Dėkojame, kad apsilankėte Nature.com. Naudojama naršyklės versija turi ribotą CSS palaikymą. Norėdami gauti geriausią patirtį, rekomenduojame naudoti atnaujintą naršyklę (arba išjungti suderinamumo režimą „Internet Explorer“). Tuo tarpu norėdami užtikrinti nuolatinį palaikymą, svetainę pateiksime be stilių ir „JavaScript“.
Šiame darbe rGO/nZVI kompozitai pirmą kartą buvo susintetinti naudojant paprastą ir aplinkai nekenksmingą procedūrą, naudojant Sophora gelsvų lapų ekstraktą kaip reduktorius ir stabilizatorių, kad būtų laikomasi „žaliosios“ chemijos principų, tokių kaip mažiau kenksminga cheminė sintezė. Sėkmingai kompozitų, tokių kaip SEM, EDX, XPS, XRD, FTIR ir zeta potencialas, sintezei patvirtinti buvo naudojami keli įrankiai, kurie rodo sėkmingą kompozitų gamybą. Siekiant ištirti rGO ir nZVI sinergetinį poveikį, buvo lyginamas naujų kompozitų ir gryno nZVI pašalinimo pajėgumas esant įvairioms pradinėms antibiotiko doksiciklino koncentracijoms. Pašalinus 25 mg L-1, 25 °C ir 0,05 g, gryno nZVI adsorbcinis pašalinimo greitis buvo 90%, o doksiciklino adsorbcinis pašalinimo greitis naudojant rGO/nZVI kompozitą siekė 94,6%, tai patvirtina, kad nZVI ir rGO. . Adsorbcijos procesas atitinka pseudo-antrą eilę ir gerai dera su Freundlich modeliu, kurio didžiausia adsorbcijos talpa yra 31,61 mg g-1 esant 25 °C ir pH 7. Buvo pasiūlytas pagrįstas nuolatinės srovės pašalinimo mechanizmas. Be to, po šešių iš eilės regeneravimo ciklų rGO / nZVI kompozito pakartotinis panaudojimas buvo 60%.
Vandens trūkumas ir tarša dabar yra rimta grėsmė visoms šalims. Pastaraisiais metais vandens, ypač antibiotikų, tarša išaugo dėl padidėjusios gamybos ir vartojimo COVID-19 pandemijos metu1,2,3. Todėl neatidėliotinas uždavinys yra sukurti veiksmingą technologiją, skirtą antibiotikų pašalinimui iš nuotekų.
Vienas iš atsparių pusiau sintetinių tetraciklinų grupės antibiotikų yra doksiciklinas (DC)4,5. Buvo pranešta, kad nuolatinės srovės likučiai požeminiame ir paviršiniame vandenyje negali būti metabolizuojami, metabolizuojama tik 20–50 %, o likusi dalis patenka į aplinką, sukeldama rimtų aplinkos ir sveikatos problemų6.
Esant mažam nuolatinės srovės kiekiui, gali žūti vandens fotosintetiniai mikroorganizmai, kelti grėsmę antimikrobinių bakterijų plitimui ir padidinti atsparumą antimikrobinėms medžiagoms, todėl šis teršalas turi būti pašalintas iš nuotekų. Natūralus nuolatinės srovės skaidymas vandenyje yra labai lėtas procesas. Fizikiniai ir cheminiai procesai, tokie kaip fotolizė, biologinis skaidymas ir adsorbcija, gali skaidytis tik esant mažoms koncentracijoms ir labai mažu greičiu7,8. Tačiau ekonomiškiausias, paprasčiausias, aplinkai nekenksmingas, lengvai valdomas ir efektyviausias būdas yra adsorbcija9,10.
Nano zero valent iron (nZVI) yra labai galinga medžiaga, galinti pašalinti iš vandens daug antibiotikų, įskaitant metronidazolą, diazepamą, ciprofloksaciną, chloramfenikolį ir tetracikliną. Šis gebėjimas atsiranda dėl nuostabių nZVI savybių, tokių kaip didelis reaktyvumas, didelis paviršiaus plotas ir daugybė išorinių surišimo vietų11. Tačiau nZVI yra linkęs agreguotis vandeninėje terpėje dėl van der Wellso jėgų ir didelių magnetinių savybių, o tai sumažina jo efektyvumą šalinant teršalus, nes susidaro oksido sluoksniai, kurie slopina nZVI10,12 reaktyvumą. nZVI dalelių aglomeraciją galima sumažinti modifikuojant jų paviršius aktyviosiomis paviršiaus medžiagomis ir polimerais arba sujungiant jas su kitomis nanomedžiagomis kompozitų pavidalu, o tai pasirodė esąs perspektyvus būdas pagerinti jų stabilumą aplinkoje13, 14.
Grafenas yra dvimatė anglies nanomedžiaga, susidedanti iš sp2-hibridizuotų anglies atomų, išsidėsčiusių korio tinklelyje. Jis turi didelį paviršiaus plotą, didelį mechaninį stiprumą, puikų elektrokatalizinį aktyvumą, aukštą šilumos laidumą, greitą elektronų mobilumą ir tinkamą nešiklio medžiagą, kuri palaiko neorganines nanodaleles ant jo paviršiaus. Metalo nanodalelių ir grafeno derinys gali gerokai viršyti kiekvienos medžiagos individualią naudą ir dėl puikių fizinių bei cheminių savybių užtikrinti optimalų nanodalelių pasiskirstymą, kad vanduo būtų valytas efektyviau15.
Augalų ekstraktai yra geriausia alternatyva kenksmingiems cheminiams reduktoriams, paprastai naudojamiems redukuoto grafeno oksido (rGO) ir nZVI sintezei, nes jie yra prieinami, nebrangūs, vieno etapo, saugūs aplinkai ir gali būti naudojami kaip reduktorius. kaip ir flavonoidai bei fenolio junginiai, taip pat veikia kaip stabilizatorius. Todėl šiame tyrime Atriplex halimus L. lapų ekstraktas buvo naudojamas kaip atkuriamoji ir uždarymo priemonė rGO/nZVI kompozitų sintezei. Atriplex halimus iš Amaranthaceae šeimos yra azotą mėgstantis daugiametis krūmas, turintis platų geografinį diapazoną16.
Remiantis turima literatūra, Atriplex halimus (A. halimus) pirmą kartą buvo panaudotas rGO/nZVI kompozitams gaminti kaip ekonomiškas ir aplinkai nekenksmingas sintezės būdas. Taigi, šio darbo tikslas susideda iš keturių dalių: (1) rGO/nZVI ir tėvų nZVI kompozitų fitosintezė naudojant A. halimus vandens lapų ekstraktą, (2) fitosintezuotų kompozitų apibūdinimas naudojant kelis metodus, siekiant patvirtinti jų sėkmingą pagaminimą, (3) ) tirti rGO ir nZVI sinergetinį poveikį doksiciklino antibiotikų organinių teršalų adsorbcijai ir pašalinimui esant skirtingiems reakcijos parametrams, optimizuoti adsorbcijos proceso sąlygas, (3) tirti kompozitines medžiagas įvairiuose nepertraukiamuose apdorojimuose po apdorojimo ciklo.
Doksiciklino hidrochloridas (DC, MM = 480,90, cheminė formulė C22H24N2O·HCl, 98%), geležies chlorido heksahidratas (FeCl3,6H2O, 97%), grafito milteliai, įsigyti iš Sigma-Aldrich, JAV. Natrio hidroksidas (NaOH, 97%), etanolis (C2H5OH, 99,9%) ir druskos rūgštis (HCl, 37%) buvo įsigyti iš Merck, JAV. NaCl, KCl, CaCl2, MnCl2 ir MgCl2 buvo įsigyti iš Tianjin Comio Chemical Reagent Co., Ltd. Visi reagentai yra didelio analitinio grynumo. Visiems vandeniniams tirpalams ruošti buvo naudojamas dvigubai distiliuotas vanduo.
Reprezentatyvūs A. halimus egzemplioriai buvo surinkti iš jų natūralios buveinės Nilo deltoje ir Egipto Viduržemio jūros pakrantėse. Augalinė medžiaga buvo surinkta pagal galiojančias nacionalines ir tarptautines gaires17. Prof. Manal Fawzi nustatė augalų egzempliorius pagal Boulos18, o Aleksandrijos universiteto Aplinkos mokslų katedra leidžia rinkti tiriamas augalų rūšis mokslo tikslais. Kuponų pavyzdžiai laikomi Tantos universiteto herbariume (TANE), kuponai Nr. 14 122–14 127, viešasis herbariumas, suteikiantis prieigą prie deponuotų medžiagų. Be to, norėdami pašalinti dulkes ar nešvarumus, augalo lapus supjaustykite mažais gabalėliais, 3 kartus nuplaukite čiaupu ir distiliuotu vandeniu, tada išdžiovinkite 50°C temperatūroje. Augalas susmulkintas, 5 g smulkių miltelių panardinama į 100 ml distiliuoto vandens ir maišoma 70°C temperatūroje 20 min., kad gautųsi ekstraktas. Gautas Bacillus nicotianae ekstraktas buvo filtruojamas per Whatman filtravimo popierių ir laikomas švariuose ir sterilizuotuose mėgintuvėliuose 4 ° C temperatūroje tolesniam naudojimui.
Kaip parodyta 1 paveiksle, GO buvo pagamintas iš grafito miltelių modifikuotu Hummers metodu. 10 mg GO miltelių buvo disperguoti 50 ml dejonizuoto vandens 30 minučių ultragarsu, tada 0, 9 g FeCl3 ir 2, 9 g NaAc buvo maišomi 60 minučių. Į išmaišytą tirpalą maišant įpilama 20 ml atriplekso lapų ekstrakto ir paliekama 8 valandoms 80°C temperatūroje. Gauta juoda suspensija filtruojama. Paruošti nanokompozitai buvo plaunami etanoliu ir bidistiliuotu vandeniu, o po to 12 valandų džiovinami vakuuminėje krosnyje 50 ° C temperatūroje.
Scheminės ir skaitmeninės nuotraukos apie žaliąją rGO/nZVI ir nZVI kompleksų sintezę ir nuolatinės srovės antibiotikų pašalinimą iš užteršto vandens naudojant Atriplex halimus ekstraktą.
Trumpai, kaip parodyta 1 pav., 10 ml geležies chlorido tirpalo, kuriame yra 0,05 M Fe3+ jonų, buvo lašinamas į 20 ml karčiųjų lapų ekstrakto tirpalo 60 minučių, vidutiniškai kaitinant ir maišant, o po to tirpalas centrifuguojamas 14 000 aps./min (Hermle, 15 000 aps./min.) 15 min., kad susidarytų juodos dalelės, kurios po to 3 kartus plaunamos etanoliu ir distiliuotu vandeniu, o po to per naktį džiovinamos vakuuminėje krosnyje 60 °C temperatūroje.
Augalų susintetinti rGO/nZVI ir nZVI kompozitai buvo apibūdinti UV matoma spektroskopija (T70/T80 serijos UV/Vis spektrofotometrai, PG Instruments Ltd, JK) 200-800 nm skenavimo diapazone. RGO/nZVI ir nZVI kompozitų topografijai ir dydžių pasiskirstymui išanalizuoti buvo naudojama TEM spektroskopija (JOEL, JEM-2100F, Japonija, greitinimo įtampa 200 kV). Norint įvertinti funkcines grupes, kurios gali būti įtrauktos į augalų ekstraktus, atsakingus už regeneravimo ir stabilizavimo procesą, buvo atlikta FT-IR spektroskopija (JASCO spektrometras 4000-600 cm-1 diapazone). Be to, sintezuotų nanomedžiagų paviršiaus krūviui tirti buvo naudojamas zeta potencialo analizatorius (Zetasizer Nano ZS Malvern). Miltelinių nanomedžiagų rentgeno spindulių difrakcijai matuoti buvo naudojamas rentgeno difraktometras (X'PERT PRO, Nyderlandai), veikiantis srove (40 mA), įtampa (45 kV) 2θ diapazone nuo 20° iki 80. ° ir CuKa1 spinduliuotė (\(\lambda =\ ) 1,54056 Ao). Energijos dispersinis rentgeno spektrometras (EDX) (modelis JEOL JSM-IT100) buvo atsakingas už elementų sudėties tyrimą, kai buvo renkami Al K-α monochromatiniai rentgeno spinduliai nuo -10 iki 1350 eV XPS, dėmės dydis 400 μm K-ALPHA (Thermo Fisher Scientific, JAV) viso spektro perdavimo energija yra 200 eV, o siaurojo spektro - 50 eV. Miltelių mėginys užspaudžiamas ant mėginio laikiklio, kuris dedamas į vakuuminę kamerą. C 1 s spektras buvo naudojamas kaip atskaitos taškas esant 284,58 eV, kad būtų galima nustatyti surišimo energiją.
Adsorbcijos eksperimentai buvo atlikti siekiant patikrinti susintetintų rGO / nZVI nanokompozitų efektyvumą pašalinant doksicikliną (DC) iš vandeninių tirpalų. Adsorbcijos eksperimentai buvo atlikti 25 ml Erlenmeyerio kolbose, purtant 200 aps./min., ant orbitinio kratytuvo (Stuart, Orbital Shaker/SSL1) esant 298 K. Skiedžiant DC pradinį tirpalą (1000 ppm) bidistiliuotu vandeniu. Norint įvertinti rGO / nSVI dozės poveikį adsorbcijos efektyvumui, skirtingo svorio nanokompozitai (0, 01–0, 07 g) buvo pridėti į 20 ml nuolatinės srovės tirpalo. Kinetikai ir adsorbcijos izotermoms ištirti 0,05 g adsorbento buvo panardinta į pradinės koncentracijos (25–100 mg L–1) CD vandeninį tirpalą. PH poveikis DC pašalinimui buvo tiriamas esant pH (3–11) ir pradinei 50 mg L-1 koncentracijai 25 °C temperatūroje. Sureguliuokite sistemos pH, įpildami nedidelį kiekį HCl arba NaOH tirpalo (Crison pH matuoklis, pH matuoklis, pH 25). Be to, buvo tiriama reakcijos temperatūros įtaka adsorbcijos eksperimentams 25-55°C diapazone. Jonų stiprumo įtaka adsorbcijos procesui buvo tiriama pridedant įvairių koncentracijų NaCl (0,01–4 mol L–1), kai pradinė nuolatinės srovės koncentracija yra 50 mg L–1, pH 3 ir 7), 25 °C ir adsorbento dozė 0,05 g. Neadsorbuotos nuolatinės srovės adsorbcija buvo matuojama naudojant dviejų spindulių UV-Vis spektrofotometrą (T70 / T80 serija, PG Instruments Ltd, JK), turintį 1,0 cm kelio ilgio kvarcines kiuvetes, kurių didžiausias bangos ilgis (λmax) yra 270 ir 350 nm. DC antibiotikų pašalinimo procentas (R%; 1 lygtis) ir DC adsorbcijos kiekis, qt, Eq. 2 (mg/g) buvo išmatuoti naudojant šią lygtį.
kur %R yra nuolatinės srovės šalinimo pajėgumas (%), Co yra pradinė nuolatinės srovės koncentracija 0 momentu ir C yra atitinkamai nuolatinės srovės koncentracija momentu t (mg L-1).
čia qe yra adsorbuotos nuolatinės srovės kiekis adsorbento masės vienetui (mg g-1), Co ir Ce yra atitinkamai koncentracijos nuliniu momentu ir pusiausvyros būsenoje (mg l-1), V yra tirpalo tūris (l) , o m yra adsorbcijos masės reagentas (g).
SEM vaizdai (2A-C pav.) rodo sluoksniuotą rGO / nZVI kompozito morfologiją su sferinėmis geležies nanodalelėmis, tolygiai paskirstytomis ant jo paviršiaus, o tai rodo sėkmingą nZVI NP prijungimą prie rGO paviršiaus. Be to, rGO lape yra keletas raukšlių, patvirtinančių deguonies turinčių grupių pašalinimą kartu su A. halimus GO atkūrimu. Šios didelės raukšlės veikia kaip aktyvios geležies NP įkrovimo vietos. nZVI vaizdai (2D-F pav.) parodė, kad sferiniai geležies NP buvo labai išsibarstę ir nesikaupė, o tai yra dėl augalo ekstrakto botaninių komponentų dangos pobūdžio. Dalelių dydis svyravo nuo 15 iki 26 nm. Tačiau kai kurie regionai turi mezoporinę morfologiją su iškilimų ir ertmių struktūra, kuri gali užtikrinti didelį efektyvų nZVI adsorbcijos pajėgumą, nes jie gali padidinti galimybę sugauti nuolatinės srovės molekules ant nZVI paviršiaus. Kai nZVI sintezei buvo naudojamas Rosa Damascus ekstraktas, gauti NP buvo nehomogeniški, su tuštumais ir skirtingos formos, todėl sumažėjo jų efektyvumas Cr(VI) adsorbcijoje ir pailgėjo reakcijos laikas23. Rezultatai atitinka nZVI, susintetintą iš ąžuolo ir šilkmedžio lapų, kurie daugiausia yra sferinės nanodalelės su įvairaus nanometro dydžiu be akivaizdžios aglomeracijos.
rGO / nZVI (AC), nZVI (D, E) kompozitų SEM vaizdai ir nZVI / rGO (G) ir nZVI (H) kompozitų EDX modeliai.
Augalų sintezuotų rGO/nZVI ir nZVI kompozitų elementinė sudėtis buvo tiriama naudojant EDX (2G pav., H). Tyrimai rodo, kad nZVI sudaro anglis (38,29 % masės), deguonis (47,41 % masės) ir geležis (11,84 % masės), tačiau yra ir kitų elementų, tokių kaip fosforas24, kurių galima gauti iš augalų ekstraktų. Be to, didelis anglies ir deguonies procentas yra dėl augalų ekstraktų fitocheminių medžiagų buvimo požeminiuose nZVI mėginiuose. Šie elementai yra tolygiai paskirstyti rGO, bet skirtingais santykiais: C (39,16 masės %), O (46,98 masės %) ir Fe (10,99 masės%), EDX rGO/nZVI taip pat rodo, kad yra kitų elementų, tokių kaip S, gali būti siejami su augalų ekstraktais, yra naudojami. Dabartinis C:O santykis ir geležies kiekis rGO/nZVI kompozite naudojant A. halimus yra daug geresni nei naudojant eukalipto lapų ekstraktą, nes jis apibūdina C (23,44 masės%), O (68,29 masės%) sudėtį. ir Fe (8,27 masės %). wt %) 25. Nataša ir kt., 2022, pranešė apie panašią nZVI, susintetinto iš ąžuolo ir šilkmedžio lapų, elementinę sudėtį ir patvirtino, kad polifenolių grupės ir kitos lapų ekstrakte esančios molekulės yra atsakingos už redukcijos procesą.
Augaluose susintetinto nZVI morfologija (S2A, B pav.) buvo sferinė ir iš dalies netaisyklinga, vidutinis dalelių dydis 23,09 ± 3,54 nm, tačiau dėl van der Waals jėgų ir feromagnetizmo buvo pastebėti grandinių agregatai. Ši daugiausia granuliuota ir sferinė dalelių forma gerai sutampa su SEM rezultatais. Panašų pastebėjimą rado Abdelfatah ir kt. 2021 m., kai ricinos pupelių lapų ekstraktas buvo naudojamas nZVI11 sintezei. Ruelas tuberosa lapų ekstrakto NP, naudojami kaip reduktorius nZVI, taip pat turi sferinę formą, kurios skersmuo nuo 20 iki 40 nm26.
Hibridiniai rGO/nZVI sudėtiniai TEM vaizdai (S2C-D pav.) parodė, kad rGO yra bazinė plokštuma su ribinėmis raukšlėmis ir raukšlėmis, suteikianti kelias nZVI NP įkrovimo vietas; ši sluoksninė morfologija taip pat patvirtina sėkmingą rGO gamybą. Be to, nZVI NP yra sferinės formos, o dalelių dydis yra nuo 5, 32 iki 27 nm, ir yra įterptas į rGO sluoksnį beveik vienoda dispersija. Eukalipto lapų ekstraktas buvo naudojamas Fe NP/rGO sintezei; TEM rezultatai taip pat patvirtino, kad rGO sluoksnio raukšlės pagerino Fe NP sklaidą labiau nei grynų Fe NP ir padidino kompozitų reaktyvumą. Panašius rezultatus gavo Bagheri ir kt. 28, kai kompozitas buvo pagamintas naudojant ultragarso metodus, kurių vidutinis geležies nanodalelių dydis buvo maždaug 17, 70 nm.
A. halimus, nZVI, GO, rGO ir rGO/nZVI kompozitų FTIR spektrai parodyti Fig. 3A. Paviršiaus funkcinės grupės A. halimus lapuose yra 3336 cm-1, o tai atitinka polifenolius, ir 1244 cm-1, o tai atitinka baltymo gaminamas karbonilo grupes. Taip pat buvo pastebėtos kitos grupės, tokios kaip alkanai ties 2918 cm-1, alkenai ties 1647 cm-1 ir CO-O-CO plėtiniai prie 1030 cm-1, o tai rodo, kad yra augalų komponentų, kurie veikia kaip sandarinimo medžiagos ir yra atsakingi už regeneraciją. nuo Fe2+ iki Fe0 ir GO į rGO29. Apskritai nZVI spektrai rodo tokias pačias absorbcijos smailes kaip ir kartaus cukraus, bet šiek tiek pasislinkusios padėties. Intensyvi juosta atsiranda ties 3244 cm-1, susijusi su OH tempimo vibracijomis (fenoliais), smailė ties 1615 atitinka C=C, o juostos ties 1546 ir 1011 cm-1 atsiranda dėl C=O (polifenolių ir flavonoidų) tempimo. , CN -aromatinių aminų ir alifatinių aminų grupės taip pat buvo stebimos atitinkamai 1310 cm-1 ir 1190 cm-113. GO FTIR spektras rodo, kad yra daug didelio intensyvumo deguonies turinčių grupių, įskaitant alkoksi (CO) tempimo juostą ties 1041 cm-1, epoksidinę (CO) tempimo juostą ties 1291 cm-1, C = O tempimo juostą. atsirado C=C tempimo virpesių juosta ties 1619 cm-1, juosta ties 1708 cm-1 ir plati OH grupės tempimo virpesių juosta ties 3384 cm-1, tai patvirtina patobulintas Hummers metodas, kuris sėkmingai oksiduoja grafito procesas. Lyginant rGO ir rGO/nZVI kompozitus su GO spektrais, kai kurių deguonies turinčių grupių, tokių kaip OH, esant 3270 cm-1, intensyvumas gerokai sumažėja, o kitų, pvz., C=O ties 1729 cm-1, intensyvumas visiškai sumažėja. sumažintas. išnyko, o tai rodo, kad A. halimus ekstraktas sėkmingai pašalino deguonies turinčias funkcines grupes GO. Naujos aštrios būdingos rGO smailės, esant C = C įtampai, stebimos maždaug 1560 ir 1405 cm-1, o tai patvirtina GO sumažėjimą iki rGO. Pastebėti svyravimai nuo 1043 iki 1015 cm-1 ir nuo 982 iki 918 cm-1, galbūt dėl augalinės medžiagos įtraukimo31,32. Weng ir kt., 2018, taip pat pastebėjo reikšmingą deguonies prisotintų funkcinių grupių susilpnėjimą GO, patvirtinantį sėkmingą rGO susidarymą bioredukcijos būdu, nes eukalipto lapų ekstraktai, kurie buvo naudojami redukuoto geležies grafeno oksido kompozitams sintetinti, parodė artimesnius augalų komponento FTIR spektrus. funkcines grupes. 33 .
A. Galio, nZVI, rGO, GO, sudėtinio rGO/nZVI (A) FTIR spektras. Rentgenogramos kompozitai rGO, GO, nZVI ir rGO/nZVI (B).
rGO/nZVI ir nZVI kompozitų susidarymą iš esmės patvirtino rentgeno spindulių difrakcijos modeliai (3B pav.). Didelio intensyvumo Fe0 smailė buvo pastebėta ties 2Ɵ 44,5°, atitinkančia indeksą (110) (JCPDS Nr. 06-0696)11. Kita smailė 35,1° (311) plokštumos priskiriama magnetitui Fe3O4, 63,2° gali būti siejama su (440) plokštumos Millero indeksu dėl ϒ-FeOOH buvimo (JCPDS Nr. 17-0536)34. GO rentgeno spindulių modelis rodo aštrų smailę ties 2Ɵ 10,3° ir kitą smailę ties 21,1°, nurodant visišką grafito eksfoliaciją ir pabrėžiant deguonies turinčių grupių buvimą GO35 paviršiuje. Sudėtiniai rGO ir rGO / nZVI modeliai užfiksavo būdingų GO smailių išnykimą ir plačių rGO smailių susidarymą atitinkamai rGO ir rGO / nZVI kompozitams esant 2Ɵ 22, 17 ir 24, 7 °, o tai patvirtino sėkmingą GO atkūrimą augalų ekstraktais. Tačiau sudėtiniame rGO/nZVI modelyje buvo pastebėtos papildomos smailės, susijusios su Fe0 (110) ir bcc Fe0 (200) gardelės plokštuma, atitinkamai ties 44,9\(^\circ\) ir 65,22\(^\circ\). .
Zeta potencialas yra potencialas tarp joninio sluoksnio, pritvirtinto prie dalelės paviršiaus, ir vandeninio tirpalo, kuris nustato medžiagos elektrostatines savybes ir matuoja jos stabilumą37. Augalų sintezuotų nZVI, GO ir rGO / nZVI kompozitų Zeta potencialo analizė parodė jų stabilumą dėl atitinkamai -20,8, -22 ir -27,4 mV neigiamų krūvių jų paviršiuje, kaip parodyta S1A paveiksle. C. . Tokie rezultatai atitinka keletą pranešimų, kuriuose minima, kad tirpalai, kuriuose yra dalelių, kurių zeta potencialo vertės mažesnės nei -25 mV, paprastai pasižymi dideliu stabilumu dėl elektrostatinės atstūmimo tarp šių dalelių. RGO ir nZVI derinys leidžia kompozitui įgyti daugiau neigiamų krūvių ir todėl turi didesnį stabilumą nei vien GO arba nZVI. Todėl elektrostatinės atstūmimo reiškinys sukels stabilių rGO / nZVI39 kompozitų susidarymą. Neigiamas GO paviršius leidžia jį tolygiai paskirstyti vandeninėje terpėje be aglomeracijos, o tai sukuria palankias sąlygas sąveikai su nZVI. Neigiamas krūvis gali būti susijęs su skirtingų funkcinių grupių buvimu kartaus meliono ekstrakte, o tai taip pat patvirtina sąveiką tarp GO ir geležies pirmtakų ir augalų ekstrakto, kad susidarytų atitinkamai rGO ir nZVI bei rGO / nZVI kompleksas. Šie augaliniai junginiai taip pat gali veikti kaip stabdančios medžiagos, nes neleidžia susikaupusioms nanodalelėms agreguotis ir taip padidina jų stabilumą40.
nZVI ir rGO/nZVI kompozitų elementų sudėtis ir valentinės būsenos buvo nustatytos XPS (4 pav.). Bendras XPS tyrimas parodė, kad rGO/nZVI kompozitą daugiausia sudaro elementai C, O ir Fe, atitinkantys EDS kartografavimą (4F-H pav.). C1s spektrą sudaro trys smailės esant 284,59 eV, 286,21 eV ir 288,21 eV, atitinkančios atitinkamai CC, CO ir C=O. O1s spektras buvo padalintas į tris smailes, įskaitant 531,17 eV, 532,97 eV ir 535,45 eV, kurios buvo priskirtos atitinkamai O = CO, CO ir NO grupėms. Tačiau smailės ties 710,43, 714,57 ir 724,79 eV reiškia atitinkamai Fe 2p3/2, Fe+3 ir Fe p1/2. nZVI XPS spektrai (4C-E pav.) parodė C, O ir Fe elementų smailes. Smailės ties 284,77, 286,25 ir 287,62 eV patvirtina, kad yra geležies ir anglies lydinių, nes jie atitinkamai nurodo CC, C-OH ir CO. O1s spektras atitiko tris smailes: C–O/geležies karbonatas (531,19 eV), hidroksilo radikalas (532,4 eV) ir O–C=O (533,47 eV). 719,6 smailė priskiriama Fe0, o FeOOH rodo smailes ties 717,3 ir 723,7 eV, be to, smailė ties 725,8 eV rodo Fe2O342.43 buvimą.
Atitinkamai nZVI ir rGO/nZVI kompozitų XPS tyrimai (A, B). Visas nZVI C1s (C), Fe2p (D) ir O1s (E) ir rGO/nZVI C1s (F), Fe2p (G), O1s (H) kompozicijos spektras.
N2 adsorbcijos/desorbcijos izoterma (5A, B pav.) rodo, kad nZVI ir rGO/nZVI kompozitai priklauso II tipui. Be to, nZVI savitasis paviršiaus plotas (SBET) padidėjo nuo 47,4549 iki 152,52 m2/g po apakinimo rGO. Šį rezultatą galima paaiškinti nZVI magnetinių savybių sumažėjimu po rGO apakinimo, taip sumažinant dalelių agregaciją ir padidinant kompozitų paviršiaus plotą. Be to, kaip parodyta 5C pav., rGO/nZVI kompozito porų tūris (8,94 nm) yra didesnis nei pradinio nZVI (2,873 nm). Šis rezultatas sutampa su El-Monaem ir kt. 45 .
Norint įvertinti adsorbcijos gebėjimą pašalinti DC tarp rGO / nZVI kompozitų ir pradinio nZVI, atsižvelgiant į pradinės koncentracijos padidėjimą, buvo atliktas palyginimas pridedant pastovią kiekvieno adsorbento dozę (0, 05 g) į DC esant įvairioms pradinėms koncentracijoms. Tiriamas sprendimas [25]. –100 mg l–1] 25°C temperatūroje. Rezultatai parodė, kad rGO/nZVI kompozito pašalinimo efektyvumas (94,6 %) buvo didesnis nei pradinio nZVI (90 %) esant mažesnei koncentracijai (25 mg L-1). Tačiau, kai pradinė koncentracija buvo padidinta iki 100 mg L-1, rGO / nZVI ir tėvų nZVI pašalinimo efektyvumas sumažėjo atitinkamai iki 70% ir 65% (6A pav.), o tai gali būti dėl mažiau aktyvių vietų ir degradacijos. nZVI dalelės. Priešingai, rGO / nZVI parodė didesnį nuolatinės srovės pašalinimo efektyvumą, o tai gali būti dėl rGO ir nZVI sinergetinio efekto, kai stabilios aktyvios vietos adsorbcijai yra daug didesnės, o rGO / nZVI atveju daugiau. DC gali būti adsorbuota nei nepažeistas nZVI. Be to, pav. 6B parodyta, kad rGO / nZVI ir nZVI kompozitų adsorbcijos pajėgumas padidėjo atitinkamai nuo 9, 4 mg / g iki 30 mg / g ir 9 mg / g, pradinei koncentracijai padidėjus nuo 25 iki 100 mg / l. -1,1-28,73 mg g-1. Todėl nuolatinės srovės pašalinimo greitis buvo neigiamai koreliuojamas su pradine nuolatinės srovės koncentracija, kurią lėmė ribotas reakcijos centrų skaičius, kurį palaiko kiekvienas adsorbentas, skirtas adsorbuoti ir pašalinti DC tirpale. Taigi iš šių rezultatų galima daryti išvadą, kad rGO / nZVI kompozitai turi didesnį adsorbcijos ir redukcijos efektyvumą, o rGO / nZVI sudėtyje gali būti naudojamas ir kaip adsorbentas, ir kaip nešiklio medžiaga.
Kompozito rGO/nZVI ir nZVI šalinimo efektyvumas ir nuolatinės srovės adsorbcijos pajėgumas buvo (A, B) [Co = 25 mg l-1–100 mg l-1, T = 25 °C, dozė = 0,05 g], pH. apie adsorbcijos pajėgumą ir nuolatinės srovės šalinimo efektyvumą ant rGO/nZVI kompozitų (C) [Co = 50 mg L–1, pH = 3–11, T = 25°C, dozė = 0,05 g].
Tirpalo pH yra kritinis veiksnys tiriant adsorbcijos procesus, nes jis veikia adsorbento jonizacijos laipsnį, specifikaciją ir jonizaciją. Eksperimentas buvo atliktas 25°C temperatūroje su pastovia adsorbento doze (0,05 g) ir pradine 50 mg L-1 koncentracija pH intervale (3–11). Remiantis literatūros apžvalga46, DC yra amfifilinė molekulė, turinti keletą jonizuojamų funkcinių grupių (fenolių, amino grupių, alkoholių) esant įvairiems pH lygiams. Dėl to įvairios nuolatinės srovės funkcijos ir susijusios struktūros rGO/nZVI kompozito paviršiuje gali sąveikauti elektrostatiškai ir egzistuoti kaip katijonai, cviterionai ir anijonai, o nuolatinės srovės molekulė egzistuoja kaip katijoninė (DCH3+), kai pH < 3,3, cviterinis (DCH20) 3,3 < pH < 7,7 ir anijoninis (DCH− arba DC2−), kai pH 7,7. Dėl to įvairios nuolatinės srovės funkcijos ir susijusios struktūros rGO/nZVI kompozito paviršiuje gali sąveikauti elektrostatiškai ir egzistuoti kaip katijonai, cviterionai ir anijonai, o nuolatinės srovės molekulė egzistuoja kaip katijoninė (DCH3+), kai pH < 3,3, cviterinis (DCH20) 3,3 < pH < 7,7 ir anijoninis (DCH- arba DC2-), kai pH 7,7. В результате различные функции ДК и связанных с ними структур на поверхности композита rGO/nZVI моготевекции тически и могут существовать в виде катионов, цвиттер-ионов и анионов, молекула ДК пир3, существует в три, 3+ цвиттер- ионный (DCH20) 3,3 < pH < 7,7 и анионный (DCH- или DC2-) при pH 7,7. Dėl to įvairios nuolatinės srovės ir susijusių struktūrų funkcijos rGO/nZVI kompozito paviršiuje gali sąveikauti elektrostatiškai ir egzistuoti katijonų, cviterionų ir anijonų pavidalu; DC molekulė egzistuoja kaip katijonas (DCH3+), kai pH < 3,3; joninis (DCH20) 3,3 < pH < 7,7 ir anijoninis (DCH- arba DC2-), kai pH 7,7.因此，DC 的各种功能和rGO/nZVI 复合材料表面的相关结䞄可能会发黥丌䯽相离子、两性离子和阴离子的形式存在，DC 分子在pH < 3,3 时以阳离子(DCH3+) 的形式存在，两性离子(DCH20) 3,3 < pH < 7,7 和阴离子 (DCH- 或DC2-) 在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. Следовательно, различные функции ДК и родственных им структур на поверхности компотельно rGO/nZVI мопестла взаимодействия и существовать в виде катионов, цвиттер-ионов и анионов, а молекулы ДК 3. являются катир . Todėl įvairios nuolatinės srovės ir susijusių struktūrų funkcijos rGO / nZVI kompozito paviršiuje gali įsijungti į elektrostatinę sąveiką ir egzistuoti katijonų, cviterionų ir anijonų pavidalu, o nuolatinės srovės molekulės yra katijoninės (DCH3+), kai pH < 3,3. Он существует в виде цвиттер-иона (DCH20) при 3,3 < pH < 7,7 и аниона (DCH- или DC2-) при pH 7,7. Jis egzistuoja kaip cviterionas (DCH20), kai pH 3,3 < 7,7, ir anijonas (DCH- arba DC2-), kai pH 7,7.Padidėjus pH nuo 3 iki 7, adsorbcijos pajėgumas ir nuolatinės srovės šalinimo efektyvumas padidėjo nuo 11,2 mg/g (56 %) iki 17 mg/g (85 %) (6C pav.). Tačiau pH padidėjus iki 9 ir 11, adsorbcijos pajėgumas ir pašalinimo efektyvumas šiek tiek sumažėjo – atitinkamai nuo 10,6 mg/g (53 %) iki 6 mg/g (30 %). Padidėjus pH nuo 3 iki 7, DC daugiausia egzistavo cviterionų pavidalu, todėl jie beveik neelektrostatiškai pritraukė arba atstumė rGO / nZVI kompozitus, daugiausia dėl elektrostatinės sąveikos. Padidėjus pH virš 8,2, adsorbento paviršius buvo neigiamai įkrautas, todėl adsorbcijos geba mažėjo ir mažėjo dėl elektrostatinės atstūmimo tarp neigiamą krūvį turinčio doksiciklino ir adsorbento paviršiaus. Ši tendencija rodo, kad rGO / nZVI kompozitų DC adsorbcija labai priklauso nuo pH, o rezultatai taip pat rodo, kad rGO / nZVI kompozitai yra tinkami kaip adsorbentai rūgštinėmis ir neutraliomis sąlygomis.
Temperatūros įtaka vandeninio DC tirpalo adsorbcijai buvo atlikta (25–55 °C). 7A paveiksle parodytas temperatūros padidėjimo poveikis nuolatinės srovės antibiotikų pašalinimo efektyvumui rGO / nZVI, aišku, kad pašalinimo pajėgumas ir adsorbcijos pajėgumas padidėjo nuo 83, 44% ir 13, 9 mg / g iki 47% ir 7, 83 mg / g. , atitinkamai. Šį reikšmingą sumažėjimą gali lemti nuolatinės srovės jonų šiluminės energijos padidėjimas, dėl kurio vyksta desorbcija47.
Temperatūros įtaka CD pašalinimo efektyvumui ir adsorbcijos pajėgumui rGO/nZVI kompozitams (A) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, dozė = 0,05 g], Adsorbento dozė pašalinimo efektyvumui ir CD pašalinimo efektyvumui. Pradinė koncentracija į adsorbcijos pajėgumą ir nuolatinės srovės šalinimo efektyvumą rGO/nSVI kompozite (B) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, T = 25°C] (C, D) [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, dozė = 0,05 g].
Kompozitinio adsorbento rGO/nZVI dozės padidinimo nuo 0,01 g iki 0,07 g poveikis pašalinimo efektyvumui ir adsorbcijos pajėgumui parodytas pav. 7B. Padidinus adsorbento dozę, adsorbcijos pajėgumas sumažėjo nuo 33,43 mg/g iki 6,74 mg/g. Tačiau padidėjus adsorbento dozei nuo 0,01 g iki 0,07 g, pašalinimo efektyvumas padidėja nuo 66,8% iki 96%, o tai atitinkamai gali būti susiję su aktyvių centrų skaičiaus padidėjimu nanokompozito paviršiuje.
Tirta pradinės koncentracijos įtaka adsorbcijos gebėjimui ir pašalinimo efektyvumui [25–100 mg L-1, 25°C, pH 7, dozė 0,05 g]. Kai pradinė koncentracija buvo padidinta nuo 25 mg L-1 iki 100 mg L-1, rGO/nZVI kompozito pašalinimo procentas sumažėjo nuo 94,6 % iki 65 % (7C pav.), tikriausiai dėl to, kad nebuvo norimos veikliosios medžiagos. svetaines. . Adsorbuoja dideles DC49 koncentracijas. Kita vertus, padidėjus pradinei koncentracijai, adsorbcijos pajėgumas taip pat padidėjo nuo 9,4 mg/g iki 30 mg/g, kol buvo pasiekta pusiausvyra (7D pav.). Ši neišvengiama reakcija atsiranda dėl padidėjusios varančiosios jėgos, kai pradinė nuolatinės srovės koncentracija yra didesnė už nuolatinės srovės jonų masės perdavimo pasipriešinimą, kad pasiektų rGO / nZVI kompozito paviršių 50.
Kontaktinio laiko ir kinetiniais tyrimais siekiama suprasti adsorbcijos pusiausvyros laiką. Pirma, per pirmąsias 40 kontaktinio laiko minučių adsorbuoto nuolatinės srovės kiekis buvo maždaug pusė viso per visą laiką (100 minučių) adsorbuoto kiekio. Kol DC molekulės tirpale susiduria, todėl jos greitai migruoja į rGO / nZVI kompozito paviršių, todėl susidaro didelė adsorbcija. Po 40 minučių nuolatinės srovės adsorbcija didėjo palaipsniui ir lėtai, kol pusiausvyra buvo pasiekta po 60 minučių (7D pav.). Kadangi per pirmąsias 40 minučių adsorbuojamas tinkamas kiekis, bus mažiau susidūrimų su nuolatinės srovės molekulėmis ir mažiau aktyvių vietų bus prieinama neadsorbuotoms molekulėms. Todėl adsorbcijos greitis gali būti sumažintas51.
Siekiant geriau suprasti adsorbcijos kinetiką, buvo naudojami pseudo pirmos eilės (8A pav.), pseudo antros eilės (8B pav.) ir Elovich (8C pav.) kinetinių modelių linijos. Iš kinetinių tyrimų gautų parametrų (S1 lentelė) aiškėja, kad pseudosekundžių modelis yra geriausias adsorbcijos kinetikai apibūdinti, kur R2 reikšmė nustatyta didesnė nei kituose dviejuose modeliuose. Taip pat yra panašumų tarp apskaičiuotų adsorbcijos pajėgumų (qe, cal). Pseudo-antroji tvarka ir eksperimentinės reikšmės (qe, exp.) yra dar vienas įrodymas, kad pseudo-antra tvarka yra geresnis modelis nei kiti modeliai. Kaip parodyta 1 lentelėje, α (pradinis adsorbcijos greitis) ir β (desorbcijos konstanta) reikšmės patvirtina, kad adsorbcijos greitis yra didesnis nei desorbcijos greitis, o tai rodo, kad nuolatinė srovė yra linkusi efektyviai adsorbuotis ant rGO / nZVI52 kompozito. .
Pseudo-antros eilės (A), pseudo-pirmos eilės (B) ir Elovicho (C) tiesinės adsorbcijos kinetinės diagramos [Co = 25–100 mg l–1, pH = 7, T = 25 °C, dozė = 0,05 g ].
Adsorbcijos izotermų tyrimai padeda nustatyti adsorbento (RGO/nRVI kompozito) adsorbcijos gebą esant įvairioms adsorbato koncentracijoms (DC) ir sistemos temperatūroms. Didžiausia adsorbcijos talpa buvo apskaičiuota naudojant Langmuir izotermą, kuri parodė, kad adsorbcija buvo vienalytė ir apėmė adsorbuoto monosluoksnio susidarymą adsorbento paviršiuje be jų sąveikos53. Kiti du plačiai naudojami izoterminiai modeliai yra Freundlich ir Temkin modeliai. Nors Freundlicho modelis nenaudojamas adsorbcijos pajėgumui apskaičiuoti, jis padeda suprasti nevienalytę adsorbcijos procesą ir tai, kad adsorbento laisvos vietos turi skirtingą energiją, o Temkin modelis padeda suprasti fizines ir chemines adsorbcijos savybes54.
9A-C paveiksluose pavaizduoti atitinkamai Langmuir, Freindlich ir Temkin modelių linijų diagramos. R2 reikšmės, apskaičiuotos pagal Freundlicho (9A pav.) ir Langmuiro (9B pav.) linijų diagramas ir pateiktos 2 lentelėje, rodo, kad rGO/nZVI kompozito nuolatinės srovės adsorbcija vyksta pagal Freundlicho (0,996) ir Langmuiro (0,988) izotermą. modeliai ir Temkinas (0,985). Didžiausia adsorbcijos talpa (qmax), apskaičiuota naudojant Langmuir izoterminį modelį, buvo 31,61 mg g-1. Be to, apskaičiuota bedimensinio atskyrimo koeficiento (RL) reikšmė yra nuo 0 iki 1 (0,097), o tai rodo palankų adsorbcijos procesą. Kitu atveju apskaičiuota Freundlicho konstanta (n = 2,756) rodo pirmenybę šiam absorbcijos procesui. Pagal tiesinį Temkin izotermos modelį (9C pav.), DC adsorbcija ant rGO/nZVI kompozito yra fizinės adsorbcijos procesas, nes b yra ˂ 82 kJ mol-1 (0,408)55. Nors fizinę adsorbciją paprastai skatina silpnos van der Waals jėgos, nuolatinės srovės adsorbcijai ant rGO / nZVI kompozitų reikia mažos adsorbcijos energijos [56, 57].
Freundlicho (A), Langmuiro (B) ir Temkino (C) tiesinės adsorbcijos izotermos [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, dozė = 0,05 g]. Van't Hoff lygties brėžinys DC adsorbcijai rGO/nZVI kompozitais (D) [Co = 25-100 mg l-1, pH = 7, T = 25-55 °C ir dozė = 0,05 g].
Norint įvertinti reakcijos temperatūros pokyčio poveikį nuolatinės srovės pašalinimui iš rGO/nZVI kompozitų, pagal lygtis buvo apskaičiuoti termodinaminiai parametrai, tokie kaip entropijos pokytis (ΔS), entalpijos pokytis (ΔH) ir laisvosios energijos pokytis (ΔG). 3 ir 458.
kur \({K}_{e}\)=\(\frac{{C}_{Ae}}{{C}_{e}}\) – termodinaminės pusiausvyros konstanta, Ce ir CAe – rGO tirpale, atitinkamai /nZVI DC koncentracijos esant paviršiaus pusiausvyrai. R ir RT yra atitinkamai dujų konstanta ir adsorbcijos temperatūra. Nubraižant ln Ke prieš 1/T gaunama tiesė (9D pav.), iš kurios galima nustatyti ∆S ir ∆H.
Neigiama ΔH reikšmė rodo, kad procesas yra egzoterminis. Kita vertus, ΔH reikšmė yra fizinės adsorbcijos procese. Neigiamos ΔG reikšmės 3 lentelėje rodo, kad adsorbcija yra įmanoma ir spontaniška. Neigiamos ΔS reikšmės rodo didelį adsorbentų molekulių išdėstymą skysčio sąsajoje (3 lentelė).
4 lentelėje lyginamas rGO / nZVI kompozitas su kitais adsorbentais, apie kuriuos pranešta ankstesniuose tyrimuose. Akivaizdu, kad VGO / nCVI kompozitas pasižymi dideliu adsorbcijos pajėgumu ir gali būti perspektyvi medžiaga nuolatinės srovės antibiotikams pašalinti iš vandens. Be to, rGO / nZVI kompozitų adsorbcija yra greitas procesas, kurio pusiausvyros laikas yra 60 min. Puikias rGO / nZVI kompozitų adsorbcijos savybes galima paaiškinti sinergetiniu rGO ir nZVI poveikiu.
10A, B paveikslai iliustruoja racionalų nuolatinės srovės antibiotikų pašalinimo rGO/nZVI ir nZVI kompleksais mechanizmą. Remiantis eksperimentų dėl pH įtakos nuolatinės srovės adsorbcijos efektyvumui rezultatais, padidėjus pH nuo 3 iki 7, DC adsorbcija ant rGO/nZVI kompozito nebuvo valdoma elektrostatinės sąveikos, nes veikė kaip cviterionas; todėl pH vertės pokytis adsorbcijos procesui įtakos neturėjo. Vėliau adsorbcijos mechanizmą galima valdyti neelektrostatinėmis sąveikomis, tokiomis kaip vandenilio ryšys, hidrofobiniai efektai ir π-π krovimo sąveika tarp rGO / nZVI kompozito ir DC66. Gerai žinoma, kad aromatinių adsorbatų ant sluoksniuoto grafeno paviršių mechanizmas buvo paaiškintas π – π krovimo sąveika kaip pagrindinė varomoji jėga. Kompozitas yra sluoksniuota medžiaga, panaši į grafeną, kurios absorbcijos maksimumas esant 233 nm dėl π-π * perėjimo. Remdamiesi keturių aromatinių žiedų buvimu nuolatinės srovės adsorbato molekulinėje struktūroje, iškėlėme hipotezę, kad tarp aromatinio nuolatinės srovės (π-elektronų akceptoriaus) ir regiono, kuriame gausu π-elektronų, yra π-π-statybos sąveikos mechanizmas. RGO paviršius. /nZVI kompozitai. Be to, kaip parodyta pav. 10B, buvo atlikti FTIR tyrimai, siekiant ištirti rGO/nZVI kompozitų molekulinę sąveiką su DC, o rGO/nZVI kompozitų FTIR spektrai po DC adsorbcijos parodyti 10B paveiksle. 10b. Nauja smailė stebima ties 2111 cm-1, kuri atitinka C = C jungties pagrindo vibraciją, kuri rodo atitinkamų organinių funkcinių grupių buvimą 67 rGO / nZVI paviršiuje. Kitos smailės pasislenka nuo 1561 iki 1548 cm-1 ir nuo 1399 iki 1360 cm-1, o tai taip pat patvirtina, kad π-π sąveika atlieka svarbų vaidmenį adsorbuojant grafeną ir organinius teršalus 68, 69. Po nuolatinės srovės adsorbcijos kai kurių deguonies turinčių grupių, tokių kaip OH, intensyvumas sumažėjo iki 3270 cm-1, o tai rodo, kad vandenilio ryšys yra vienas iš adsorbcijos mechanizmų. Taigi, remiantis rezultatais, rGO / nZVI kompozito nuolatinės srovės adsorbcija daugiausia vyksta dėl π-π krovimo sąveikos ir H-jungčių.
Racionalus nuolatinės srovės antibiotikų adsorbcijos rGO/nZVI ir nZVI kompleksais mechanizmas (A). FTIR adsorbcijos spektrai DC ant rGO/nZVI ir nZVI (B).
nZVI absorbcijos juostų intensyvumas ties 3244, 1615, 1546 ir 1011 cm–1 padidėjo po nuolatinės srovės adsorbcijos ant nZVI (10B pav.), palyginti su nZVI, o tai turėtų būti susiję su sąveika su galimomis karboksirūgšties funkcinėmis grupėmis. O grupės DC. Tačiau šis mažesnis perdavimo procentas visose stebimose juostose rodo, kad prieš adsorbcijos procesą reikšmingai nepasikeitė fitosintetinio adsorbento (nZVI) adsorbcijos efektyvumas, palyginti su nZVI. Remiantis kai kuriais nuolatinės srovės pašalinimo su nZVI71 tyrimais, kai nZVI reaguoja su H2O, išsiskiria elektronai, o tada H+ naudojamas labai redukuojančiam aktyviajam vandeniliui gaminti. Galiausiai, kai kurie katijoniniai junginiai priima elektronus iš aktyvaus vandenilio, todėl susidaro -C=N ir -C=C-, o tai priskiriama benzeno žiedo skilimui.
Paskelbimo laikas: 2022-11-14