita Erlenmeyer flasks ni iyara gbigbọn ti 200 rpm lori gbigbọn orbital (Stuart, Orbital Shaker / SSL1) ni 298 K. Nipa diluting ojutu iṣura DC (1000 ppm) pẹlu omi bidistilled. Lati ṣe ayẹwo ipa ti iwọn lilo rGO / nSVI lori imudara adsorption, awọn nanocomposites ti awọn iwuwo oriṣiriṣi (0.01-0.07 g) ni a ṣafikun si 20 milimita ti ojutu DC. Lati ṣe iwadi awọn kinetics ati isotherms adsorption, 0.05 g ti adsorbent ti wa ni immersed ni ojutu olomi ti CD pẹlu ifọkansi akọkọ (25-100 mg L-1). Ipa pH lori yiyọ DC ni a ṣe iwadi ni pH (3-11) ati ifọkansi akọkọ ti 50 mg L-1 ni 25 ° C. Ṣatunṣe pH ti eto naa nipa fifi iye kekere ti HCl tabi ojutu NaOH (mita pH Crison, mita pH, pH 25). Ni afikun, ipa ti iwọn otutu ifaseyin lori awọn adanwo adsorption ni iwọn 25-55 ° C ni a ṣe iwadii. Ipa ti agbara ionic lori ilana adsorption ni a ṣe iwadi nipasẹ fifi ọpọlọpọ awọn ifọkansi ti NaCl (0.01-4 mol L-1) ni ifọkansi ibẹrẹ ti DC ti 50 mg L-1, pH 3 ati 7), 25 ° C, ati iwọn lilo adsorbent ti 0.05 g. Adsorption ti DC ti kii ṣe adsorbed ni a ṣe iwọn lilo meji beam UV-Vis spectrophotometer (T70/T80 jara, PG Instruments Ltd, UK) ti o ni ipese pẹlu 1.0 cm gigun ọna quartz cuvettes ni awọn iwọn gigun ti o pọju (λmax) ti 270 ati 350 nm. Yiyọ ogorun ti awọn egboogi DC (R%; Eq. 1) ati iye adsorption ti DC, qt, Eq. 2 (mg/g) ni a wọn nipa lilo idogba atẹle.
nibiti% R jẹ agbara yiyọ kuro DC (%), Co jẹ ifọkansi DC akọkọ ni akoko 0, ati C jẹ ifọkansi DC ni akoko t, lẹsẹsẹ (mg L-1).
nibiti qe jẹ iye ti DC adsorbed fun ibi-ẹyọkan ti adsorbent (mg g-1), Co ati Ce jẹ awọn ifọkansi ni akoko odo ati ni iwọntunwọnsi, lẹsẹsẹ (mg l-1), V jẹ iwọn didun ojutu (l) , ati m jẹ reagent ibi-adsorption (g).
Awọn aworan SEM (Figs. 2A-C) ṣe afihan morphology lamellar ti rGO / nZVI composite pẹlu awọn ẹwẹ titobi irin ti o wa ni iṣọkan ti a tuka lori oju rẹ, ti o nfihan asomọ aṣeyọri ti nZVI NPs si rGO dada. Ni afikun, diẹ ninu awọn wrinkles wa ninu ewe rGO, ti o jẹrisi yiyọkuro ti awọn ẹgbẹ ti o ni atẹgun ni nigbakannaa pẹlu imupadabọ A. halimus GO. Awọn wrinkles nla wọnyi ṣiṣẹ bi awọn aaye fun ikojọpọ ti nṣiṣe lọwọ ti awọn NP irin. Awọn aworan nZVI (Fig. 2D-F) fihan pe awọn NPs iron ti iyipo ti tuka pupọ ati pe ko ni apapọ, eyiti o jẹ nitori ẹda ti a bo ti awọn paati botanical ti jade ọgbin. Iwọn patiku yatọ laarin 15-26 nm. Sibẹsibẹ, diẹ ninu awọn ẹkun ni o ni a mesoporous mofoloji pẹlu kan be ti bulges ati cavities, eyi ti o le pese kan ga munadoko adsorption agbara ti nZVI, niwon nwọn le mu awọn seese ti panpe DC moleku lori dada ti nZVI. Nigba ti a ti lo ohun elo Rosa Damascus fun iṣelọpọ ti nZVI, awọn NP ti a gba ni aiṣedeede, pẹlu awọn ofo ati awọn apẹrẹ ti o yatọ, eyiti o dinku ṣiṣe wọn ni ipolowo Cr (VI) ati ki o pọ si akoko ifarahan 23. Awọn abajade wa ni ibamu pẹlu nZVI ti iṣelọpọ lati oaku ati awọn ewe mulberry, eyiti o jẹ awọn ẹwẹ titobi iyipo pẹlu ọpọlọpọ awọn titobi nanometer laisi agglomeration ti o han gbangba.
Awọn aworan SEM ti rGO/nZVI (AC), nZVI (D, E) awọn akojọpọ ati awọn ilana EDX ti nZVI/rGO (G) ati nZVI (H).
Ipilẹ ipilẹ ti awọn ohun elo rGO/nZVI ati awọn akojọpọ nZVI ni a ṣe iwadi nipa lilo EDX (Fig. 2G, H). Awọn ijinlẹ fihan pe nZVI jẹ ti erogba (38.29% nipasẹ ibi-ibi), atẹgun (47.41% nipasẹ ibi-ibi) ati irin (11.84% nipasẹ ibi-ibi), ṣugbọn awọn eroja miiran bii irawọ owurọ24 tun wa, eyiti o le gba lati awọn ohun elo ọgbin. Ni afikun, ipin giga ti erogba ati atẹgun jẹ nitori wiwa awọn kemikali phytochemicals lati inu awọn ohun elo ọgbin ni awọn ayẹwo nZVI subsurface. Awọn eroja wọnyi ni a pin kaakiri lori rGO ṣugbọn ni awọn ipin oriṣiriṣi: C (39.16 wt%), O (46.98 wt%) ati Fe (10.99 wt%), EDX rGO/nZVI tun fihan wiwa awọn eroja miiran bii S, eyiti le ti wa ni nkan ṣe pẹlu ọgbin ayokuro, ti wa ni lilo. Iwọn C: O lọwọlọwọ ati akoonu irin ni akojọpọ rGO/nZVI nipa lilo A. halimus dara julọ ju lilo jade ewe eucalyptus, bi o ti ṣe afihan akojọpọ ti C (23.44 wt.%), O (68.29 wt.%) ati Fe (8.27 wt.%). wt%) 25. Nataša et al., 2022 royin akojọpọ ipilẹ ti o jọra ti nZVI ti a ṣepọ lati inu igi oaku ati awọn ewe mulberry ati fidi rẹ mulẹ pe awọn ẹgbẹ polyphenol ati awọn ohun elo miiran ti o wa ninu iyọkuro ewe jẹ iduro fun ilana idinku.
Mofoloji ti nZVI ti a ṣepọ ninu awọn ohun ọgbin (Fig. S2A, B) jẹ iyipo ati apakan alaibamu, pẹlu iwọn patiku apapọ ti 23.09 ± 3.54 nm, sibẹsibẹ awọn apepọ pq ni a ṣe akiyesi nitori awọn ologun van der Waals ati feromagnetism. Iwọn titobi pupọ julọ ati apẹrẹ patiku ti iyipo wa ni adehun to dara pẹlu awọn abajade SEM. Iru akiyesi kan ni a rii nipasẹ Abdelfatah et al. ni ọdun 2021 nigba ti a ti lo iyọkuro ewe ti o jẹ simẹnti ni iṣelọpọ ti nZVI11. Ruelas tuberosa bunkun jade NPs ti a lo bi oluranlowo idinku ni nZVI tun ni apẹrẹ iyipo pẹlu iwọn ila opin ti 20 si 40 nm26.
Arabara rGO / nZVI apapo awọn aworan TEM (Fig. S2C-D) fihan pe rGO jẹ ọkọ ofurufu basali pẹlu awọn agbo-ipin ati awọn wrinkles ti n pese awọn aaye ikojọpọ pupọ fun awọn nZVI NPs; Mofoloji lamellar yii tun jẹrisi iṣelọpọ aṣeyọri ti rGO. Ni afikun, awọn nZVI NPs ni apẹrẹ iyipo pẹlu awọn iwọn patiku lati 5.32 si 27 nm ati pe a fi sii ninu Layer rGO pẹlu pipinka aṣọ ti o fẹrẹẹ. Iyọkuro ewe Eucalyptus ni a lo lati ṣajọpọ Fe NPs/rGO; Awọn abajade TEM tun jẹrisi pe awọn wrinkles ni Layer rGO ṣe ilọsiwaju pipinka ti Fe NPs diẹ sii ju Fe NPs funfun ati alekun ifasilẹ ti awọn akojọpọ. Awọn abajade kanna ni a gba nipasẹ Bagheri et al. 28 nigbati a ti ṣe akojọpọ apapo nipa lilo awọn ilana ultrasonic pẹlu iwọn nanoparticle iron apapọ ti isunmọ 17.70 nm.
Awọn iwoye FTIR ti A. halimus, nZVI, GO, rGO, ati awọn akojọpọ rGO/nZVI ni a fihan ni Ọpọtọ. 3A. Iwaju awọn ẹgbẹ iṣẹ ṣiṣe dada ni awọn leaves ti A. halimus han ni 3336 cm-1, eyiti o ni ibamu si awọn polyphenols, ati 1244 cm-1, eyiti o ni ibamu si awọn ẹgbẹ carbonyl ti a ṣe nipasẹ amuaradagba. Awọn ẹgbẹ miiran gẹgẹbi awọn alkanes ni 2918 cm-1, alkenes ni 1647 cm-1 ati awọn amugbooro CO-O-CO ni 1030 cm-1 tun ti ṣe akiyesi, ni iyanju wiwa ti awọn ohun elo ọgbin ti o ṣe bi awọn aṣoju ti o di idii ati pe o jẹ iduro fun imularada. lati Fe2 + si Fe0 ati lọ si rGO29. Ni gbogbogbo, awọn iwoye nZVI ṣe afihan awọn giga gbigba kanna bi awọn suga kikorò, ṣugbọn pẹlu ipo ti o yipada diẹ. Ẹgbẹ lile kan han ni 3244 cm-1 ti o ni nkan ṣe pẹlu awọn gbigbọn nina OH (phenols), tente oke kan ni 1615 ni ibamu pẹlu C = C, ati awọn ẹgbẹ ni 1546 ati 1011 cm-1 dide nitori sisọ C = O (polyphenols ati flavonoids) , CN -awọn ẹgbẹ ti awọn amines aromatic ati aliphatic amines ni a tun ṣe akiyesi ni 1310 cm-1 ati 1190 cm-1, lẹsẹsẹ13. FTIR julọ.Oniranran ti GO fihan ifarahan ti ọpọlọpọ awọn ẹgbẹ ti o ni atẹgun ti o ni agbara giga, pẹlu alkoxy (CO) ti o ntan band ni 1041 cm-1, epoxy (CO) ti o ntan ni 1291 cm-1, C = O stretching. ẹgbẹ kan ti C = C nina gbigbọn ni 1619 cm-1, ẹgbẹ kan ni 1708 cm-1 ati ẹgbẹ gbooro ti ẹgbẹ OH ti o na awọn gbigbọn ni 3384 cm-1 han, eyiti o jẹrisi nipasẹ ọna Hummers ti ilọsiwaju, eyiti o ṣaṣeyọri oxidizes lẹẹdi ilana. Nigbati o ba ṣe afiwe awọn akojọpọ rGO ati rGO / nZVI pẹlu spectra GO, kikankikan ti diẹ ninu awọn ẹgbẹ ti o ni atẹgun, gẹgẹbi OH ni 3270 cm-1, dinku ni pataki, lakoko ti awọn miiran, bii C = O ni 1729 cm-1, jẹ patapata. dinku. ti sọnu, ti o nfihan yiyọkuro aṣeyọri ti awọn ẹgbẹ iṣẹ ti o ni atẹgun ninu GO nipasẹ A. halimus jade. Awọn oke abuda didasilẹ tuntun ti rGO ni ẹdọfu C = C ni a ṣe akiyesi ni ayika 1560 ati 1405 cm-1, eyiti o jẹrisi idinku ti GO si rGO. Awọn iyatọ lati 1043 si 1015 cm-1 ati lati 982 si 918 cm-1 ni a ṣe akiyesi, o ṣee ṣe nitori ifisi ti ohun elo ọgbin31,32. Weng et al., 2018 tun ṣe akiyesi attenuation pataki ti awọn ẹgbẹ iṣẹ ṣiṣe oxygenated ni GO, ifẹsẹmulẹ iṣelọpọ aṣeyọri ti rGO nipasẹ bioreduction, niwọn igba ti awọn iyọkuro ewe eucalyptus, eyiti a lo lati ṣajọpọ awọn akojọpọ ohun elo oxide graphene ti o dinku, fihan isunmọ FTIR spectra ti paati ọgbin. awọn ẹgbẹ iṣẹ. 33 .
A. FTIR julọ.Oniranran ti gallium, nZVI, rGO, GO, composite rGO/nZVI (A). Roentgenogrammy composites rGO, GO, nZVI ati rGO/nZVI (B).
Ipilẹṣẹ ti rGO/nZVI ati awọn akojọpọ nZVI ni a fi idi rẹ mulẹ pupọ nipasẹ awọn ilana itusilẹ X-ray (Fig. 3B). Iwọn giga Fe0 ti o ga julọ ni a ṣe akiyesi ni 2Ɵ 44.5 °, ti o baamu si atọka (110) (JCPDS no. 06-0696)11. Oke miiran ni 35.1 ° ti ọkọ ofurufu (311) ni a sọ si magnetite Fe3O4, 63.2 ° le ni nkan ṣe pẹlu itọka Miller ti ọkọ ofurufu (440) nitori wiwa ϒ-FeOOH (JCPDS no. 17-0536) 34. Ilana X-ray ti GO ṣe afihan tente didasilẹ ni 2Ɵ 10.3 ° ati pe o ga julọ ni 21.1 °, ti o nfihan exfoliation pipe ti graphite ati fifi ifarahan awọn ẹgbẹ ti o ni atẹgun lori oju GO35. Awọn ilana akojọpọ ti rGO ati rGO/nZVI ṣe igbasilẹ ipadanu ti awọn oke GO abuda ati dida awọn oke giga rGO gbooro ni 2Ɵ 22.17 ati 24.7 ° fun awọn akojọpọ rGO ati rGO/nZVI, lẹsẹsẹ, eyiti o jẹrisi imularada aṣeyọri ti GO nipasẹ awọn ayokuro ọgbin. Sibẹsibẹ, ninu ilana rGO / nZVI apapo, awọn afikun awọn oke ti o ni nkan ṣe pẹlu ọkọ ofurufu lattice ti Fe0 (110) ati bcc Fe0 (200) ni a ṣe akiyesi ni 44.9 \ (^ \ cir \) ati 65.22 \ (^ \ cir \), lẹsẹsẹ. .
Agbara zeta ni agbara laarin Layer ionic ti a so si oju ti patiku kan ati ojutu olomi ti o pinnu awọn ohun-ini elekitiroti ti ohun elo kan ati iwọn iduroṣinṣin rẹ37. Iṣiro agbara Zeta ti awọn ohun ọgbin nZVI, GO, ati awọn akojọpọ rGO/nZVI ṣe afihan iduroṣinṣin wọn nitori wiwa awọn idiyele odi ti -20.8, -22, ati -27.4 mV, lẹsẹsẹ, lori oju wọn, bi a ṣe han ni Figure S1A- C. . Iru awọn abajade wa ni ibamu pẹlu awọn ijabọ pupọ ti o mẹnuba pe awọn solusan ti o ni awọn patikulu pẹlu awọn iye agbara zeta ti o kere ju -25 mV ni gbogbogbo ṣafihan iwọn giga ti iduroṣinṣin nitori ifasilẹ elekitiroti laarin awọn patikulu wọnyi. Ijọpọ ti rGO ati nZVI ngbanilaaye akojọpọ lati gba awọn idiyele odi diẹ sii ati nitorinaa ni iduroṣinṣin to ga ju boya GO tabi nZVI nikan. Nitorinaa, iṣẹlẹ ti ifasilẹ elekitirota yoo yorisi iṣelọpọ ti awọn akojọpọ rGO/nZVI39 iduroṣinṣin. Oju odi ti GO jẹ ki o tuka ni deede ni alabọde olomi laisi agglomeration, eyiti o ṣẹda awọn ipo ọjo fun ibaraenisepo pẹlu nZVI. Idiyele odi le ni nkan ṣe pẹlu wiwa ti awọn ẹgbẹ iṣẹ-ṣiṣe ti o yatọ si jade ti melon kikorò, eyiti o tun jẹrisi ibaraenisepo laarin GO ati awọn iṣaju irin ati ohun ọgbin jade lati dagba rGO ati nZVI, lẹsẹsẹ, ati eka rGO / nZVI. Awọn agbo ogun ọgbin wọnyi tun le ṣe bi awọn aṣoju capping, bi wọn ṣe ṣe idiwọ iṣakopọ awọn ẹwẹ titobi ti abajade ati nitorinaa mu iduroṣinṣin wọn pọ si40.
Ipilẹ ipilẹ ati awọn ipinlẹ valence ti awọn akojọpọ nZVI ati rGO/nZVI jẹ ipinnu nipasẹ XPS (Fig. 4). Iwadi XPS gbogbogbo fihan pe akopọ rGO/nZVI jẹ pataki ti awọn eroja C, O, ati Fe, ni ibamu pẹlu aworan agbaye EDS (Fig. 4F-H). Awọn julọ.Oniranran C1s ni awọn oke giga mẹta ni 284.59 eV, 286.21 eV ati 288.21 eV ti o nsoju CC, CO ati C=O, lẹsẹsẹ. O1s julọ.Oniranran ti pin si awọn oke mẹta, pẹlu 531.17 eV, 532.97 eV, ati 535.45 eV, eyiti a yàn si awọn ẹgbẹ O = CO, CO, ati NO, lẹsẹsẹ. Sibẹsibẹ, awọn oke ni 710.43, 714.57 ati 724.79 eV tọka si Fe 2p3/2, Fe+3 ati Fe p1/2, lẹsẹsẹ. Awọn iwoye XPS ti nZVI (Fig. 4C-E) ṣe afihan awọn oke giga fun awọn eroja C, O, ati Fe. Awọn oke ni 284.77, 286.25, ati 287.62 eV jẹrisi wiwa ti irin-erogba alloys, bi wọn ṣe tọka si CC, C-OH, ati CO, lẹsẹsẹ. O1s julọ.Oniranran ni ibamu si awọn oke mẹta C–O/iron carbonate (531.19 eV), hydroxyl radical (532.4 eV) ati O–C=O (533.47 eV). Oke ni 719.6 jẹ iyasọtọ si Fe0, lakoko ti FeOOH ṣe afihan awọn oke ni 717.3 ati 723.7 eV, ni afikun, tente oke ni 725.8 eV tọkasi wiwa Fe2O342.43.
Awọn ẹkọ XPS ti nZVI ati awọn akojọpọ rGO/nZVI, lẹsẹsẹ (A, B). Iwoye kikun ti nZVI C1s (C), Fe2p (D), ati O1s (E) ati rGO/nZVI C1s (F), Fe2p (G), O1s (H) apapo.
N2 adsorption / desorption isotherm (Fig. 5A, B) fihan pe awọn akojọpọ nZVI ati rGO / nZVI jẹ ti iru II. Ni afikun, agbegbe agbegbe kan pato (SBET) ti nZVI pọ lati 47.4549 si 152.52 m2 / g lẹhin ifọju pẹlu rGO. Abajade yii le ṣe alaye nipasẹ idinku ninu awọn ohun-ini oofa ti nZVI lẹhin afọju rGO, nitorinaa idinku akopọ patiku ati jijẹ agbegbe dada ti awọn akojọpọ. Ni afikun, bi a ṣe han ni Ọpọtọ 5C, iwọn didun pore (8.94 nm) ti rGO / nZVI composite jẹ ti o ga ju ti nZVI atilẹba (2.873 nm). Abajade yii wa ni adehun pẹlu El-Monaem et al. 45 .
Lati ṣe iṣiro agbara adsorption lati yọ DC kuro laarin awọn akojọpọ rGO / nZVI ati atilẹba nZVI ti o da lori ilosoke ninu ifọkansi akọkọ, a ṣe afiwe nipasẹ fifi iwọn lilo igbagbogbo ti adsorbent kọọkan (0.05 g) si DC ni orisirisi awọn ifọkansi akọkọ. Ojutu ti a ṣe iwadii [25]. -100 miligiramu l-1] ni 25 ° C. Awọn abajade fihan pe ṣiṣe yiyọ kuro (94.6%) ti akojọpọ rGO / nZVI ti o ga ju ti atilẹba nZVI (90%) ni ifọkansi kekere (25 mg L-1). Bibẹẹkọ, nigbati ifọkansi ibẹrẹ ti pọ si 100 miligiramu L-1, ṣiṣe yiyọ kuro ti rGO/nZVI ati nZVI obi lọ silẹ si 70% ati 65%, lẹsẹsẹ (Figure 6A), eyiti o le jẹ nitori awọn aaye ti nṣiṣe lọwọ diẹ ati ibajẹ ti nZVI patikulu. Ni ilodisi, rGO / nZVI ṣe afihan ṣiṣe ti o ga julọ ti yiyọ kuro DC, eyiti o le jẹ nitori ipa amuṣiṣẹpọ laarin rGO ati nZVI, ninu eyiti awọn aaye ti nṣiṣe lọwọ iduroṣinṣin ti o wa fun adsorption jẹ ga julọ, ati ninu ọran rGO / nZVI, diẹ sii. DC le ti wa ni adsorbed ju mule nZVI. Ni afikun, ni ọpọtọ. 6B fihan pe agbara adsorption ti awọn akojọpọ rGO / nZVI ati nZVI pọ lati 9.4 mg / g si 30 mg / g ati 9 mg / g, ni atele, pẹlu ilosoke ninu ifọkansi akọkọ lati 25-100 mg / L. -1,1 to 28,73 mg g-1. Nitorinaa, oṣuwọn yiyọ kuro DC ni ibamu ni odi pẹlu ifọkansi DC akọkọ, eyiti o jẹ nitori nọmba to lopin ti awọn ile-iṣẹ ifaseyin ti o ni atilẹyin nipasẹ adsorbent kọọkan fun adsorption ati yiyọ DC ni ojutu. Bayi, o le pari lati awọn abajade wọnyi pe awọn akojọpọ rGO / nZVI ni iṣẹ ṣiṣe ti o ga julọ ti adsorption ati idinku, ati rGO ninu akopọ ti rGO / nZVI le ṣee lo mejeeji bi adsorbent ati bi ohun elo ti ngbe.
Imudara yiyọ kuro ati agbara adsorption DC fun rGO/nZVI ati nZVI composite jẹ (A, B) [Co = 25 mg l-1-100 mg l-1, T = 25 °C, dose = 0.05 g], pH. lori agbara adsorption ati ṣiṣe imukuro DC lori awọn akojọpọ rGO / nZVI (C) [Co = 50 mg L-1, pH = 3-11, T = 25 ° C, dose = 0.05 g].
Solusan pH jẹ ifosiwewe to ṣe pataki ninu iwadi ti awọn ilana adsorption, nitori o ni ipa lori iwọn ionization, iyasọtọ, ati ionization ti adsorbent. Idanwo naa ni a ṣe ni 25 ° C pẹlu iwọn lilo adsorbent igbagbogbo (0.05 g) ati ifọkansi ibẹrẹ ti 50 miligiramu L-1 ni iwọn pH (3-11). Gẹgẹbi atunyẹwo litireso46, DC jẹ ohun elo amphiphilic pẹlu ọpọlọpọ awọn ẹgbẹ iṣẹ ṣiṣe ionizable (phenols, awọn ẹgbẹ amino, awọn ọti) ni ọpọlọpọ awọn ipele pH. Bi abajade, awọn iṣẹ oriṣiriṣi ti DC ati awọn ẹya ti o jọmọ lori oju ti rGO/nZVI composite le ṣe ibaraẹnisọrọ ni itanna ati pe o le wa bi cations, zwitterions, ati anions, molecule DC wa bi cationic (DCH3+) ni pH <3.3, zwitterionic (DCH20) 3.3 <pH <7.7 ati anionic (DCH- tabi DC2-) ni PH 7.7. Bi abajade, awọn iṣẹ oriṣiriṣi ti DC ati awọn ẹya ti o jọmọ lori oju ti rGO/nZVI composite le ṣe ibaraẹnisọrọ ni itanna ati pe o le wa bi cations, zwitterions, ati anions, molecule DC wa bi cationic (DCH3+) ni pH <3.3, zwitterionic (DCH20) 3.3 <pH <7.7 ati anionic (DCH- tabi DC2-) ni PH 7.7. Вазулульките разичнныур Свовннкых: NZVi Остатати и иговововововововотионов и витиов иде дтиов И ch3е дтиов И ch3е дтиова в ch3етвулк в ch3 +) при р Н <3,3, цвиттер- ионный (DCH20) 3,3 <pH <7,7 ati анионный (DCH- или DC2-) pH 7,7. Bi abajade, awọn iṣẹ oriṣiriṣi ti DC ati awọn ẹya ti o jọmọ lori oju ti rGO / nZVI composite le ṣe ibaraẹnisọrọ ni itanna ati pe o le wa ni irisi cations, zwitterions, ati anions; moleku DC wa bi cation (DCH3+) ni pH <3.3; ionic (DCH20) 3.3 <pH <7.7 ati anionic (DCH- tabi DC2-) ni pH 7.7.因此，DC 的各种功能和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+) 的形式存在，两性离子(DCH20) 3.3 < pH <7.7 和阴离子(DCH- 或DC2-) 在PH 7.7.因此 ， dc 的 种 功能 和 和 和 和 和 复合 材料 表面 的 相关 结构 可能 会 发生 静电 相互 ， 并 可能 以 阳离子 两 性 和 阴离子 形式 ， ， dc 分子 在 pH <3.3 时 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 (dch3+)形式存在，两性离子(DCH20) 3.3 <pH <7.7 和阴离子(DCH- 或DC2-) 在PH 7.7. Fiледовательно, разоичнныеи еские взесстийствоя В витеов и аниов и кляовтлы длянко дко яво дки рн <3,3. Nitori naa, awọn iṣẹ oriṣiriṣi ti DC ati awọn ẹya ti o ni ibatan lori oju ti rGO / nZVI composite le wọ inu awọn ibaraẹnisọrọ electrostatic ati pe o wa ni irisi cations, zwitterions, ati anions, lakoko ti awọn ohun elo DC jẹ cationic (DCH3 +) ni pH <3.3. Он существует в виде цвитер-иона (DCH20) fun 3,3 <pH <7,7 ati аниона (DCH- или DC2-) pH 7,7. O wa bi zwitterion (DCH20) ni 3.3 <pH <7.7 ati anion (DCH- tabi DC2-) ni pH 7.7.Pẹlu ilosoke ninu pH lati 3 si 7, agbara adsorption ati ṣiṣe ti DC yiyọ kuro lati 11.2 mg / g (56%) si 17 mg / g (85%) (Fig. 6C). Bibẹẹkọ, bi pH ti pọ si 9 ati 11, agbara adsorption ati ṣiṣe yiyọkuro dinku diẹ, lati 10.6 mg/g (53%) si 6 mg/g (30%), lẹsẹsẹ. Pẹlu ilosoke ninu pH lati 3 si 7, DCs ni o wa ni irisi zwitterions, eyiti o jẹ ki wọn fẹrẹ jẹ ifamọra ti kii ṣe itanna tabi ti o ni itara pẹlu awọn akojọpọ rGO/nZVI, ni pataki nipasẹ ibaraẹnisọrọ electrostatic. Bi pH ti pọ si loke 8.2, oju ti adsorbent ti gba agbara ni odi, nitorinaa agbara adsorption dinku ati dinku nitori ifasilẹ electrostatic laarin doxycycline ti ko ni agbara ati oju ti adsorbent. Aṣa yii ni imọran pe adsorption DC lori awọn akojọpọ rGO / nZVI jẹ igbẹkẹle pH pupọ, ati awọn abajade tun tọka pe awọn akojọpọ rGO / nZVI dara bi awọn adsorbents labẹ ekikan ati awọn ipo didoju.
Ipa ti iwọn otutu lori adsorption ti ojutu olomi ti DC ni a ṣe ni (25-55 ° C). Nọmba 7A ṣe afihan ipa ti ilosoke iwọn otutu lori imudara yiyọ kuro ti awọn egboogi DC lori rGO / nZVI, o han gbangba pe agbara yiyọ kuro ati agbara adsorption pọ 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 gbona ti awọn ions DC, eyiti o yori si desorption47.
Ipa ti Iwọn otutu lori Imudara Yiyọ ati Agbara Adsorption ti CD lori rGO/nZVI Composites (A) [Co = 50 mg L-1, pH = 7, Dose = 0.05 g], Adsorbent Dose on Imudara Yiyọ ati Imudara Imudara ti Ipa CD ti Ifojusi akọkọ lori agbara adsorption ati ṣiṣe ti yiyọ kuro DC lori rGO/nSVI composite (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 lilo = 0.05 g].
Ipa ti jijẹ iwọn lilo ti apapo adsorbent rGO / nZVI lati 0.01 g si 0.07 g lori ṣiṣe yiyọ kuro ati agbara adsorption ti han ni Fig. 7B. Ilọsoke ninu iwọn lilo adsorbent yori si idinku ninu agbara adsorption lati 33.43 mg/g si 6.74 mg/g. Sibẹsibẹ, pẹlu ilosoke ninu iwọn lilo adsorbent lati 0.01 g si 0.07 g, imudara yiyọ kuro lati 66.8% si 96%, eyiti, ni ibamu, le ni nkan ṣe pẹlu ilosoke ninu nọmba awọn ile-iṣẹ ti nṣiṣe lọwọ lori nanocomposite.
Ipa ti ifọkansi akọkọ lori agbara adsorption ati ṣiṣe yiyọ kuro [25-100 mg L-1, 25°C, pH 7, dose 0.05 g] ni a ṣe iwadi. Nigbati ifọkansi akọkọ ti pọ si lati 25 miligiramu L-1 si 100 mg L-1, ipin yiyọkuro ti akojọpọ rGO/nZVI dinku lati 94.6% si 65% (Fig. 7C), boya nitori isansa ti nṣiṣe lọwọ ti o fẹ. ojula. . Adsorbs awọn ifọkansi nla ti DC49. Ni apa keji, bi ifọkansi akọkọ ti pọ si, agbara adsorption tun pọ lati 9.4 mg / g si 30 mg / g titi ti iwọntunwọnsi ti de (Fig. 7D). Idahun ti ko ṣeeṣe yii jẹ nitori ilosoke ninu agbara awakọ pẹlu ifọkansi DC akọkọ ti o tobi ju resistance gbigbe ibi-iwọn DC lati de oju 50 ti rGO/nZVI composite.
Akoko olubasọrọ ati awọn ẹkọ kainetik ṣe ifọkansi lati loye akoko iwọntunwọnsi ti adsorption. Ni akọkọ, iye DC adsorbed lakoko iṣẹju 40 akọkọ ti akoko olubasọrọ jẹ isunmọ idaji iye apapọ ti a polowo ni gbogbo akoko (iṣẹju 100). Lakoko ti awọn moleku DC ti o wa ninu ojutu n ṣakojọpọ ti nfa wọn lati lọ ni iyara si dada ti akojọpọ rGO/nZVI ti o yorisi ipolowo pataki. Lẹhin awọn iṣẹju 40, adsorption DC pọ si diẹdiẹ ati laiyara titi ti iwọntunwọnsi ti de lẹhin awọn iṣẹju 60 (Fig. 7D). Niwọn igba ti iye ti o ni oye ti wa ni ipolowo laarin awọn iṣẹju 40 akọkọ, awọn ikọlu kekere yoo wa pẹlu awọn moleku DC ati awọn aaye ti nṣiṣe lọwọ diẹ yoo wa fun awọn moleku ti kii ṣe adsorbed. Nitorinaa, oṣuwọn adsorption le dinku51.
Lati ni oye awọn kinetics adsorption daradara, awọn igbero laini ti aṣẹ akọkọ pseudo (Fig. 8A), aṣẹ keji pseudo (Fig. 8B), ati Elovich (Fig. 8C) awọn awoṣe kinetic ni a lo. Lati awọn paramita ti a gba lati awọn iwadii kainetik (Table S1), o han gbangba pe awoṣe pseudosecond jẹ awoṣe ti o dara julọ fun apejuwe awọn kainetik adsorption, nibiti a ti ṣeto iye R2 ti o ga ju awọn awoṣe meji miiran lọ. Ijọra tun wa laarin awọn agbara adsorption iṣiro (qe, cal). Aṣẹ-keji ati awọn iye esiperimenta (qe, exp.) jẹ ẹri siwaju pe aṣẹ-keji jẹ awoṣe ti o dara julọ ju awọn awoṣe miiran lọ. Gẹgẹbi a ṣe han ni Tabili 1, awọn iye ti α (oṣuwọn adsorption ibẹrẹ) ati β (iwọn ibalẹ desorption) jẹrisi pe oṣuwọn adsorption ga ju iwọn idinku lọ, ti o nfihan pe DC duro lati ṣe adsorb daradara lori akojọpọ rGO/nZVI52. .
Awọn igbero kainetik adsorption laini ti aṣẹ pseudo-keji (A), aṣẹ-akọkọ (B) ati Elovich (C) [Co = 25-100 mg l–1, pH = 7, T = 25 °C, iwọn lilo = 0.05 g ].
Awọn ẹkọ-ẹkọ ti isotherms adsorption ṣe iranlọwọ lati pinnu agbara adsorption ti adsorbent (RGO / nRVI composite) ni orisirisi awọn ifọkansi adsorbate (DC) ati awọn iwọn otutu eto. Agbara adsorption ti o pọ julọ ni a ṣe iṣiro nipa lilo isotherm Langmuir, eyiti o tọka pe ipolowo jẹ isokan ati pe o wa pẹlu iṣelọpọ ti monolayer adsorbate lori oju adsorbent laisi ibaraenisepo laarin wọn53. Awọn awoṣe isotherm meji miiran ti o gbajumo ni lilo Freundlich ati awọn awoṣe Temkin. Botilẹjẹpe a ko lo awoṣe Freundlich lati ṣe iṣiro agbara adsorption, o ṣe iranlọwọ lati ni oye ilana isọdọtun orisirisi ati pe awọn aye lori adsorbent ni awọn agbara oriṣiriṣi, lakoko ti awoṣe Temkin ṣe iranlọwọ lati ni oye awọn ohun-ini ti ara ati kemikali ti adsorption54.
Awọn eeka 9A-C ṣe afihan awọn igbero laini ti Langmuir, Freindlich, ati awọn awoṣe Temkin, lẹsẹsẹ. Awọn iye R2 ti a ṣe iṣiro lati Freundlich (Fig. 9A) ati Langmuir (Fig. 9B) awọn igbero laini ati ti a gbekalẹ ni Table 2 fihan pe adsorption DC lori akojọpọ rGO / nZVI tẹle Freundlich (0.996) ati Langmuir (0.988) isotherm si dede ati Temkin (0.985). Agbara adsorption ti o pọju (qmax), ti a ṣe iṣiro nipa lilo awoṣe isotherm Langmuir, jẹ 31.61 mg g-1. Ni afikun, awọn iṣiro iye ti awọn dimensionless Iyapa ifosiwewe (RL) laarin 0 ati 1 (0.097), afihan a ọjo adsorption ilana. Bibẹẹkọ, iṣiro Freundlich ibakan (n = 2.756) tọkasi yiyan fun ilana gbigba yii. Gẹgẹbi awoṣe laini ti Temkin isotherm (Fig. 9C), adsorption ti DC lori rGO/nZVI composite jẹ ilana adsorption ti ara, niwon b jẹ ˂ 82 kJ mol-1 (0.408) 55. Botilẹjẹpe adsorption ti ara jẹ alaja nigbagbogbo nipasẹ awọn ologun van der Waals alailagbara, ipolowo lọwọlọwọ lọwọlọwọ lori awọn akojọpọ rGO/nZVI nilo awọn agbara adsorption kekere [56, 57].
Freundlich (A), Langmuir (B), ati Temkin (C) isotherms adsorption laini [Co = 25-100 mg L-1, pH = 7, T = 25 °C, dose = 0.05 g]. Idite ti idogba van't Hoff fun adsorption DC nipasẹ awọn akojọpọ rGO/nZVI (D) [Co = 25-100 mg l-1, pH = 7, T = 25–55 °C ati iwọn lilo = 0.05 g].
Lati ṣe iṣiro ipa ti iyipada otutu iwọn otutu lori yiyọ DC lati awọn akojọpọ rGO/nZVI, awọn paramita thermodynamic bii iyipada entropy (ΔS), iyipada enthalpy (ΔH), ati iyipada agbara ọfẹ (ΔG) ni iṣiro lati awọn idogba. 3 ati 458.
nibiti \({K}_{e}\)=\(\frac{{C}_{Ae}}{{C}_{e}}\) – thermodynamic equilibrium ibakan, Ce ati CAe – rGO ni ojutu, lẹsẹsẹ / nZVI DC awọn ifọkansi ni iwọntunwọnsi dada. R ati RT jẹ igbagbogbo gaasi ati iwọn otutu adsorption, lẹsẹsẹ. Idite ln Ke lodi si 1 / T n funni ni laini taara (Fig. 9D) lati eyiti ∆S ati ∆H le pinnu.
Iwọn ΔH odi tọkasi pe ilana naa jẹ exothermic. Ni apa keji, iye ΔH wa laarin ilana adsorption ti ara. Awọn iye ΔG odi ni Tabili 3 tọka pe adsorption ṣee ṣe ati lẹẹkọkan. Awọn iye odi ti ΔS tọkasi aṣẹ giga ti awọn ohun elo adsorbent ni wiwo omi (Table 3).
Tabili 4 ṣe afiwe akojọpọ rGO/nZVI pẹlu awọn adsorbents miiran ti a royin ninu awọn ẹkọ iṣaaju. O han gbangba pe apapo VGO/nCVI ni agbara adsorption ti o ga ati pe o le jẹ ohun elo ti o ni ileri fun yiyọ awọn egboogi DC kuro ninu omi. Ni afikun, adsorption ti awọn akojọpọ rGO / nZVI jẹ ilana ti o yara pẹlu akoko imudogba ti 60 min. Awọn ohun-ini adsorption ti o dara julọ ti awọn akojọpọ rGO / nZVI le ṣe alaye nipasẹ ipa imuṣiṣẹpọ ti rGO ati nZVI.
Awọn eeya 10A, B ṣe afihan ilana onipin fun yiyọkuro ti awọn egboogi DC nipasẹ awọn eka rGO/nZVI ati nZVI. Ni ibamu si awọn esi ti awọn adanwo lori ipa ti pH lori ṣiṣe ti DC adsorption, pẹlu ilosoke ninu pH lati 3 si 7, DC adsorption lori rGO / nZVI composite ko ni iṣakoso nipasẹ awọn ibaraẹnisọrọ electrostatic, niwon o ṣe bi zwitterion; nitorina, iyipada ninu iye pH ko ni ipa lori ilana adsorption. Lẹhinna, ẹrọ adsorption le jẹ iṣakoso nipasẹ awọn ibaraenisepo ti kii ṣe itanna gẹgẹbi isunmọ hydrogen, awọn ipa hydrophobic, ati awọn ibaraenisepo π-π stacking laarin rGO/nZVI composite ati DC66. O jẹ mimọ daradara pe siseto awọn adsorbates aromatic lori awọn aaye ti graphene Layer Layer ti ni alaye nipasẹ awọn ibaraenisepo stacking π–π gẹgẹbi agbara awakọ akọkọ. Apapo jẹ ohun elo siwa ti o jọra si graphene pẹlu o pọju gbigba ni 233 nm nitori iyipada π-π *. Da lori wiwa awọn oruka aromatic mẹrin ninu eto molikula ti DC adsorbate, a pinnu pe ẹrọ kan wa ti ibaraenisepo π-π-stacking laarin DC aromatic (π-electron acceptor) ati agbegbe ti o ni ọlọrọ ni π-electrons pẹlẹpẹlẹ dada RGO. / nZVI awọn akojọpọ. Ni afikun, bi o han ni ọpọtọ. 10B, awọn ẹkọ FTIR ni a ṣe lati ṣe iwadi ibaraenisepo molikula ti rGO / nZVI composites pẹlu DC, ati spectra FTIR ti awọn akojọpọ rGO / nZVI lẹhin adsorption DC ni a fihan ni Nọmba 10B. 10b. A ṣe akiyesi tente oke tuntun ni 2111 cm-1, eyiti o ni ibamu si gbigbọn ilana ti iwe adehun C = C, eyiti o tọka si wiwa awọn ẹgbẹ iṣẹ ṣiṣe Organic ti o baamu lori oju ti 67 rGO / nZVI. Awọn oke giga miiran yipada lati 1561 si 1548 cm-1 ati lati 1399 si 1360 cm-1, eyiti o tun jẹrisi pe awọn ibaraenisepo π-π ṣe ipa pataki ninu ipolowo ti graphene ati awọn idoti Organic68,69. Lẹhin adsorption DC, kikankikan ti diẹ ninu awọn ẹgbẹ ti o ni atẹgun, gẹgẹbi OH, dinku si 3270 cm-1, eyiti o ni imọran pe isunmọ hydrogen jẹ ọkan ninu awọn ilana adsorption. Nitorinaa, da lori awọn abajade, adsorption DC lori akojọpọ rGO/nZVI waye ni pataki nitori awọn ibaraenisepo π-π stacking ati H-bonds.
Ilana onipin ti adsorption ti awọn egboogi DC nipasẹ awọn rGO/nZVI ati awọn eka nZVI (A). FTIR adsorption spectra ti DC lori rGO/nZVI ati nZVI (B).
Agbara ti awọn ẹgbẹ gbigba ti nZVI ni 3244, 1615, 1546, ati 1011 cm-1 pọ si lẹhin adsorption DC lori nZVI (Fig. 10B) ni akawe si nZVI, eyiti o yẹ ki o ni ibatan si ibaraenisepo pẹlu awọn ẹgbẹ iṣẹ ṣiṣe ti o ṣeeṣe ti acid carboxylic. Eyin awọn ẹgbẹ ni DC. Bibẹẹkọ, ipin kekere ti gbigbe ni gbogbo awọn ẹgbẹ ti a ṣe akiyesi tọkasi ko si iyipada pataki ninu ṣiṣe adsorption ti adsorbent phytosynthetic (nZVI) ni akawe si nZVI ṣaaju ilana imudara. Gẹgẹbi diẹ ninu awọn iwadii yiyọkuro DC pẹlu nZVI71, nigbati nZVI ba dahun pẹlu H2O, awọn elekitironi jẹ idasilẹ ati lẹhinna a lo H + lati ṣe agbejade hydrogen ti nṣiṣe lọwọ pupọ. Nikẹhin, diẹ ninu awọn agbo ogun cationic gba awọn elekitironi lati hydrogen ti nṣiṣe lọwọ, ti o yọrisi -C=N ati -C=C-, eyiti o jẹ ikapa si pipin oruka benzene.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu kọkanla-14-2022