பச்சை செயற்கை குறைக்கப்பட்ட கிராபெனின் ஆக்சைடு மற்றும் நானோ-ஜீரோ இரும்பு வளாகங்கள் மூலம் டாக்ஸிசைக்ளின் நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளை நீரிலிருந்து சினெர்ஜிஸ்டிக் அகற்றுதல்

Nature.com ஐப் பார்வையிட்டதற்கு நன்றி. நீங்கள் பயன்படுத்தும் உலாவி பதிப்பில் CSS ஆதரவு குறைவாக உள்ளது. சிறந்த அனுபவத்திற்கு, புதுப்பிக்கப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு பரிந்துரைக்கிறோம் (அல்லது Internet Explorer இல் இணக்கத்தன்மை பயன்முறையை முடக்கவும்). இதற்கிடையில், தொடர்ந்து ஆதரவை உறுதிப்படுத்த, தளத்தை ஸ்டைல்கள் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் வழங்குவோம்.
இந்த வேலையில், rGO/nZVI கலவைகள் முதல் முறையாக ஒரு எளிய மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த செயல்முறையைப் பயன்படுத்தி சோஃபோரா மஞ்சள் நிற இலைச் சாற்றை குறைக்கும் முகவராகவும் நிலைப்படுத்தியாகவும் "பச்சை" வேதியியலின் கொள்கைகளுக்கு இணங்க, குறைவான தீங்கு விளைவிக்கும் இரசாயன தொகுப்பு போன்றவற்றைப் பயன்படுத்தி ஒருங்கிணைக்கப்பட்டது. SEM, EDX, XPS, XRD, FTIR மற்றும் zeta potential போன்ற கலவைகளின் வெற்றிகரமான தொகுப்பை சரிபார்க்க பல கருவிகள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன, இது வெற்றிகரமான கலவை புனைகதையைக் குறிக்கிறது. ஆண்டிபயாடிக் டாக்ஸிசைக்ளினின் பல்வேறு தொடக்க செறிவுகளில் நாவல் கலவைகள் மற்றும் தூய nZVI இன் அகற்றும் திறன் rGO மற்றும் nZVI க்கு இடையேயான ஒருங்கிணைந்த விளைவை ஆராய ஒப்பிடப்பட்டது. 25mg L-1, 25°C மற்றும் 0.05g இன் நீக்குதல் நிலைமைகளின் கீழ், தூய nZVI இன் உறிஞ்சும் நீக்குதல் வீதம் 90% ஆக இருந்தது, அதே சமயம் rGO/nZVI கலவையால் டாக்ஸிசைக்ளினின் உறிஞ்சும் அகற்றுதல் விகிதம் 94.6% ஐ எட்டியது, இது nZVI மற்றும் rGO என்பதை உறுதிப்படுத்துகிறது. . உறிஞ்சுதல் செயல்முறையானது போலி-இரண்டாவது வரிசைக்கு ஒத்திருக்கிறது மற்றும் 25 °C மற்றும் pH 7 இல் அதிகபட்ச உறிஞ்சுதல் திறன் 31.61 mg g-1 உடன் Freundlich மாதிரியுடன் நல்ல உடன்பாட்டில் உள்ளது. DC ஐ அகற்றுவதற்கான ஒரு நியாயமான வழிமுறை முன்மொழியப்பட்டது. கூடுதலாக, rGO/nZVI கலவையின் மறுபயன்பாடு ஆறு தொடர்ச்சியான மீளுருவாக்கம் சுழற்சிகளுக்குப் பிறகு 60% ஆக இருந்தது.
தண்ணீர் பற்றாக்குறை மற்றும் மாசுபாடு இப்போது அனைத்து நாடுகளுக்கும் கடுமையான அச்சுறுத்தலாக உள்ளது. சமீபத்திய ஆண்டுகளில், COVID-19 தொற்றுநோய்களின் போது அதிகரித்த உற்பத்தி மற்றும் நுகர்வு காரணமாக நீர் மாசுபாடு, குறிப்பாக ஆண்டிபயாடிக் மாசுபாடு அதிகரித்துள்ளது. எனவே, கழிவுநீரில் உள்ள நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளை அகற்றுவதற்கான பயனுள்ள தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்குவது அவசர பணியாகும்.
டெட்ராசைக்ளின் குழுவிலிருந்து எதிர்க்கும் அரை-செயற்கை நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளில் ஒன்று டாக்ஸிசைக்ளின் (டிசி) 4,5 ஆகும். நிலத்தடி நீர் மற்றும் மேற்பரப்பு நீரில் உள்ள DC எச்சங்கள் வளர்சிதைமாற்றம் செய்ய முடியாது, 20-50% மட்டுமே வளர்சிதை மாற்றமடைந்து, மீதமுள்ளவை சுற்றுச்சூழலில் வெளியிடப்படுகின்றன, இது கடுமையான சுற்றுச்சூழல் மற்றும் சுகாதார பிரச்சினைகளை ஏற்படுத்துகிறது.
குறைந்த அளவில் DC க்கு வெளிப்படுவது நீர்வாழ் ஒளிச்சேர்க்கை நுண்ணுயிரிகளைக் கொல்லலாம், நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளின் பரவலை அச்சுறுத்தலாம் மற்றும் நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பை அதிகரிக்கும், எனவே இந்த அசுத்தமானது கழிவுநீரில் இருந்து அகற்றப்பட வேண்டும். தண்ணீரில் DC இன் இயற்கையான சிதைவு மிகவும் மெதுவான செயல்முறையாகும். ஒளிச்சேர்க்கை, உயிரி சிதைவு மற்றும் உறிஞ்சுதல் போன்ற இயற்பியல்-வேதியியல் செயல்முறைகள் குறைந்த செறிவு மற்றும் மிகக் குறைந்த விகிதங்களில் மட்டுமே சிதைந்துவிடும். இருப்பினும், மிகவும் சிக்கனமான, எளிமையான, சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த, கையாள எளிதான மற்றும் திறமையான முறை adsorption9,10 ஆகும்.
நானோ ஜீரோ வேலண்ட் இரும்பு (nZVI) என்பது மெட்ரோனிடசோல், டயஸெபம், சிப்ரோஃப்ளோக்சசின், குளோராம்பெனிகால் மற்றும் டெட்ராசைக்ளின் உள்ளிட்ட பல நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளை நீரிலிருந்து அகற்றக்கூடிய மிகவும் சக்திவாய்ந்த பொருள். அதிக வினைத்திறன், பெரிய பரப்பளவு மற்றும் பல வெளிப்புற பிணைப்பு தளங்கள் போன்ற nZVI கொண்டிருக்கும் அற்புதமான பண்புகளால் இந்த திறன் உள்ளது11. எவ்வாறாயினும், வான் டெர் வெல்ஸ் படைகள் மற்றும் உயர் காந்த பண்புகள் காரணமாக nZVI அக்வஸ் மீடியாவில் திரட்டப்படுவதற்கு வாய்ப்புள்ளது, இது nZVI10,12 இன் வினைத்திறனைத் தடுக்கும் ஆக்சைடு அடுக்குகளின் உருவாக்கம் காரணமாக அசுத்தங்களை அகற்றுவதில் அதன் செயல்திறனைக் குறைக்கிறது. nZVI துகள்களின் ஒருங்கிணைவை அவற்றின் மேற்பரப்புகளை சர்பாக்டான்ட்கள் மற்றும் பாலிமர்கள் மூலம் மாற்றியமைப்பதன் மூலம் அல்லது அவற்றை மற்ற நானோ பொருட்களுடன் கலவை வடிவில் இணைப்பதன் மூலம் குறைக்கலாம், இது சூழலில் அவற்றின் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துவதற்கான சாத்தியமான அணுகுமுறையாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது13,14.
கிராபீன் என்பது இரு பரிமாண கார்பன் நானோ பொருள் ஆகும், இது தேன்கூடு லட்டியில் அமைக்கப்பட்ட sp2-கலப்பின கார்பன் அணுக்களைக் கொண்டுள்ளது. இது ஒரு பெரிய பரப்பளவு, குறிப்பிடத்தக்க இயந்திர வலிமை, சிறந்த மின்னாற்பகுப்பு செயல்பாடு, உயர் வெப்ப கடத்துத்திறன், வேகமான எலக்ட்ரான் இயக்கம் மற்றும் அதன் மேற்பரப்பில் உள்ள கனிம நானோ துகள்களை ஆதரிக்க பொருத்தமான கேரியர் பொருள் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. உலோக நானோ துகள்கள் மற்றும் கிராபெனின் கலவையானது ஒவ்வொரு பொருளின் தனிப்பட்ட நன்மைகளை பெரிதும் மீறும் மற்றும் அதன் உயர்ந்த இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகள் காரணமாக, மிகவும் திறமையான நீர் சுத்திகரிப்புக்கு நானோ துகள்களின் உகந்த விநியோகத்தை வழங்குகிறது.
குறைக்கப்பட்ட கிராபெனின் ஆக்சைடு (rGO) மற்றும் nZVI ஆகியவற்றின் தொகுப்பில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் தீங்கு விளைவிக்கும் இரசாயனக் குறைக்கும் முகவர்களுக்கு தாவரச் சாறுகள் சிறந்த மாற்றாகும், ஏனெனில் அவை கிடைக்கின்றன, மலிவானவை, ஒரு-படி, சுற்றுச்சூழலுக்குப் பாதுகாப்பானவை மற்றும் குறைக்கும் முகவர்களாகப் பயன்படுத்தப்படலாம். ஃபிளாவனாய்டுகள் மற்றும் பினாலிக் சேர்மங்கள் போன்றவை நிலைப்படுத்தியாகவும் செயல்படுகின்றன. எனவே, Atriplex halimus L. இலைச் சாறு இந்த ஆய்வில் rGO/nZVI கலவைகளின் தொகுப்புக்கான பழுதுபார்க்கும் மற்றும் மூடும் முகவராகப் பயன்படுத்தப்பட்டது. Atriplex halimus குடும்பத்தைச் சேர்ந்த Amaranthaceae ஒரு பரந்த புவியியல் வரம்பைக் கொண்ட நைட்ரஜனை விரும்பும் வற்றாத புதர் ஆகும்.
கிடைக்கக்கூடிய இலக்கியங்களின்படி, Atriplex halimus (A. halimus) முதன்முதலில் rGO/nZVI கலவைகளை சிக்கனமான மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த தொகுப்பு முறையாக உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டது. எனவே, இந்த வேலையின் நோக்கம் நான்கு பகுதிகளைக் கொண்டுள்ளது: (1) rGO/nZVI மற்றும் A. ஹாலிமஸ் நீர்வாழ் இலைச் சாற்றைப் பயன்படுத்தி பெற்றோர் nZVI கலவைகளின் பைட்டோசிந்தசிஸ், (2) பைட்டோசிந்தசைஸ் செய்யப்பட்ட கலவைகளின் குணாதிசயங்கள் பல முறைகளைப் பயன்படுத்தி அவற்றின் வெற்றிகரமான புனைகதையை உறுதிப்படுத்துதல், (3 ) வெவ்வேறு எதிர்வினை அளவுருக்களின் கீழ் டாக்ஸிசைக்ளின் நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளின் கரிம அசுத்தங்களை உறிஞ்சுதல் மற்றும் அகற்றுவதில் rGO மற்றும் nZVI இன் ஒருங்கிணைந்த விளைவைப் படிக்கவும், உறிஞ்சுதல் செயல்முறையின் நிலைமைகளை மேம்படுத்தவும், (3) செயலாக்க சுழற்சிக்குப் பிறகு பல்வேறு தொடர்ச்சியான சிகிச்சைகளில் கலவைப் பொருட்களை ஆராயவும்.
டாக்ஸிசைக்ளின் ஹைட்ரோகுளோரைடு (DC, MM = 480.90, இரசாயன சூத்திரம் C22H24N2O·HCl, 98%), இரும்பு குளோரைடு ஹெக்ஸாஹைட்ரேட் (FeCl3.6H2O, 97%), சிக்மா-ஆல்ட்ரிச், அமெரிக்காவிலிருந்து வாங்கப்பட்ட கிராஃபைட் தூள். சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு (NaOH, 97%), எத்தனால் (C2H5OH, 99.9%) மற்றும் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் (HCl, 37%) ஆகியவை அமெரிக்காவின் மெர்க்கிலிருந்து வாங்கப்பட்டன. NaCl, KCl, CaCl2, MnCl2 மற்றும் MgCl2 ஆகியவை Tianjin Comio Chemical Reagent Co., Ltd இலிருந்து வாங்கப்பட்டன. அனைத்து எதிர்வினைகளும் உயர் பகுப்பாய்வுத் தூய்மை கொண்டவை. அனைத்து அக்வஸ் கரைசல்களையும் தயாரிக்க இரட்டை காய்ச்சி வடிகட்டிய நீர் பயன்படுத்தப்பட்டது.
A. ஹாலிமஸின் பிரதிநிதி மாதிரிகள் நைல் டெல்டா மற்றும் எகிப்தின் மத்திய தரைக்கடல் கடற்கரையில் உள்ள நிலங்களில் அவற்றின் இயற்கையான வாழ்விடத்திலிருந்து சேகரிக்கப்பட்டுள்ளன. பொருந்தக்கூடிய தேசிய மற்றும் சர்வதேச வழிகாட்டுதல்களின்படி தாவரப் பொருட்கள் சேகரிக்கப்பட்டன17. பேராசிரியர் மணல் ஃபாவ்ஸி Boulos18 இன் படி தாவர மாதிரிகளை அடையாளம் கண்டுள்ளார், மேலும் அலெக்ஸாண்ட்ரியா பல்கலைக்கழகத்தின் சுற்றுச்சூழல் அறிவியல் துறையானது அறிவியல் நோக்கங்களுக்காக ஆய்வு செய்யப்பட்ட தாவர இனங்களை சேகரிப்பதை அங்கீகரிக்கிறது. மாதிரி வவுச்சர்கள் டான்டா பல்கலைக்கழக ஹெர்பேரியத்தில் (TANE), வவுச்சர்கள் எண்கள். 14 122–14 127, டெபாசிட் செய்யப்பட்ட பொருட்களுக்கான அணுகலை வழங்கும் ஒரு பொது ஹெர்பேரியம். கூடுதலாக, தூசி அல்லது அழுக்குகளை அகற்ற, தாவரத்தின் இலைகளை சிறிய துண்டுகளாக வெட்டி, குழாய் மற்றும் காய்ச்சி வடிகட்டிய நீரில் 3 முறை துவைக்கவும், பின்னர் 50 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் உலர்த்தவும். ஆலை நசுக்கப்பட்டது, 5 கிராம் நுண்ணிய தூள் 100 மில்லி காய்ச்சி வடிகட்டிய நீரில் மூழ்கி, 70 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் 20 நிமிடம் கிளறி ஒரு சாறு பெறப்படும். பாசிலஸ் நிகோட்டியானேவின் பெறப்பட்ட சாறு வாட்மேன் வடிகட்டி காகிதத்தின் மூலம் வடிகட்டப்பட்டு, மேலும் பயன்படுத்துவதற்காக சுத்தமான மற்றும் 4 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் கிருமி நீக்கம் செய்யப்பட்ட குழாய்களில் சேமிக்கப்பட்டது.
படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, GO ஆனது மாற்றியமைக்கப்பட்ட ஹம்மர்ஸ் முறையால் கிராஃபைட் பொடியிலிருந்து உருவாக்கப்பட்டது. 10 மில்லிகிராம் GO தூள் 50 மில்லி டீயோனைஸ் செய்யப்பட்ட தண்ணீரில் 30 நிமிடங்களுக்கு சோனிகேஷனின் கீழ் சிதறடிக்கப்பட்டது, பின்னர் 0.9 கிராம் FeCl3 மற்றும் 2.9 கிராம் NaAc ஆகியவை 60 நிமிடங்களுக்கு கலக்கப்பட்டன. 20 மிலி ஏட்ரிப்ளக்ஸ் இலைச் சாறு கிளறிய கரைசலில் சேர்த்து 80 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் 8 மணி நேரம் விடவும். இதன் விளைவாக கருப்பு இடைநீக்கம் வடிகட்டப்பட்டது. தயாரிக்கப்பட்ட நானோகாம்போசைட்டுகள் எத்தனால் மற்றும் பிடிஸ்டில் செய்யப்பட்ட தண்ணீரால் கழுவப்பட்டு, பின்னர் 50 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் வெற்றிட அடுப்பில் 12 மணி நேரம் உலர்த்தப்பட்டன.
rGO/nZVI மற்றும் nZVI வளாகங்களின் பச்சைத் தொகுப்பு மற்றும் Atriplex ஹாலிமஸ் சாற்றைப் பயன்படுத்தி அசுத்தமான நீரில் இருந்து DC நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளை அகற்றுவதற்கான திட்டவட்டமான மற்றும் டிஜிட்டல் புகைப்படங்கள்.
சுருக்கமாக, படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, 0.05 M Fe3+ அயனிகளைக் கொண்ட இரும்பு குளோரைடு கரைசலில் 10 மில்லி 20 மில்லி கசப்பான இலை சாறு கரைசலில் 60 நிமிடங்களுக்கு மிதமான சூடு மற்றும் கிளறி, பின்னர் தீர்வு மையவிலக்கு செய்யப்பட்டது. 15 நிமிடங்களுக்கு 14,000 rpm (Hermle , 15,000 rpm) கறுப்புத் துகள்களைக் கொடுக்கவும், பின்னர் அவை எத்தனால் மற்றும் காய்ச்சி வடிகட்டிய நீரில் 3 முறை கழுவப்பட்டு, பின்னர் இரவு முழுவதும் 60 ° C. வெப்பநிலையில் ஒரு வெற்றிட அடுப்பில் உலர்த்தப்படுகின்றன.
தாவர-தொகுக்கப்பட்ட rGO/nZVI மற்றும் nZVI கலவைகள் 200-800 nm ஸ்கேனிங் வரம்பில் UV-தெரியும் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (T70/T80 தொடர் UV/Vis ஸ்பெக்ட்ரோஃபோட்டோமீட்டர்கள், PG இன்ஸ்ட்ரூமென்ட்ஸ் லிமிடெட், UK) மூலம் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. rGO/nZVI மற்றும் nZVI கலவைகளின் நிலப்பரப்பு மற்றும் அளவு விநியோகத்தை பகுப்பாய்வு செய்ய, TEM ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (JOEL, JEM-2100F, ஜப்பான், முடுக்கி மின்னழுத்தம் 200 kV) பயன்படுத்தப்பட்டது. மீட்பு மற்றும் உறுதிப்படுத்தல் செயல்முறைக்கு பொறுப்பான தாவர சாற்றில் ஈடுபடக்கூடிய செயல்பாட்டு குழுக்களை மதிப்பீடு செய்ய, FT-IR ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி மேற்கொள்ளப்பட்டது (JASCO ஸ்பெக்ட்ரோமீட்டர் 4000-600 cm-1 வரம்பில்). கூடுதலாக, ஒரு zeta சாத்தியமான பகுப்பாய்வி (Zetasizer Nano ZS Malvern) ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட நானோ பொருட்களின் மேற்பரப்பு கட்டணத்தை ஆய்வு செய்ய பயன்படுத்தப்பட்டது. தூள் நானோ பொருட்களின் எக்ஸ்ரே டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் அளவீடுகளுக்கு, ஒரு எக்ஸ்ரே டிஃப்ராக்டோமீட்டர் (X'PERT PRO, நெதர்லாந்து) பயன்படுத்தப்பட்டது, இது 20° முதல் 80 வரையிலான 2θ வரம்பில் மின்னோட்டத்தில் (40 mA), மின்னழுத்தத்தில் (45 kV) இயங்குகிறது. ° மற்றும் CuKa1 கதிர்வீச்சு (\(\lambda =\ ) 1.54056 Ao). ஆற்றல் பரவும் எக்ஸ்ரே ஸ்பெக்ட்ரோமீட்டர் (EDX) (மாடல் JEOL JSM-IT100) அல் K-α ஒரே வண்ணமுடைய X-கதிர்களை XPS இல் -10 முதல் 1350 eV வரை சேகரிக்கும் போது தனிம கலவையை ஆய்வு செய்வதற்கு பொறுப்பாகும், ஸ்பாட் அளவு 400 μm K-ALPHA (தெர்மோ ஃபிஷர் சயின்டிஃபிக், அமெரிக்கா) முழு நிறமாலையின் பரிமாற்ற ஆற்றல் 200 eV மற்றும் குறுகிய ஸ்பெக்ட்ரம் 50 eV ஆகும். தூள் மாதிரி ஒரு மாதிரி வைத்திருப்பவரின் மீது அழுத்தப்படுகிறது, இது ஒரு வெற்றிட அறையில் வைக்கப்படுகிறது. பிணைப்பு ஆற்றலைத் தீர்மானிக்க, C 1 s ஸ்பெக்ட்ரம் 284.58 eV இல் குறிப்புப் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது.
அக்வஸ் கரைசல்களில் இருந்து டாக்ஸிசைக்ளின் (DC) ஐ அகற்றுவதில் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட rGO/nZVI நானோகாம்போசைட்டுகளின் செயல்திறனைச் சோதிக்க உறிஞ்சுதல் சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன. 25 மில்லி எர்லென்மேயர் குடுவைகளில் 298 K இல் ஆர்பிடல் ஷேக்கரில் (ஸ்டூவர்ட், ஆர்பிடல் ஷேக்கர்/எஸ்எஸ்எல்1) 200 ஆர்பிஎம் அதிர்வு வேகத்தில் உறிஞ்சுதல் சோதனைகள் நடத்தப்பட்டன. உறிஞ்சுதல் செயல்திறனில் rGO/nSVI அளவின் விளைவை மதிப்பிடுவதற்கு, வெவ்வேறு எடைகள் (0.01-0.07 கிராம்) நானோகாம்போசைட்டுகள் 20 மில்லி DC கரைசலில் சேர்க்கப்பட்டன. இயக்கவியல் மற்றும் உறிஞ்சுதல் ஐசோதெர்ம்களைப் படிக்க, 0.05 கிராம் அட்ஸார்பென்ட் ஆரம்ப செறிவு (25-100 மி.கி. எல்-1) உடன் சிடியின் அக்வஸ் கரைசலில் மூழ்கியது. DC ஐ அகற்றுவதில் pH இன் விளைவு pH (3-11) மற்றும் 50 mg L-1 இன் ஆரம்ப செறிவு 25 ° C இல் ஆய்வு செய்யப்பட்டது. சிறிய அளவு HCl அல்லது NaOH கரைசலை (கிரிசன் pH மீட்டர், pH மீட்டர், pH 25) சேர்ப்பதன் மூலம் கணினியின் pH ஐ சரிசெய்யவும். கூடுதலாக, 25-55 ° C வரம்பில் உறிஞ்சுதல் சோதனைகளில் எதிர்வினை வெப்பநிலையின் தாக்கம் ஆராயப்பட்டது. 50 mg L–1, pH 3 மற்றும் 7, 25°C, மற்றும் DC இன் ஆரம்ப செறிவில் NaCl (0.01–4 mol L–1) இன் பல்வேறு செறிவுகளைச் சேர்ப்பதன் மூலம் உறிஞ்சுதல் செயல்பாட்டில் அயனி வலிமையின் விளைவு ஆய்வு செய்யப்பட்டது. ஒரு உறிஞ்சும் அளவு 0.05 கிராம். உறிஞ்சப்படாத DC இன் உறிஞ்சுதல் இரட்டை பீம் UV-Vis ஸ்பெக்ட்ரோஃபோட்டோமீட்டர் (T70/T80 தொடர், PG இன்ஸ்ட்ரூமென்ட்ஸ் லிமிடெட், UK) மூலம் அளவிடப்பட்டது DC நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளின் சதவீதம் அகற்றுதல் (R%; Eq. 1) மற்றும் DC, qt, Eq இன் உறிஞ்சுதல் அளவு. பின்வரும் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி 2 (mg/g) அளவிடப்பட்டது.
இதில் %R என்பது DC அகற்றும் திறன் (%), Co என்பது 0 நேரத்தின் ஆரம்ப DC செறிவு, மற்றும் C என்பது முறையே t நேரத்தின் DC செறிவு (mg L-1).
இதில் qe என்பது அட்ஸார்பென்ட்டின் (mg g-1) ஒரு யூனிட் வெகுஜனத்திற்கு உறிஞ்சப்பட்ட DCயின் அளவு, Co மற்றும் Ce ஆகியவை முறையே பூஜ்ஜிய நேரத்திலும் சமநிலையிலும் இருக்கும் செறிவுகள் (mg l-1), V என்பது தீர்வு அளவு (l) , மற்றும் m என்பது உறிஞ்சுதல் மாஸ் ரீஜென்ட் (g) ஆகும்.
SEM படங்கள் (படங்கள். 2A-C) rGO/nZVI கலவையின் லேமல்லர் உருவ அமைப்பைக் காட்டுகின்றன, கோள இரும்பு நானோ துகள்கள் அதன் மேற்பரப்பில் ஒரே மாதிரியாக சிதறடிக்கப்படுகின்றன, இது nZVI NP கள் rGO மேற்பரப்பில் வெற்றிகரமாக இணைக்கப்பட்டதைக் குறிக்கிறது. கூடுதலாக, rGO இலையில் சில சுருக்கங்கள் உள்ளன, A. ஹாலிமஸ் GO இன் மறுசீரமைப்புடன் ஒரே நேரத்தில் ஆக்ஸிஜன் கொண்ட குழுக்களை அகற்றுவதை உறுதிப்படுத்துகிறது. இந்த பெரிய சுருக்கங்கள் இரும்பு NP களை செயலில் ஏற்றுவதற்கான தளங்களாக செயல்படுகின்றன. nZVI படங்கள் (படம். 2D-F) கோள வடிவ இரும்பு NP கள் மிகவும் சிதறிக்கிடக்கின்றன மற்றும் ஒருங்கிணைக்கவில்லை, இது தாவர சாற்றின் தாவரவியல் கூறுகளின் பூச்சு தன்மை காரணமாகும். துகள் அளவு 15-26 nm க்குள் மாறுபடும். இருப்பினும், சில பகுதிகள் வீக்கம் மற்றும் துவாரங்களின் கட்டமைப்பைக் கொண்ட ஒரு மீசோபோரஸ் உருவ அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன, இது nZVI இன் உயர் பயனுள்ள உறிஞ்சுதல் திறனை வழங்க முடியும், ஏனெனில் அவை nZVI இன் மேற்பரப்பில் DC மூலக்கூறுகளை சிக்க வைக்கும் வாய்ப்பை அதிகரிக்கும். nZVI இன் தொகுப்புக்கு ரோசா டமாஸ்கஸ் சாறு பயன்படுத்தப்பட்டபோது, ​​பெறப்பட்ட NP கள் வெற்றிடங்கள் மற்றும் வெவ்வேறு வடிவங்களுடன் சீரற்றதாக இருந்தன, இது Cr(VI) உறிஞ்சுதலில் அவற்றின் செயல்திறனைக் குறைத்து எதிர்வினை நேரத்தை அதிகரித்தது 23 . முடிவுகள் ஓக் மற்றும் மல்பெரி இலைகளிலிருந்து தொகுக்கப்பட்ட nZVI உடன் ஒத்துப்போகின்றன, இவை முக்கியமாக கோள வடிவ நானோ துகள்கள் பல்வேறு நானோமீட்டர் அளவுகள் வெளிப்படையான திரட்டல் இல்லாமல் உள்ளன.
rGO/nZVI (AC), nZVI (D, E) கலவைகளின் SEM படங்கள் மற்றும் nZVI/rGO (G) மற்றும் nZVI (H) கலவைகளின் EDX வடிவங்கள்.
தாவர-தொகுக்கப்பட்ட rGO/nZVI மற்றும் nZVI கலவைகளின் அடிப்படை கலவை EDX ஐப் பயன்படுத்தி ஆய்வு செய்யப்பட்டது (படம். 2G, H). nZVI கார்பன் (38.29% நிறை), ஆக்ஸிஜன் (47.41% நிறை) மற்றும் இரும்பு (நிறைவால் 11.84%) ஆகியவற்றால் ஆனது என்று ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன, ஆனால் பாஸ்பரஸ்24 போன்ற பிற கூறுகளும் உள்ளன, அவை தாவர சாற்றில் இருந்து பெறலாம். கூடுதலாக, கார்பன் மற்றும் ஆக்சிஜனின் அதிக சதவீதமானது, நிலத்தடி nZVI மாதிரிகளில் தாவர சாற்றில் இருந்து பைட்டோ கெமிக்கல்கள் இருப்பதால் ஏற்படுகிறது. இந்த உறுப்புகள் rGO இல் சமமாக விநியோகிக்கப்படுகின்றன, ஆனால் வெவ்வேறு விகிதங்களில்: C (39.16 wt %), O (46.98 wt %) மற்றும் Fe (10.99 wt %), EDX rGO/nZVI ஆனது S போன்ற பிற கூறுகளின் இருப்பைக் காட்டுகிறது. தாவர சாற்றில் தொடர்பு கொள்ளலாம், பயன்படுத்தப்படுகின்றன. யூகலிப்டஸ் இலைச் சாற்றைப் பயன்படுத்துவதை விட, A. ஹாலிமஸைப் பயன்படுத்தும் rGO/nZVI கலவையில் தற்போதைய C:O விகிதம் மற்றும் இரும்புச் சத்து மிகவும் சிறந்தது, ஏனெனில் இது C (23.44 wt.%), O (68.29 wt.% ) கலவையை வகைப்படுத்துகிறது. மற்றும் Fe (8.27 wt.%). wt %) 25. Nataša et al., 2022 ஓக் மற்றும் மல்பெரி இலைகளிலிருந்து ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட nZVI இன் ஒத்த தனிம கலவையைப் புகாரளித்தது மற்றும் இலைச் சாற்றில் உள்ள பாலிஃபீனால் குழுக்கள் மற்றும் பிற மூலக்கூறுகள் குறைப்பு செயல்முறைக்கு காரணம் என்பதை உறுதிப்படுத்தியது.
தாவரங்களில் தொகுக்கப்பட்ட nZVI இன் உருவவியல் (படம். S2A,B) கோளமாகவும் பகுதியளவு ஒழுங்கற்றதாகவும் இருந்தது, சராசரி துகள் அளவு 23.09 ± 3.54 nm, இருப்பினும் வான் டெர் வால்ஸ் படைகள் மற்றும் ஃபெரோ காந்தத்தன்மை காரணமாக சங்கிலித் தொகுப்புகள் காணப்பட்டன. இந்த முக்கியமாக சிறுமணி மற்றும் கோள துகள் வடிவம் SEM முடிவுகளுடன் நல்ல உடன்பாட்டில் உள்ளது. இதேபோன்ற அவதானிப்பு அப்தெல்பதா மற்றும் பலர் மூலம் கண்டறியப்பட்டது. 2021 இல் nZVI11 இன் தொகுப்பில் ஆமணக்கு இலை சாறு பயன்படுத்தப்பட்டது. nZVI இல் குறைக்கும் முகவராகப் பயன்படுத்தப்படும் Ruelas tuberosa இலைச் சாறு NPகள் 20 முதல் 40 nm26 விட்டம் கொண்ட கோள வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளன.
கலப்பின rGO/nZVI கலப்பு TEM படங்கள் (படம். S2C-D) rGO என்பது nZVI NP களுக்குப் பல ஏற்றுதல் தளங்களை வழங்கும் விளிம்பு மடிப்புகள் மற்றும் சுருக்கங்களைக் கொண்ட ஒரு அடித்தள விமானம் என்பதைக் காட்டுகிறது; இந்த லேமல்லர் உருவவியல் ஆர்ஜிஓவின் வெற்றிகரமான புனைகதையையும் உறுதிப்படுத்துகிறது. கூடுதலாக, nZVI NP கள் 5.32 முதல் 27 nm வரையிலான துகள் அளவுகளுடன் ஒரு கோள வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியான சிதறலுடன் rGO அடுக்கில் உட்பொதிக்கப்படுகின்றன. யூகலிப்டஸ் இலை சாறு Fe NPs/rGO ஐ ஒருங்கிணைக்க பயன்படுத்தப்பட்டது; rGO அடுக்கில் உள்ள சுருக்கங்கள் தூய Fe NP களை விட Fe NP களின் சிதறலை மேம்படுத்தியது மற்றும் கலவைகளின் வினைத்திறனை அதிகரித்தது என்பதையும் TEM முடிவுகள் உறுதிப்படுத்தின. இதே போன்ற முடிவுகளை பாகேரி மற்றும் பலர் பெற்றனர். 28 சராசரி இரும்பு நானோ துகள்களின் அளவு தோராயமாக 17.70 nm உடன் மீயொலி நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி கலவை புனையப்பட்டது.
A. ஹாலிமஸ், nZVI, GO, rGO மற்றும் rGO/nZVI கலவைகளின் FTIR ஸ்பெக்ட்ரா படம் காட்டப்பட்டுள்ளது. 3A. A. ஹாலிமஸின் இலைகளில் மேற்பரப்பு செயல்பாட்டுக் குழுக்களின் இருப்பு 3336 cm-1 இல் தோன்றுகிறது, இது பாலிபினால்களுக்கு ஒத்திருக்கிறது, மேலும் 1244 cm-1, இது புரதத்தால் உற்பத்தி செய்யப்படும் கார்போனைல் குழுக்களுக்கு ஒத்திருக்கிறது. 2918 cm-1 இல் அல்கேன்கள், 1647 cm-1 இல் அல்கேன்கள் மற்றும் 1030 cm-1 இல் CO-O-CO நீட்டிப்புகள் போன்ற பிற குழுக்களும் காணப்படுகின்றன, அவை சீல் ஏஜெண்டுகளாக செயல்படும் மற்றும் மீட்புக்கு காரணமான தாவர கூறுகள் இருப்பதை பரிந்துரைக்கின்றன. Fe2+ ​​இலிருந்து Fe0 வரை மற்றும் rGO29 க்கு செல்லவும். பொதுவாக, nZVI ஸ்பெக்ட்ரா கசப்பான சர்க்கரைகளைப் போலவே உறிஞ்சும் உச்சங்களைக் காட்டுகிறது, ஆனால் சற்று மாற்றப்பட்ட நிலையில் உள்ளது. OH நீட்சி அதிர்வுகளுடன் (பீனால்கள்) தொடர்புடைய 3244 cm-1 இல் ஒரு தீவிர இசைக்குழு தோன்றுகிறது, 1615 இல் ஒரு உச்சநிலை C=C ஐ ஒத்துள்ளது, மேலும் 1546 மற்றும் 1011 cm-1 இல் உள்ள பட்டைகள் C=O (பாலிபினால்கள் மற்றும் ஃபிளவனாய்டுகள்) நீட்டப்படுவதால் எழுகின்றன. , CN-குழுக்கள் நறுமண அமின்கள் மற்றும் அலிபாடிக் அமின்கள் முறையே 1310 cm-1 மற்றும் 1190 cm-1 இல் காணப்பட்டன13. GO இன் FTIR ஸ்பெக்ட்ரம், 1041 cm-1 இல் அல்காக்சி (CO) நீட்சிக் குழு, 1291 cm-1 இல் எபோக்சி (CO) நீட்சிப் பட்டை, C=O நீட்டிப்பு உட்பட பல உயர்-தீவிர ஆக்ஸிஜன்-கொண்ட குழுக்களின் இருப்பைக் காட்டுகிறது. 1619 cm-1 இல் C=C நீட்சி அதிர்வுகளின் ஒரு பட்டை, 1708 cm-1 இல் ஒரு இசைக்குழு மற்றும் 3384 cm-1 இல் OH குழு நீட்டிக்கும் அதிர்வுகளின் பரந்த இசைக்குழு தோன்றியது, இது மேம்படுத்தப்பட்ட ஹம்மர்ஸ் முறையால் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது, இது வெற்றிகரமாக ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகிறது. கிராஃபைட் செயல்முறை. rGO மற்றும் rGO/nZVI கலவைகளை GO ஸ்பெக்ட்ராவுடன் ஒப்பிடும் போது, ​​3270 cm-1 இல் OH போன்ற சில ஆக்ஸிஜன் கொண்ட குழுக்களின் தீவிரம் கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகிறது, மற்றவை 1729 cm-1 இல் C=O போன்றவை முற்றிலும் குறைக்கப்பட்டது. காணாமல் போனது, A. ஹாலிமஸ் சாற்றின் மூலம் GO இல் ஆக்ஸிஜனைக் கொண்ட செயல்பாட்டுக் குழுக்களை வெற்றிகரமாக அகற்றுவதைக் குறிக்கிறது. 1560 மற்றும் 1405 cm-1 இல் C=C டென்ஷனில் rGO வின் புதிய கூர்மையான சிறப்பியல்பு சிகரங்கள் காணப்படுகின்றன, இது GO ஐ rGO ஆகக் குறைப்பதை உறுதிப்படுத்துகிறது. 1043 முதல் 1015 செ.மீ.-1 மற்றும் 982 முதல் 918 செ.மீ.-1 வரையிலான மாறுபாடுகள் காணப்பட்டன, ஒருவேளை தாவரப் பொருட்களைச் சேர்ப்பதன் காரணமாக இருக்கலாம்31,32. Weng et al., 2018, GO இல் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட செயல்பாட்டுக் குழுக்களின் குறிப்பிடத்தக்க குறைவைக் கண்டறிந்தது, உயிரியக்கத்தின் மூலம் rGO வெற்றிகரமான உருவாக்கத்தை உறுதிப்படுத்துகிறது, ஏனெனில் குறைக்கப்பட்ட இரும்பு கிராபெனின் ஆக்சைடு கலவைகளை ஒருங்கிணைக்க பயன்படுத்தப்படும் யூகலிப்டஸ் இலை சாறுகள், தாவர கூறுகளின் FTIR நிறமாலையை நெருக்கமாகக் காட்டியது. செயல்பாட்டு குழுக்கள். 33 .
A. காலியம் FTIR ஸ்பெக்ட்ரம், nZVI, rGO, GO, கலப்பு rGO/nZVI (A). Roentgenogrammy கலவைகள் rGO, GO, nZVI மற்றும் rGO/nZVI (B).
rGO/nZVI மற்றும் nZVI கலவைகளின் உருவாக்கம் பெரும்பாலும் எக்ஸ்ரே டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் முறைகளால் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது (படம். 3B). குறியீட்டு (110) (JCPDS எண். 06–0696)11 உடன் தொடர்புடைய உயர்-தீவிரம் Fe0 உச்சம் 2Ɵ 44.5° இல் காணப்பட்டது. (311) விமானத்தின் 35.1° இல் உள்ள மற்றொரு உச்சம் மேக்னடைட் Fe3O4, 63.2° என்பது ϒ-FeOOH (JCPDS எண். 17-0536)34 இருப்பதால் (440) விமானத்தின் மில்லர் குறியீட்டுடன் தொடர்புடையதாக இருக்கலாம். GO இன் எக்ஸ்ரே வடிவமானது 2Ɵ 10.3° இல் கூர்மையான உச்சத்தையும் 21.1° இல் மற்றொரு உச்சத்தையும் காட்டுகிறது, இது கிராஃபைட்டின் முழுமையான உரித்தல் மற்றும் GO35 இன் மேற்பரப்பில் ஆக்ஸிஜனைக் கொண்ட குழுக்களின் இருப்பை எடுத்துக்காட்டுகிறது. rGO மற்றும் rGO/nZVI ஆகியவற்றின் கூட்டு வடிவங்கள், rGO மற்றும் rGO/nZVI கலவைகளுக்கு முறையே 2Ɵ 22.17 மற்றும் 24.7° இல் 2Ɵ 22.17 மற்றும் 24.7° இல் சிறப்பியல்பு GO சிகரங்கள் காணாமல் போவதையும், பரந்த rGO சிகரங்களை உருவாக்குவதையும் பதிவு செய்தன, இது தாவர சாறுகள் மூலம் GO இன் வெற்றிகரமான மீட்சியை உறுதிப்படுத்தியது. இருப்பினும், கூட்டு rGO/nZVI வடிவத்தில், Fe0 (110) மற்றும் bcc Fe0 (200) ஆகியவற்றின் பின்னல் விமானத்துடன் தொடர்புடைய கூடுதல் சிகரங்கள் முறையே 44.9\(^\circ\) மற்றும் 65.22\(^\circ\) இல் காணப்பட்டன. .
ஜீட்டா சாத்தியம் என்பது ஒரு துகள் மேற்பரப்பில் இணைக்கப்பட்ட அயனி அடுக்கு மற்றும் ஒரு பொருளின் மின்னியல் பண்புகளை தீர்மானிக்கும் மற்றும் அதன் நிலைத்தன்மையை அளவிடும் ஒரு அக்வஸ் கரைசல் ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள சாத்தியமாகும். தாவர-தொகுக்கப்பட்ட nZVI, GO மற்றும் rGO/nZVI கலவைகளின் Zeta சாத்தியமான பகுப்பாய்வு, படம் S1A- இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, அவற்றின் மேற்பரப்பில் முறையே -20.8, -22 மற்றும் -27.4 mV எதிர்மறைக் கட்டணங்கள் இருப்பதால் அவற்றின் நிலைத்தன்மையைக் காட்டியது. சி. . இத்தகைய முடிவுகள் -25 mV க்கும் குறைவான zeta சாத்தியமான மதிப்புகள் கொண்ட துகள்கள் கொண்ட தீர்வுகள் பொதுவாக இந்த துகள்களுக்கு இடையே உள்ள மின்னியல் விலகல் காரணமாக அதிக அளவு நிலைத்தன்மையைக் காட்டுகின்றன என்று குறிப்பிடும் பல அறிக்கைகளுடன் ஒத்துப்போகின்றன. rGO மற்றும் nZVI ஆகியவற்றின் கலவையானது கலவையானது அதிக எதிர்மறைக் கட்டணங்களைப் பெற அனுமதிக்கிறது, இதனால் GO அல்லது nZVI ஐ விட அதிக நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. எனவே, மின்னியல் விலக்கத்தின் நிகழ்வு நிலையான rGO/nZVI39 கலவைகளை உருவாக்க வழிவகுக்கும். GO வின் எதிர்மறையான மேற்பரப்பு, nZVI உடனான தொடர்புக்கு சாதகமான நிலைமைகளை உருவாக்குகின்ற, திரட்டுதல் இல்லாமல் ஒரு நீர்நிலை ஊடகத்தில் சமமாக சிதற அனுமதிக்கிறது. எதிர்மறை கட்டணம் கசப்பான முலாம்பழம் சாற்றில் வெவ்வேறு செயல்பாட்டுக் குழுக்களின் இருப்புடன் தொடர்புடையதாக இருக்கலாம், இது GO மற்றும் இரும்பு முன்னோடிகள் மற்றும் தாவர சாறு முறையே rGO மற்றும் nZVI மற்றும் rGO/nZVI வளாகத்திற்கு இடையேயான தொடர்புகளை உறுதிப்படுத்துகிறது. இந்த தாவர கலவைகள் கேப்பிங் ஏஜெண்டுகளாகவும் செயல்பட முடியும், ஏனெனில் அவை விளைந்த நானோ துகள்களின் திரட்டலைத் தடுக்கின்றன, இதனால் அவற்றின் நிலைத்தன்மையை அதிகரிக்கின்றன.
nZVI மற்றும் rGO/nZVI கலவைகளின் அடிப்படை கலவை மற்றும் வேலன்ஸ் நிலைகள் XPS ஆல் தீர்மானிக்கப்பட்டது (படம் 4). ஒட்டுமொத்த XPS ஆய்வு, rGO/nZVI கலவையானது EDS மேப்பிங்குடன் (படம் 4F-H) ஒத்துப்போகும் C, O மற்றும் Fe ஆகிய தனிமங்களால் ஆனது என்பதைக் காட்டுகிறது. C1s ஸ்பெக்ட்ரம் முறையே CC, CO மற்றும் C=O ஆகியவற்றைக் குறிக்கும் 284.59 eV, 286.21 eV மற்றும் 288.21 eV ஆகிய மூன்று உச்சங்களைக் கொண்டுள்ளது. O1s ஸ்பெக்ட்ரம் 531.17 eV, 532.97 eV மற்றும் 535.45 eV உட்பட மூன்று சிகரங்களாகப் பிரிக்கப்பட்டது, அவை முறையே O=CO, CO மற்றும் NO குழுக்களுக்கு ஒதுக்கப்பட்டன. இருப்பினும், 710.43, 714.57 மற்றும் 724.79 eV இல் உள்ள உச்சநிலைகள் முறையே Fe 2p3/2, Fe+3 மற்றும் Fe p1/2 ஆகியவற்றைக் குறிக்கின்றன. nZVI இன் XPS ஸ்பெக்ட்ரா (படம். 4C-E) C, O மற்றும் Fe தனிமங்களுக்கான உச்சங்களைக் காட்டியது. 284.77, 286.25 மற்றும் 287.62 eV இல் உள்ள சிகரங்கள் இரும்பு-கார்பன் கலவைகள் இருப்பதை உறுதிப்படுத்துகின்றன, அவை முறையே CC, C-OH மற்றும் CO ஆகியவற்றைக் குறிக்கின்றன. O1s ஸ்பெக்ட்ரம் C-O/இரும்பு கார்பனேட் (531.19 eV), ஹைட்ராக்சில் ரேடிக்கல் (532.4 eV) மற்றும் O-C=O (533.47 eV) ஆகிய மூன்று உச்சங்களை ஒத்துள்ளது. 719.6 இன் உச்சம் Fe0 க்குக் காரணம், FeOOH 717.3 மற்றும் 723.7 eV இல் உச்சநிலையைக் காட்டுகிறது, கூடுதலாக, 725.8 eV இல் உள்ள உச்சம் Fe2O342.43 இருப்பதைக் குறிக்கிறது.
nZVI மற்றும் rGO/nZVI கலவைகளின் XPS ஆய்வுகள் முறையே (A, B). nZVI C1s (C), Fe2p (D), மற்றும் O1s (E) மற்றும் rGO/nZVI C1s (F), Fe2p (G), O1s (H) கலவையின் முழு நிறமாலை.
N2 அட்ஸார்ப்ஷன்/டெஸார்ப்ஷன் ஐசோதெர்ம் (படம் 5A, B) nZVI மற்றும் rGO/nZVI கலவைகள் இரண்டாம் வகையைச் சேர்ந்தவை என்பதைக் காட்டுகிறது. கூடுதலாக, nZVI இன் குறிப்பிட்ட பரப்பளவு (SBET) rGO உடன் கண்மூடித்தனமான பிறகு 47.4549 இலிருந்து 152.52 m2/g ஆக அதிகரித்தது. rGO கண்மூடித்தனத்திற்குப் பிறகு nZVI இன் காந்தப் பண்புகள் குறைவதன் மூலம் இந்த முடிவை விளக்கலாம், இதன் மூலம் துகள் திரட்டலைக் குறைக்கிறது மற்றும் கலவைகளின் பரப்பளவை அதிகரிக்கிறது. கூடுதலாக, படம் 5C இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, rGO/nZVI கலவையின் துளை அளவு (8.94 nm) அசல் nZVI (2.873 nm) ஐ விட அதிகமாக உள்ளது. இந்த முடிவு El-Monaem et al உடன் உடன்பட்டது. 45 .
ஆரம்ப செறிவின் அதிகரிப்பைப் பொறுத்து rGO/nZVI கலவைகள் மற்றும் அசல் nZVI க்கு இடையில் DC ஐ அகற்றுவதற்கான உறிஞ்சுதல் திறனை மதிப்பிடுவதற்கு, பல்வேறு ஆரம்ப செறிவுகளில் DC க்கு ஒவ்வொரு உறிஞ்சும் (0.05 கிராம்) நிலையான அளவைச் சேர்ப்பதன் மூலம் ஒரு ஒப்பீடு செய்யப்பட்டது. ஆய்வு செய்யப்பட்ட தீர்வு [25]. –100 mg l–1] 25°C. rGO/nZVI கலவையின் அகற்றும் திறன் (94.6%) அசல் nZVI (90%) செறிவில் (25 mg L-1) இருந்ததை விட அதிகமாக இருப்பதாக முடிவுகள் காட்டுகின்றன. இருப்பினும், ஆரம்ப செறிவு 100 mg L-1 ஆக அதிகரித்தபோது, ​​rGO/nZVI மற்றும் பெற்றோர் nZVI ஆகியவற்றின் அகற்றும் திறன் முறையே 70% மற்றும் 65% ஆகக் குறைந்தது (படம் 6A), இது குறைவான செயலில் உள்ள தளங்கள் மற்றும் சிதைவு காரணமாக இருக்கலாம். nZVI துகள்கள். மாறாக, rGO/nZVI ஆனது DC அகற்றுதலின் அதிக செயல்திறனைக் காட்டியது, இது rGO மற்றும் nZVI க்கு இடையேயான ஒருங்கிணைந்த விளைவின் காரணமாக இருக்கலாம், இதில் உறிஞ்சுதலுக்கான நிலையான செயலில் உள்ள தளங்கள் மிகவும் அதிகமாக உள்ளன, மேலும் rGO/nZVI விஷயத்தில், மேலும் அப்படியே nZVI ஐ விட DC உறிஞ்சப்படலாம். கூடுதலாக, அத்தி. 6B, rGO/nZVI மற்றும் nZVI கலவைகளின் உறிஞ்சுதல் திறன் முறையே 9.4 mg/g இலிருந்து 30 mg/g மற்றும் 9 mg/g ஆக அதிகரித்தது, ஆரம்ப செறிவு 25-100 mg/L இலிருந்து அதிகரித்தது. -1.1 முதல் 28.73 mg g-1. எனவே, DC அகற்றுதல் வீதம் ஆரம்ப DC செறிவுடன் எதிர்மறையாக தொடர்புபடுத்தப்பட்டது, இது கரைசலில் DC ஐ உறிஞ்சுவதற்கும் அகற்றுவதற்கும் ஒவ்வொரு உறிஞ்சிகளும் ஆதரிக்கும் குறைந்த எண்ணிக்கையிலான எதிர்வினை மையங்கள் காரணமாகும். எனவே, இந்த முடிவுகளிலிருந்து rGO/nZVI கலவைகள் உறிஞ்சுதல் மற்றும் குறைப்பு ஆகியவற்றின் அதிக திறன் கொண்டவை என்று முடிவு செய்யலாம், மேலும் rGO/nZVI கலவையில் உள்ள rGO ஒரு உறிஞ்சியாகவும் மற்றும் ஒரு கேரியர் பொருளாகவும் பயன்படுத்தப்படலாம்.
rGO/nZVI மற்றும் nZVI கலவைக்கான நீக்குதல் திறன் மற்றும் DC உறிஞ்சுதல் திறன் (A, B) [Co = 25 mg l-1-100 mg l-1, T = 25 °C, டோஸ் = 0.05 g], pH. உறிஞ்சுதல் திறன் மற்றும் rGO/nZVI கலவைகளில் (C) [Co = 50 mg L-1, pH = 3-11, T = 25 ° C, டோஸ் = 0.05 கிராம்] மீது DC அகற்றும் திறன்.
உறிஞ்சுதல் செயல்முறைகளின் ஆய்வில் தீர்வு pH ஒரு முக்கியமான காரணியாகும், ஏனெனில் இது உறிஞ்சும் பொருளின் அயனியாக்கம், விவரக்குறிப்பு மற்றும் அயனியாக்கம் ஆகியவற்றின் அளவை பாதிக்கிறது. சோதனையானது 25 டிகிரி செல்சியஸில் ஒரு நிலையான உறிஞ்சும் டோஸ் (0.05 கிராம்) மற்றும் pH வரம்பில் (3-11) 50 mg L-1 இன் ஆரம்ப செறிவுடன் மேற்கொள்ளப்பட்டது. ஒரு இலக்கிய மதிப்பாய்வின் படி, DC என்பது பல்வேறு pH நிலைகளில் பல அயனியாக்கம் செய்யக்கூடிய செயல்பாட்டுக் குழுக்களை (பீனால்கள், அமினோ குழுக்கள், ஆல்கஹால்கள்) கொண்ட ஒரு ஆம்பிஃபிலிக் மூலக்கூறு ஆகும். இதன் விளைவாக, DC இன் பல்வேறு செயல்பாடுகள் மற்றும் rGO/nZVI கலவையின் மேற்பரப்பில் உள்ள தொடர்புடைய கட்டமைப்புகள் மின்னியல் ரீதியாக தொடர்பு கொள்ளலாம் மற்றும் கேஷன்கள், ஸ்விட்டரியன்கள் மற்றும் அனான்களாக இருக்கலாம், DC மூலக்கூறு pH <3.3 இல் கேஷனிக் (DCH3+) ஆக உள்ளது. zwitterionic (DCH20) 3.3 < pH <7.7 மற்றும் அயோனிக் (DCH− அல்லது DC2−) PH 7.7. இதன் விளைவாக, DC இன் பல்வேறு செயல்பாடுகள் மற்றும் rGO/nZVI கலவையின் மேற்பரப்பில் உள்ள தொடர்புடைய கட்டமைப்புகள் மின்னியல் ரீதியாக தொடர்பு கொள்ளலாம் மற்றும் கேஷன்கள், ஸ்விட்டரியன்கள் மற்றும் அனான்களாக இருக்கலாம், DC மூலக்கூறு pH <3.3 இல் கேஷனிக் (DCH3+) ஆக உள்ளது. zwitterionic (DCH20) 3.3 < pH <7.7 மற்றும் அயோனிக் (DCH- அல்லது DC2-) PH 7.7. В р</s>்ளாக р связаныхых с сими совововерхоози 2. rgo/nzvi остатически с сனுடன் கலவை, ц உறுப்பு <<3,3, цвиттер- ионный (DCH20) 3,3 < pH < 7,7 и анионный (DCH- или DC2-) при pH 7,7. இதன் விளைவாக, rGO/nZVI கலவையின் மேற்பரப்பில் உள்ள DC மற்றும் தொடர்புடைய கட்டமைப்புகளின் பல்வேறு செயல்பாடுகள் மின்னியல் ரீதியாக தொடர்பு கொள்ளலாம் மற்றும் கேஷன்கள், zwitterions மற்றும் அனான்கள் வடிவத்தில் இருக்கலாம்; DC மூலக்கூறு pH <3.3 இல் ஒரு கேஷன் (DCH3+) ஆக உள்ளது; அயனி (DCH20) 3.3 < pH <7.7 மற்றும் அயோனிக் (DCH- அல்லது DC2-) pH 7.7.因此,DC 的各种功能和rGO/nZVI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 的 功能 和 和 和 和 材料 表面 相关 可能 会 发生 静电 ， 可能 以 两 性 阴 形式 形式 ， ， 分子 ph <3.3 时 时 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 形式 阳离子 阳离子 形式 阳离子 形式 阳离子 形式 阳离子 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。 க்ளெடோவடெல்னோ, ராஸ்லிக் ஃபுங்கிஸ் டி மற்றும் ரோட்ஸ்வென்னிஹ் இம் ஸ்ட்ரக்டரில் போவர்க்னோஸ்டி காம்போசிட ஆர்ஜிஓ/என் வீடியோ கேடியோனோவ் மற்றும் அனியோனோவ், அ மோல்குலி ЦГ3+) при рН < 3,3. எனவே, rGO/nZVI கலவையின் மேற்பரப்பில் உள்ள DC மற்றும் தொடர்புடைய கட்டமைப்புகளின் பல்வேறு செயல்பாடுகள் மின்னியல் இடைவினைகளில் நுழைந்து கேஷன்கள், zwitterions மற்றும் அனான்கள் வடிவில் இருக்கும், DC மூலக்கூறுகள் pH <3.3 இல் கேஷனிக் (DCH3+) ஆகும். Он существует в виде цвиттер-иона (DCH20) при 3,3 < pH < 7,7 и அனியோனா (DCH- или DC2-) при pH 7,7. இது 3.3 < pH < 7.7 இல் zwitterion (DCH20) ஆகவும் pH 7.7 இல் anion (DCH- அல்லது DC2-) ஆகவும் உள்ளது.3 முதல் 7 வரை pH அதிகரிப்புடன், DC அகற்றலின் உறிஞ்சுதல் திறன் மற்றும் செயல்திறன் 11.2 mg/g (56%) இலிருந்து 17 mg/g (85%) (படம் 6C) ஆக அதிகரித்தது. இருப்பினும், pH 9 மற்றும் 11 ஆக அதிகரித்ததால், உறிஞ்சுதல் திறன் மற்றும் அகற்றும் திறன் ஆகியவை முறையே 10.6 mg/g (53%) இலிருந்து 6 mg/g (30%) ஆகக் குறைந்தது. 3 முதல் 7 வரை pH அதிகரிப்புடன், DC கள் முக்கியமாக zwitterions வடிவில் இருந்தன, இதனால் அவை கிட்டத்தட்ட மின்னியல் ரீதியாக ஈர்க்கப்படவில்லை அல்லது rGO/nZVI கலவைகளுடன், முக்கியமாக மின்னியல் தொடர்புகளால் ஈர்க்கப்பட்டன. pH 8.2 க்கு மேல் அதிகரித்ததால், உறிஞ்சியின் மேற்பரப்பு எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்டது, இதனால் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட டாக்ஸிசைக்ளின் மற்றும் அட்ஸார்பென்ட்டின் மேற்பரப்புக்கு இடையே உள்ள மின்னியல் விலக்கம் காரணமாக உறிஞ்சுதல் திறன் குறைந்து மற்றும் குறைந்தது. rGO/nZVI கலவைகளில் DC உறிஞ்சுதல் மிகவும் pH சார்ந்தது என்று இந்தப் போக்கு அறிவுறுத்துகிறது, மேலும் அமில மற்றும் நடுநிலை நிலைகளின் கீழ் rGO/nZVI கலவைகள் உறிஞ்சிகளாக பொருத்தமானவை என்பதையும் முடிவுகள் குறிப்பிடுகின்றன.
DC இன் அக்வஸ் கரைசலின் உறிஞ்சுதலில் வெப்பநிலையின் விளைவு (25-55 ° C) இல் மேற்கொள்ளப்பட்டது. படம் 7A, rGO/nZVI இல் DC நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளின் அகற்றும் திறனில் வெப்பநிலை அதிகரிப்பின் விளைவைக் காட்டுகிறது, அகற்றும் திறன் மற்றும் உறிஞ்சுதல் திறன் 83.44% மற்றும் 13.9 mg/g இலிருந்து 47% மற்றும் 7.83 mg/g ஆக அதிகரித்தது என்பது தெளிவாகிறது. , முறையே. இந்த குறிப்பிடத்தக்க குறைவு DC அயனிகளின் வெப்ப ஆற்றலின் அதிகரிப்பு காரணமாக இருக்கலாம், இது desorption47 க்கு வழிவகுக்கிறது.
rGO/nZVI கலவைகள் (A) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, டோஸ் = 0.05 g], CD இன் அகற்றும் திறன் மற்றும் உறிஞ்சுதல் திறன் மீதான வெப்பநிலையின் விளைவு, அகற்றும் திறன் மற்றும் CD விளைவின் நீக்குதல் திறன் ஆகியவற்றில் Adsorbent டோஸ் rGO/nSVI கலவையில் (B) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, T = 25°C] (C, D) [Co = 25–100 இல் உள்ள உறிஞ்சுதல் திறன் மற்றும் செயல்திறனில் DC அகற்றலின் ஆரம்ப செறிவு mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, டோஸ் = 0.05 கிராம்].
0.01 கிராம் முதல் 0.07 கிராம் வரை கலப்பு உறிஞ்சும் rGO/nZVI இன் அளவை அதிகரிப்பதன் விளைவு அகற்றும் திறன் மற்றும் உறிஞ்சுதல் திறன் ஆகியவற்றில் படம் காட்டப்பட்டுள்ளது. 7B அட்ஸார்பென்ட்டின் அளவின் அதிகரிப்பு உறிஞ்சுதல் திறன் 33.43 mg/g இலிருந்து 6.74 mg/g ஆகக் குறைவதற்கு வழிவகுத்தது. இருப்பினும், உறிஞ்சும் அளவை 0.01 கிராம் முதல் 0.07 கிராம் வரை அதிகரிப்பதன் மூலம், அகற்றும் திறன் 66.8% முதல் 96% வரை அதிகரிக்கிறது, அதன்படி, நானோகாம்போசிட் மேற்பரப்பில் செயலில் உள்ள மையங்களின் எண்ணிக்கையில் அதிகரிப்புடன் தொடர்புடையதாக இருக்கலாம்.
உறிஞ்சுதல் திறன் மற்றும் அகற்றும் திறன் [25-100 mg L-1, 25 ° C, pH 7, டோஸ் 0.05 கிராம்] மீதான ஆரம்ப செறிவின் விளைவு ஆய்வு செய்யப்பட்டது. ஆரம்ப செறிவு 25 mg L-1 இலிருந்து 100 mg L-1 ஆக அதிகரித்தபோது, ​​rGO/nZVI கலவையின் அகற்றும் சதவீதம் 94.6% இலிருந்து 65% ஆக குறைந்தது (படம். 7C), ஒருவேளை விரும்பிய செயலில் இல்லாததால் தளங்கள். . DC49 இன் பெரிய செறிவுகளை உறிஞ்சுகிறது. மறுபுறம், ஆரம்ப செறிவு அதிகரித்ததால், உறிஞ்சுதல் திறன் 9.4 mg/g இலிருந்து 30 mg/g வரை சமநிலை அடையும் வரை அதிகரித்தது (படம் 7D). rGO/nZVI கலவையின் மேற்பரப்பு 50 ஐ அடைவதற்கு DC அயன் வெகுஜன பரிமாற்ற எதிர்ப்பை விட ஆரம்ப DC செறிவுடன் கூடிய உந்து சக்தி அதிகரிப்பதன் காரணமாக இந்த தவிர்க்க முடியாத எதிர்வினை ஏற்படுகிறது.
தொடர்பு நேரம் மற்றும் இயக்கவியல் ஆய்வுகள் உறிஞ்சுதலின் சமநிலை நேரத்தைப் புரிந்துகொள்வதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன. முதலாவதாக, தொடர்பு நேரத்தின் முதல் 40 நிமிடங்களில் உறிஞ்சப்பட்ட DCயின் அளவு, முழு நேரத்திலும் (100 நிமிடங்கள்) உறிஞ்சப்பட்ட மொத்தத் தொகையில் பாதியாக இருந்தது. கரைசலில் உள்ள DC மூலக்கூறுகள் மோதுவதால் அவை rGO/nZVI கலவையின் மேற்பரப்பில் விரைவாக இடம்பெயர்ந்து குறிப்பிடத்தக்க உறிஞ்சுதலை ஏற்படுத்துகின்றன. 40 நிமிடங்களுக்குப் பிறகு, 60 நிமிடங்களுக்குப் பிறகு சமநிலை அடையும் வரை DC உறிஞ்சுதல் படிப்படியாகவும் மெதுவாகவும் அதிகரித்தது (படம் 7D). முதல் 40 நிமிடங்களுக்குள் நியாயமான அளவு உறிஞ்சப்படுவதால், DC மூலக்கூறுகளுடன் குறைவான மோதல்கள் இருக்கும் மற்றும் உறிஞ்சப்படாத மூலக்கூறுகளுக்கு குறைவான செயலில் உள்ள தளங்கள் கிடைக்கும். எனவே, உறிஞ்சுதல் வீதத்தை குறைக்கலாம்51.
உறிஞ்சுதல் இயக்கவியலை நன்கு புரிந்து கொள்ள, போலி முதல் வரிசை (படம். 8A), போலி இரண்டாவது வரிசை (படம். 8B) மற்றும் எலோவிச் (படம். 8C) இயக்க மாதிரிகளின் வரி அடுக்குகள் பயன்படுத்தப்பட்டன. இயக்கவியல் ஆய்வுகளிலிருந்து (அட்டவணை S1) பெறப்பட்ட அளவுருக்களிலிருந்து, உறிஞ்சுதல் இயக்கவியலை விவரிப்பதற்கான சிறந்த மாதிரியானது சூடோசெகண்ட் மாடல் என்பது தெளிவாகிறது, இதில் R2 மதிப்பு மற்ற இரண்டு மாடல்களை விட அதிகமாக அமைக்கப்பட்டுள்ளது. கணக்கிடப்பட்ட உறிஞ்சுதல் திறன்களுக்கு இடையே ஒரு ஒற்றுமை உள்ளது (qe, cal). போலி-இரண்டாம் வரிசை மற்றும் சோதனை மதிப்புகள் (qe, exp.) மற்ற மாதிரிகளை விட போலி-இரண்டாம் வரிசை சிறந்த மாதிரி என்பதற்கு மேலும் சான்றாகும். அட்டவணை 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, α (ஆரம்ப உறிஞ்சுதல் வீதம்) மற்றும் β (டெஸார்ப்ஷன் மாறிலி) ஆகியவற்றின் மதிப்புகள் உறிஞ்சுதல் வீதத்தை விட உறிஞ்சுதல் வீதம் அதிகமாக இருப்பதை உறுதிப்படுத்துகிறது, இது DC ஆனது rGO/nZVI52 கலவையில் திறம்பட உறிஞ்சப்படுவதைக் குறிக்கிறது. .
போலி-இரண்டாம் வரிசை (A), போலி-முதல் வரிசை (B) மற்றும் எலோவிச் (C) [Co = 25–100 mg l–1, pH = 7, T = 25 °C, டோஸ் = 0.05 கிராம் ஆகியவற்றின் நேரியல் உறிஞ்சுதல் இயக்கவியல் அடுக்குகள் ].
அட்ஸார்ப்ஷன் ஐசோதெர்ம்களின் ஆய்வுகள் பல்வேறு அட்ஸார்பேட் செறிவுகள் (டிசி) மற்றும் சிஸ்டம் வெப்பநிலைகளில் அட்ஸார்பென்ட்டின் (ஆர்ஜிஓ/என்ஆர்விஐ கலவை) உறிஞ்சும் திறனைக் கண்டறிய உதவுகிறது. லாங்முயர் சமவெப்பத்தைப் பயன்படுத்தி அதிகபட்ச உறிஞ்சுதல் திறன் கணக்கிடப்பட்டது, இது உறிஞ்சுதல் ஒரே மாதிரியானது என்பதைக் குறிக்கிறது மற்றும் அவற்றுக்கிடையேயான தொடர்பு இல்லாமல் உறிஞ்சும் மேற்பரப்பில் ஒரு அட்ஸார்பேட் மோனோலேயரை உருவாக்குகிறது53. பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் மற்ற இரண்டு சமவெப்ப மாதிரிகள் ஃப்ரெண்ட்லிச் மற்றும் டெம்கின் மாதிரிகள். உறிஞ்சும் திறனைக் கணக்கிட Freundlich மாதிரி பயன்படுத்தப்படவில்லை என்றாலும், இது பன்முக உறிஞ்சுதல் செயல்முறையைப் புரிந்து கொள்ள உதவுகிறது மற்றும் உறிஞ்சுவதில் உள்ள காலியிடங்கள் வெவ்வேறு ஆற்றல்களைக் கொண்டுள்ளன, அதே நேரத்தில் டெம்கின் மாதிரியானது உறிஞ்சுதலின் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளைப் புரிந்துகொள்ள உதவுகிறது.
புள்ளிவிவரங்கள் 9A-C முறையே லாங்முயர், ஃப்ரீண்ட்லிச் மற்றும் டெம்கின் மாதிரிகளின் வரி அடுக்குகளைக் காட்டுகிறது. Freundlich (Fig. 9A) மற்றும் Langmuir (Fig. 9B) வரி அடுக்குகளிலிருந்து கணக்கிடப்பட்ட R2 மதிப்புகள், rGO/nZVI கலவையில் DC உறிஞ்சுதல் Freundlich (0.996) மற்றும் Langmuir (0.988) ஐசோதர்களைப் பின்பற்றுகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது. மாதிரிகள் மற்றும் டெம்கின் (0.985). லாங்முயர் சமவெப்ப மாதிரியைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்பட்ட அதிகபட்ச உறிஞ்சுதல் திறன் (qmax), 31.61 mg g-1 ஆகும். கூடுதலாக, பரிமாணமற்ற பிரிப்பு காரணியின் (RL) கணக்கிடப்பட்ட மதிப்பு 0 மற்றும் 1 (0.097) க்கு இடையில் உள்ளது, இது ஒரு சாதகமான உறிஞ்சுதல் செயல்முறையைக் குறிக்கிறது. இல்லையெனில், கணக்கிடப்பட்ட Freundlich மாறிலி (n = 2.756) இந்த உறிஞ்சுதல் செயல்முறைக்கான விருப்பத்தைக் குறிக்கிறது. டெம்கின் சமவெப்பத்தின் நேரியல் மாதிரியின் படி (படம். 9C), rGO/nZVI கலவையில் DC இன் உறிஞ்சுதல் ஒரு இயற்பியல் உறிஞ்சுதல் செயல்முறையாகும், ஏனெனில் b என்பது ˂ 82 kJ mol-1 (0.408)55 ஆகும். உடல் உறிஞ்சுதல் பொதுவாக பலவீனமான வான் டெர் வால்ஸ் சக்திகளால் மத்தியஸ்தம் செய்யப்பட்டாலும், rGO/nZVI கலவைகளில் நேரடி மின்னோட்ட உறிஞ்சுதலுக்கு குறைந்த உறிஞ்சுதல் ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது [56, 57].
Freundlich (A), Langmuir (B), மற்றும் Temkin (C) நேரியல் உறிஞ்சுதல் சமவெப்பங்கள் [Co = 25-100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, டோஸ் = 0.05 கிராம்]. rGO/nZVI கலவைகள் (D) [Co = 25–100 mg l-1, pH = 7, T = 25–55 °C மற்றும் டோஸ் = 0.05 g] மூலம் DC உறிஞ்சுதலுக்கான van't Hoff சமன்பாட்டின் ப்ளாட்.
rGO/nZVI கலவைகளிலிருந்து DC அகற்றுதலில் எதிர்வினை வெப்பநிலை மாற்றத்தின் விளைவை மதிப்பிடுவதற்கு, என்ட்ரோபி மாற்றம் (ΔS), என்டல்பி மாற்றம் (ΔH) மற்றும் இலவச ஆற்றல் மாற்றம் (ΔG) போன்ற வெப்ப இயக்கவியல் அளவுருக்கள் சமன்பாடுகளிலிருந்து கணக்கிடப்பட்டன. 3 மற்றும் 458.
இங்கு \({K}_{e}\)=\(\frac{{C}_{Ae}}{{C}_{e}}\) – வெப்ப இயக்கவியல் சமநிலை மாறிலி, Ce மற்றும் CAe – rGO தீர்வு, முறையே /nZVI DC செறிவுகள் மேற்பரப்பு சமநிலையில். R மற்றும் RT ஆகியவை முறையே வாயு மாறிலி மற்றும் உறிஞ்சுதல் வெப்பநிலை ஆகும். 1/T க்கு எதிராக ln Ke ஐத் திட்டமிடுவது ஒரு நேர் கோட்டை (படம் 9D) தருகிறது, அதில் இருந்து ∆S மற்றும் ∆H ஐ தீர்மானிக்க முடியும்.
எதிர்மறை ΔH மதிப்பு செயல்முறை வெப்பமடைவதைக் குறிக்கிறது. மறுபுறம், ΔH மதிப்பு உடல் உறிஞ்சுதல் செயல்முறைக்குள் உள்ளது. அட்டவணை 3 இல் உள்ள எதிர்மறை ΔG மதிப்புகள் உறிஞ்சுதல் சாத்தியம் மற்றும் தன்னிச்சையானது என்பதைக் குறிக்கிறது. ΔS இன் எதிர்மறை மதிப்புகள் திரவ இடைமுகத்தில் உறிஞ்சும் மூலக்கூறுகளின் உயர் வரிசையைக் குறிக்கின்றன (அட்டவணை 3).
அட்டவணை 4 rGO/nZVI கலவையை முந்தைய ஆய்வுகளில் தெரிவிக்கப்பட்ட மற்ற உறிஞ்சிகளுடன் ஒப்பிடுகிறது. VGO/nCVI கலவையானது அதிக உறிஞ்சுதல் திறனைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் DC நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளை நீரிலிருந்து அகற்றுவதற்கான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய பொருளாக இருக்கலாம் என்பது தெளிவாகிறது. கூடுதலாக, rGO/nZVI கலவைகளின் உறிஞ்சுதல் 60 நிமிட சமநிலை நேரத்துடன் கூடிய விரைவான செயல்முறையாகும். rGO/nZVI கலவைகளின் சிறந்த உறிஞ்சுதல் பண்புகளை rGO மற்றும் nZVI இன் சினெர்ஜிஸ்டிக் விளைவு மூலம் விளக்கலாம்.
rGO/nZVI மற்றும் nZVI வளாகங்களால் DC நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளை அகற்றுவதற்கான பகுத்தறிவு பொறிமுறையை புள்ளிவிவரங்கள் 10A, B விளக்குகிறது. DC உறிஞ்சுதலின் செயல்திறனில் pH இன் தாக்கம் குறித்த சோதனைகளின் முடிவுகளின்படி, pH 3 முதல் 7 வரை அதிகரித்து, rGO/nZVI கலவையில் DC உறிஞ்சுதல் மின்னியல் இடைவினைகளால் கட்டுப்படுத்தப்படவில்லை, ஏனெனில் அது ஒரு zwitterion ஆக செயல்படுகிறது; எனவே, pH மதிப்பில் ஏற்படும் மாற்றம் உறிஞ்சுதல் செயல்முறையை பாதிக்கவில்லை. பின்னர், ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு, ஹைட்ரோபோபிக் விளைவுகள் மற்றும் rGO/nZVI கலவை மற்றும் DC66 ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான π-π ஸ்டாக்கிங் இடைவினைகள் போன்ற மின்னியல் அல்லாத இடைவினைகள் மூலம் உறிஞ்சுதல் பொறிமுறையைக் கட்டுப்படுத்தலாம். அடுக்கு கிராபெனின் மேற்பரப்பில் உள்ள நறுமண அட்ஸார்பேட்டுகளின் பொறிமுறையானது π-π ஸ்டாக்கிங் இடைவினைகளால் முக்கிய உந்து சக்தியாக விளக்கப்பட்டுள்ளது என்பது அனைவரும் அறிந்ததே. கலப்பு என்பது π-π* மாற்றத்தின் காரணமாக அதிகபட்சமாக 233 nm இல் உறிஞ்சுதல் கொண்ட கிராபெனைப் போன்ற ஒரு அடுக்குப் பொருளாகும். DC adsorbate இன் மூலக்கூறு அமைப்பில் நான்கு நறுமண வளையங்கள் இருப்பதன் அடிப்படையில், நறுமண DC (π-எலக்ட்ரான் ஏற்பி) மற்றும் π-எலக்ட்ரான்கள் நிறைந்த பகுதிக்கு இடையே π-π- ஸ்டாக்கிங் இடைவினையின் ஒரு பொறிமுறை உள்ளது என்று அனுமானித்தோம். RGO மேற்பரப்பு. /nZVI கலவைகள். கூடுதலாக, அத்தி காட்டப்பட்டுள்ளது. 10B இல், DC உடனான rGO/nZVI கலவைகளின் மூலக்கூறு தொடர்புகளைப் படிக்க FTIR ஆய்வுகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன, மேலும் DC உறிஞ்சுதலுக்குப் பிறகு rGO/nZVI கலவைகளின் FTIR ஸ்பெக்ட்ரா படம் 10B இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. 10b. 2111 cm-1 இல் ஒரு புதிய உச்சநிலை காணப்படுகிறது, இது C=C பிணைப்பின் கட்டமைப்பின் அதிர்வுக்கு ஒத்திருக்கிறது, இது 67 rGO/nZVI இன் மேற்பரப்பில் தொடர்புடைய கரிம செயல்பாட்டுக் குழுக்களின் இருப்பைக் குறிக்கிறது. மற்ற சிகரங்கள் 1561 இலிருந்து 1548 செ.மீ.-1 ஆகவும் 1399 முதல் 1360 செ.மீ-1 ஆகவும் மாறுகின்றன, இது கிராபெனின் மற்றும் கரிம மாசுபடுத்தல்களை உறிஞ்சுவதில் π-π இடைவினைகள் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது என்பதை உறுதிப்படுத்துகிறது. DC உறிஞ்சுதலுக்குப் பிறகு, OH போன்ற சில ஆக்சிஜன் கொண்ட குழுக்களின் தீவிரம் 3270 cm-1 ஆகக் குறைந்தது, இது ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு என்பது உறிஞ்சும் வழிமுறைகளில் ஒன்றாகும் என்று கூறுகிறது. இவ்வாறு, முடிவுகளின் அடிப்படையில், rGO/nZVI கலவையில் DC உறிஞ்சுதல் முக்கியமாக π-π ஸ்டாக்கிங் இடைவினைகள் மற்றும் H-பத்திரங்கள் காரணமாக ஏற்படுகிறது.
rGO/nZVI மற்றும் nZVI வளாகங்கள் (A) மூலம் DC நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளின் உறிஞ்சுதலின் பகுத்தறிவு வழிமுறை. rGO/nZVI மற்றும் nZVI (B) இல் DC இன் FTIR உறிஞ்சுதல் நிறமாலை.
3244, 1615, 1546 மற்றும் 1011 செ.மீ.-1 இல் nZVI இன் உறிஞ்சுதல் பட்டைகளின் தீவிரம் nZVI (படம். 10B) உடன் ஒப்பிடும்போது nZVI இல் DC உறிஞ்சுதலுக்குப் பிறகு அதிகரித்தது, இது கார்பாக்சிலிக் அமிலத்தின் சாத்தியமான செயல்பாட்டுக் குழுக்களுடனான தொடர்புடன் தொடர்புடையதாக இருக்க வேண்டும். DC இல் O குழுக்கள். இருப்பினும், அனைத்து கவனிக்கப்பட்ட பட்டைகளிலும் இந்த குறைந்த சதவீத பரிமாற்றமானது, உறிஞ்சுதல் செயல்முறைக்கு முன் nZVI உடன் ஒப்பிடும்போது பைட்டோசிந்தெடிக் அட்ஸார்பென்ட்டின் (nZVI) உறிஞ்சுதல் செயல்திறனில் குறிப்பிடத்தக்க மாற்றம் இல்லை என்பதைக் குறிக்கிறது. nZVI71 உடன் சில DC அகற்றுதல் ஆராய்ச்சியின் படி, nZVI H2O உடன் வினைபுரியும் போது, ​​எலக்ட்ரான்கள் வெளியிடப்படுகின்றன, பின்னர் H+ ஆனது மிகவும் குறைக்கக்கூடிய செயலில் உள்ள ஹைட்ரஜனை உருவாக்க பயன்படுகிறது. இறுதியாக, சில கேஷனிக் சேர்மங்கள் செயலில் உள்ள ஹைட்ரஜனில் இருந்து எலக்ட்ரான்களை ஏற்றுக்கொள்கின்றன, இதன் விளைவாக -C=N மற்றும் -C=C-, இது பென்சீன் வளையத்தின் பிளவுக்குக் காரணம்.