Misaotra anao nitsidika ny Nature.com. Ny kinova browser ampiasainao dia manana fanohanana CSS voafetra. Mba hahazoana traikefa tsara indrindra, manoro hevitra anao izahay hampiasa navigateur nohavaozina (na esory ny Compatibility Mode amin'ny Internet Explorer). Mandritra izany fotoana izany, mba hiantohana ny fanohizana ny fanohanana, dia hanolotra ny tranokala tsy misy fomba sy JavaScript izahay.
Ao amin'ity asa ity, ny rGO/nZVI composites dia novolavolaina voalohany tamin'ny fampiasana fomba tsotra sy ara-tontolo iainana amin'ny fampiasana ravinkazo mavo Sophora ho toy ny fampihenana sy stabiliser mba hanarahana ny fitsipiky ny simia "maitso", toy ny synthesis simika tsy dia mampidi-doza. Fitaovana maromaro no nampiasaina mba hanamarinana ny fahombiazan'ny composites, toy ny SEM, EDX, XPS, XRD, FTIR, ary ny mety ho zeta, izay manondro ny famoronana composite mahomby. Ny fahafahan'ny fanesorana ny fitambarana tantara sy ny nZVI madio amin'ny fifantohana isan-karazany amin'ny doxycycline antibiotika dia nampitahaina tamin'ny fanadihadiana ny fiantraikan'ny synergistic eo amin'ny rGO sy nZVI. Eo ambanin'ny fepetra fanesorana 25mg L-1, 25 ° C ary 0.05g, ny tahan'ny fanesorana adsorptive nZVI madio dia 90%, raha ny tahan'ny fanesorana ny doxycycline amin'ny rGO / nZVI composite dia nahatratra 94.6%, nanamafy fa nZVI sy rGO. . Ny fizotry ny adsorption dia mifanaraka amin'ny baiko pseudo-segondra ary mifanaraka tsara amin'ny modely Freundlich miaraka amin'ny fahaiza-manaon'ny adsorption ambony indrindra amin'ny 31.61 mg g-1 amin'ny 25 ° C sy pH 7. Natolotra ny mekanika mety amin'ny fanesorana ny DC. Fanampin'izany, ny reusability ny rGO / nZVI composite dia 60% taorian'ny tsingerina fanavaozana enina misesy.
Loza mitatao ho an'ny firenena rehetra izao ny tsy fahampian-drano sy ny loto. Tao anatin'ny taona vitsivitsy izay, nitombo ny fahalotoan'ny rano, indrindra fa ny fandotoana antibiotika, noho ny fitomboan'ny famokarana sy ny fanjifana mandritra ny valan'aretina COVID-191,2,3. Noho izany, asa maika ny fampandrosoana ny teknolojia mahomby amin'ny fanafoanana ny antibiotika amin'ny rano maloto.
Ny iray amin'ireo antibiotika semi-synthetic mahatohitra avy amin'ny vondrona tetracycline dia doxycycline (DC)4,5. Voalaza fa ny sisa tavela amin'ny rano ambanin'ny tany sy ny rano ambonin'ny tany dia tsy azo simbaina, 20-50% ihany no metabolized ary ny ambiny dia avoaka amin'ny tontolo iainana, miteraka olana ara-tontolo iainana sy ara-pahasalamana.
Ny fiposahan'ny DC amin'ny haavo ambany dia mety hamono ireo microorganisms photosynthetic ao anaty rano, manohintohina ny fiparitahan'ny bakteria antimikrobia, ary mampitombo ny fanoherana antimikrobia, noho izany dia tsy maintsy esorina amin'ny rano maloto io loto io. Ny fanimbana voajanahary ny DC ao anaty rano dia dingana miadana be. Ny fizotry ny fizika-simika toy ny photolysis, ny biodegradation ary ny adsorption dia mety hiharatsy raha tsy amin'ny hafanana ambany sy amin'ny tahan'ny ambany dia ambany7,8. Na izany aza, ny fomba ara-toekarena, tsotra, ara-tontolo iainana, mora raisina ary mahomby dia ny adsorption9,10.
Nano zero valent iron (nZVI) dia fitaovana mahery vaika afaka manala antibiotika maro amin'ny rano, anisan'izany ny metronidazole, diazepam, ciprofloxacin, chloramphenicol, ary tetracycline. Io fahaiza-manao io dia noho ny toetra mahagaga ananan'ny nZVI, toy ny fihenjanana avo lenta, ny velaran-tany midadasika, ary ny toerana mamatotra ivelany maro11. Na izany aza, ny nZVI dia mora mitambatra amin'ny haino aman-jery misy rano noho ny herin'ny van der Wells sy ny fananana magnetika avo lenta, izay mampihena ny fahombiazany amin'ny fanesorana ny loto noho ny fiforonan'ny sosona oksizenina izay manakana ny fihetsik'i nZVI10,12. Ny fivondronan'ny poti-nZVI dia azo ahena amin'ny alàlan'ny fanovana ny endrik'izy ireo amin'ny surfactants sy polymers na amin'ny fampifangaroana azy ireo amin'ny nanomaterials hafa amin'ny endrika composites, izay voaporofo fa fomba mahomby hanatsarana ny fahamarinany amin'ny tontolo iainana13,14.
Graphene dia nanomaterial karbônina roa dimanjato ahitana atôma karbônina sp2-hybridized voalamina ao anaty makarakara honeycomb. Manana velaran-tany midadasika izy io, tanjaky ny mekanika manan-danja, hetsika electrocatalytic tena tsara, conductivity mafana avo lenta, fivezivezena elektronika haingana, ary fitaovam-pitaterana sahaza hanohanana ny nanopartikely tsy organika eo amin'ny velarantany. Ny fitambaran'ny metaly nanopartikely sy graphene dia afaka mihoatra lavitra noho ny tombontsoa manokana ho an'ny fitaovana tsirairay ary, noho ny toetra ara-batana sy simika ambony, dia manome fizarana tsara indrindra amin'ny nanopartikely ho an'ny fitsaboana rano mahomby15.
Ny fitrandrahana avy amin'ny zavamaniry no safidy tsara indrindra amin'ny fanafody simika mampidi-doza izay matetika ampiasaina amin'ny fampifangaroana ny oxide graphene oxide (rGO) sy ny nZVI mihena satria misy izy ireo, mora, dingana iray, azo antoka amin'ny tontolo iainana, ary azo ampiasaina ho toy ny fitaovana fampihenana. toy ny flavonoids sy phenolic compounds koa dia miasa toy ny stabilizer. Noho izany, ny ravinkazo Atriplex halimus L. dia nampiasaina ho fitaovana fanamboarana sy fanakatonana ho an'ny synthesis ny rGO / nZVI composites amin'ity fandalinana ity. Atriplex halimus avy amin'ny fianakaviana Amaranthaceae dia hazo kesika be fitiavana azota izay manana faritra ara-jeografika midadasika16.
Araka ny literatiora misy, ny Atriplex halimus (A. halimus) dia nampiasaina voalohany tamin'ny fanaovana composites rGO / nZVI ho fomba fiasa ara-toekarena sy ara-tontolo iainana. Araka izany, ny tanjon'ity asa ity dia ahitana fizarana efatra: (1) phytosynthesis ny rGO/nZVI sy ny ray aman-dreny nZVI composites mampiasa A. halimus aquatic nalaina ravinkazo, (2) toetra mampiavaka ny phytosynthesized composites mampiasa fomba maro mba hanamafisana ny fahombiazan'ny fanamboarana, (3 ) mianatra ny synergistic vokatry ny rGO sy nZVI amin'ny adsorption sy ny fanesorana ny organika loto ny doxycycline antibiotika eo ambanin'ny fanehoan-kevitra samy hafa masontsivana, manatsara ny toetry ny adsorption dingana, (3) manadihady fitaovana mitambatra amin'ny fitsaboana mitohy isan-karazany aorian'ny fanodinana tsingerin'ny.
Doxycycline hydrochloride (DC, MM = 480.90, formula simika C22H24N2O · HCl, 98%), hexahydrate chloride vy (FeCl3.6H2O, 97%), vovoka graphite novidina avy any Sigma-Aldrich, Etazonia. Ny sodium hydroxide (NaOH, 97%), ethanol (C2H5OH, 99.9%) ary asidra hydrochloric (HCl, 37%) dia novidina tany Merck, Etazonia. NaCl, KCl, CaCl2, MnCl2 ary MgCl2 dia novidina tao amin'ny Tianjin Comio Chemical Reagent Co., Ltd. Ny reagents rehetra dia manana fahadiovana avo lenta. Ny rano voadio indroa no nampiasaina mba hanomanana ny vahaolana rehetra.
Ny santionan'ny A. halimus dia nangonina avy amin'ny toeram-ponenany voajanahary ao amin'ny Vinalin'i Neily sy any amin'ny morontsirak'i Mediterane any Ejipta. Nangonina araka ny toromarika mihatra amin'ny firenena sy iraisam-pirenena17 ny fitaovam-pambolena. Ny Prof. Manal Fawzi dia namantatra ireo karazan-javamaniry araka ny Boulos18, ary ny Departemantan'ny Siansa momba ny Tontolo Iainana ao amin'ny Oniversiten'i Alexandria dia manome alalana ny fanangonana karazan-javamaniry nodinihina ho an'ny tanjona siantifika. Voucher santionany dia atao ao amin'ny Tanta University Herbarium (TANE), voucher nos. 14 122–14 127, herbarium ho an'ny daholobe izay manome fahafahana miditra amin'ny fitaovana napetraka. Ankoatra izany, mba hanesorana vovoka na loto dia tapaho kely ny ravin’ilay zavamaniry, kobanina in-3 amin’ny paompy sy rano voadio, ary avy eo maina amin’ny 50°C. Nopotehina ilay zavamaniry, natsofoka tao anaty rano 100 ml ny vovon-tsavony 5 g ary natsofoka tamin'ny 70 ° C nandritra ny 20 minitra mba hahazoana fitrandrahana. Ny nalaina avy amin'ny Bacillus nicotianae dia voasivana tamin'ny alalan'ny taratasy Whatman sivana ary tehirizina ao anaty fantsona madio sy sterilized amin'ny 4 ° C mba hampiasaina bebe kokoa.
Araka ny asehon'ny sary 1, ny GO dia natao tamin'ny vovon-grafika tamin'ny alàlan'ny fomba Hummers novaina. 10 mg ny vovoka GO dia niparitaka tao amin'ny 50 ml ny deionized rano nandritra ny 30 minitra eo ambanin'ny sonication, ary avy eo 0.9 g ny FeCl3 sy 2.9 g ny NaAc dia nafangaro nandritra ny 60 min. 20 ml ny ravinkazo atriplex dia nampiana ny vahaolana mihetsiketsika miaraka amin'ny famporisihana ary navela tamin'ny 80 ° C nandritra ny 8 ora. Voasivana ny fampiatoana mainty vokatr'izany. Ny nanocomposites efa voaomana dia nosasana tamin'ny ethanol sy ny rano bidistilled ary avy eo dia maina tao anaty lafaoro banga tamin'ny 50 ° C nandritra ny 12 ora.
Sarin'ny schematic sy nomerika amin'ny synthesis maitso ny rGO / nZVI sy nZVI complexes ary ny fanesorana ny antibiotika DC amin'ny rano voapoizina amin'ny fampiasana Atriplex halimus extract.
Fohy, araka ny asehon'ny sary 1, 10 ml ny chloride vy vahaolana misy 0,05 M Fe3+ ion dia nampidina tsikelikely ny 20 ml ny ravina mangidy vahaolana nalaina nandritra ny 60 minitra miaraka amin'ny hafanana antonony sy ny fihetsehana, ary avy eo ny vahaolana dia centrifuged amin'ny. 14.000 rpm (Hermle , 15.000 rpm) mandritra ny 15 mn mba hanomezana poti-mainty, izay nosasana in-3 tamin’ny ethanol sy rano voadio ary avy eo maina tao anaty lafaoro banga amin’ny 60° C. mandritra ny alina.
Ny fitambaran'ny rGO/nZVI sy nZVI vita amin'ny zavamaniry dia nasehon'ny spectroscopy hita maso (T70/T80 series UV/Vis spectrophotometers, PG Instruments Ltd, UK) ao anatin'ny 200-800 nm. Mba handinihana ny topografika sy ny fizarana haben'ny rGO / nZVI sy nZVI composites, TEM spectroscopy (JOEL, JEM-2100F, Japana, manafaingana ny voltase 200 kV) dia nampiasaina. Mba hanombanana ireo vondrona miasa izay mety ho tafiditra amin'ny fitrandrahana zavamaniry tompon'andraikitra amin'ny fizotran'ny fanarenana sy ny fanamafisana, dia natao ny spectroscopy FT-IR (spektrometer JASCO amin'ny 4000-600 cm-1). Ho fanampin'izany, ny mpandinika mety ho zeta (Zetasizer Nano ZS Malvern) dia nampiasaina mba handinihana ny fiampangana ambonin'ny nanomaterials namboarina. Ho an'ny fandrefesana ny diffraction X-ray amin'ny nanomaterials vovoka, dia nampiasaina ny diffractometer X-ray (X'PERT PRO, Holandy), miasa amin'ny ankehitriny (40 mA), volt (45 kV) ao amin'ny 2θ eo anelanelan'ny 20 ° ka hatramin'ny 80. ° ary taratra CuKa1 (\(\lambda =\ ) 1,54056 Ao). Ny spectrometer X-ray dispersive angovo (EDX) (modely JEOL JSM-IT100) dia tompon'andraikitra amin'ny fandalinana ny singa singa rehefa manangona Al K-α monochromatic X-ray avy amin'ny -10 ka hatramin'ny 1350 eV amin'ny XPS, habe 400 μm K-ALPHA (Thermo Fisher Scientific, Etazonia) ny angovo fampitana ny spectrum feno dia 200 eV ary ny spectrum tery dia 50 eV. Ny santionan'ny vovony dia tsindriana eo amin'ny fitoeran'ny santionany, izay apetraka ao anaty efitrano banga. Ny spektrum C 1 dia nampiasaina ho fanondroana amin'ny 284.58 eV hamaritana ny angovo mamatotra.
Ny fanandramana adsorption dia natao mba hitsapana ny fahombiazan'ny nanocomposites rGO / nZVI synthesized amin'ny fanesorana doxycycline (DC) amin'ny vahaolana aqueous. Ny fanandramana adsorption dia natao tao amin'ny tavoahangin'ny Erlenmeyer 25 ml amin'ny hafainganam-pandehan'ny 200 rpm amin'ny shaker orbital (Stuart, Orbital Shaker / SSL1) amin'ny 298 K. Amin'ny alàlan'ny fanalefahana ny vahaolana DC stock (1000 ppm) amin'ny rano bidistilled. Mba hanombanana ny fiantraikan'ny dosage rGO / nSVI amin'ny fahombiazan'ny adsorption, nanocomposites amin'ny lanjany samihafa (0.01-0.07 g) dia nampiana 20 ml ny vahaolana DC. Mba hianarana ny kinetika sy ny adsorption isotherms, 0.05 g ny adsorbent dia natsofoka tao anaty ranon-drivotra CD misy fifantohana voalohany (25-100 mg L-1). Ny fiantraikan'ny pH amin'ny fanesorana ny DC dia nodinihina tamin'ny pH (3-11) ary ny fifantohana voalohany amin'ny 50 mg L-1 amin'ny 25 ° C. Ampifanaraho ny pH an'ny rafitra amin'ny fampidirana vahaolana HCl na NaOH kely (Crison pH meter, pH meter, pH 25). Fanampin'izany, nodinihina ny fiantraikan'ny mari-pana amin'ny fanandramana adsorption amin'ny 25-55 ° C. Ny fiantraikan'ny tanjaky ny ionika amin'ny dingan'ny adsorption dia nodinihina tamin'ny fampidirana isan-karazany ny NaCl (0.01-4 mol L-1) amin'ny fifantohana voalohany amin'ny DC 50 mg L-1, pH 3 ary 7), 25 ° C, ary fatra adsorbent 0,05 g. Ny adsorption ny DC tsy-adsorbed dia norefesina tamin'ny fampiasana spektrophotometer UV-Vis roa (andian-dahatsoratra T70 / T80, PG Instruments Ltd, UK) miaraka amin'ny cuvettes quartz 1.0 cm amin'ny halavan'ny onjam-be (λmax) amin'ny 270 sy 350 nm. Ny isan-jaton'ny fanesorana ny antibiotika DC (R%; Eq. 1) sy ny habetsahan'ny adsorption DC, qt, Eq. 2 (mg / g) dia norefesina tamin'ny fampiasana ity fampitoviana manaraka ity.
izay ny %R dia ny fahafahan'ny fanesorana DC (%), ny Co dia ny fifantohana DC voalohany amin'ny fotoana 0, ary ny C dia ny fifantohana DC amin'ny fotoana t, tsirairay avy (mg L-1).
izay qe dia ny habetsahan'ny DC voavoly isaky ny lanjan'ny adsorbent (mg g-1), Co sy Ce dia ny fifantohana amin'ny fotoana aotra ary amin'ny equilibrium, tsirairay avy (mg l-1), V ny habetsahan'ny vahaolana (l) , ary m ny adsorption mass reagent (g).
Ny sary SEM (sary 2A-C) dia mampiseho ny morphologie lamellar amin'ny rGO / nZVI composite miaraka amin'ny nanoparticles vy spherical miparitaka eny ambonin'ny tany, izay manondro ny fampifandraisana mahomby amin'ny nZVI NPs amin'ny rGO surface. Ankoatra izany, misy ketrona sasany ao amin'ny ravina rGO, manamafy ny fanesorana ireo vondrona misy oksizenina miaraka amin'ny famerenana amin'ny laoniny ny A. halimus GO. Ireo ketrona lehibe ireo dia miasa toy ny tranokala ho an'ny fametahana vy NPs mavitrika. Ny sary nZVI (sary 2D-F) dia naneho fa ny NPs vy spherical dia tena miparitaka ary tsy mitambatra, izay noho ny toetran'ny coating ny singa botanika amin'ny fitrandrahana zavamaniry. Ny haben'ny poti dia miovaova ao anatin'ny 15-26 nm. Na izany aza, ny faritra sasany dia manana morphologie mesoporous miaraka amin'ny firafitry ny bulges sy ny lavaka, izay afaka manome fahaiza-manao adsorption mahomby amin'ny nZVI, satria afaka mampitombo ny mety hisian'ny molekiola DC eo ambonin'ny nZVI. Rehefa nampiasaina ny fitrandrahana Rosa Damascus ho an'ny synthesis ny nZVI, ny NPs azo dia tsy mitovy, miaraka amin'ny voids sy ny endrika samihafa, izay mampihena ny fahombiazany amin'ny adsorption Cr (VI) ary mampitombo ny fotoana fanehoan-kevitra 23 . Ny valiny dia mifanaraka amin'ny nZVI novolavolaina avy amin'ny ravinkazo oaka sy mulberry, izay tena nanopartikely boribory misy habe nanometer isan-karazany tsy misy fivondronana mazava.
Sary SEM amin'ny rGO / nZVI (AC), nZVI (D, E) composites ary EDX modely amin'ny nZVI / rGO (G) sy nZVI (H) composites.
Ny firafitry ny singa rGO / nZVI sy nZVI composites vita amin'ny zavamaniry dia nodinihina tamin'ny fampiasana EDX (sary 2G, H). Ny fanadihadiana dia mampiseho fa ny nZVI dia ahitana karbaona (38,29% amin'ny mass), oksizenina (47,41% amin'ny mass) ary vy (11,84% amin'ny mass), saingy misy singa hafa toy ny phosphorus24, izay azo avy amin'ny fitrandrahana zavamaniry. Ankoatr'izay, ny isan-jaton'ny karbônina sy oksizenina dia noho ny fisian'ny phytochemical avy amin'ny fitrandrahana zavamaniry ao anaty santionany nZVI ambanin'ny tany. Ireo singa ireo dia mizara mitovy amin'ny rGO saingy amin'ny tahan'ny samihafa: C (39.16 wt%), O (46.98 wt%) ary Fe (10.99 wt%), EDX rGO / nZVI dia mampiseho koa ny fisian'ny singa hafa toy ny S, izay azo ampifandraisina amin'ny fitrandrahana zavamaniry, dia ampiasaina. Ny tahan'ny C: O amin'izao fotoana izao sy ny votoatin'ny vy ao amin'ny rGO / nZVI composite mampiasa A. halimus dia tsara kokoa noho ny fampiasana ny ravinkazo eucalyptus, satria mampiavaka ny firafitry ny C (23.44 wt.%), O (68.29 wt.%). ary Fe (8,27 wt.%). wt %) 25. Nataša et al., 2022 dia nitatitra ny firafitry ny singa mitovy amin'ny nZVI novolavolaina avy amin'ny ravina oaka sy mulberry ary nanamafy fa ny vondrona polyphenol sy ny molekiola hafa ao anatin'ny fitrandrahana ravina dia tompon'andraikitra amin'ny fizotran'ny fampihenana.
Ny morphologie an'ny nZVI novolavolaina tamin'ny zavamaniry (sary S2A,B) dia boribory ary tsy ara-dalàna amin'ny ampahany, miaraka amin'ny haben'ny ampahany amin'ny 23.09 ± 3.54 nm, na izany aza, ny aggregate rojo dia voamarika noho ny hery van der Waals sy ny ferromagnetism. Ity bikan'ny ampahany betsaka amin'ny granular sy spherical ity dia mifanaraka tsara amin'ny valin'ny SEM. Hitan'i Abdelfatah et al. tamin'ny taona 2021 rehefa nampiasaina tamin'ny fanamboarana ny nZVI11 ny fitrandrahana ravin'ny tsaramaso. Ny ravinkazo Ruelas tuberosa NPs ampiasaina ho toy ny mpanangona amin'ny nZVI dia manana endrika boribory misy savaivony 20 hatramin'ny 40 nm26.
Hybrid rGO/nZVI composite TEM sary (sary S2C-D) dia nampiseho fa rGO dia fototra fiaramanidina misy sisiny vala sy ketrona manome toerana loading maro ho an'ny nZVI NPs; Ity morphologie lamellar ity koa dia manamafy ny fahombiazan'ny famoronana rGO. Ankoatr'izay, ny nZVI NPs dia manana endrika boribory misy habe amin'ny 5.32 ka hatramin'ny 27 nm ary tafiditra ao amin'ny sosona rGO miaraka amin'ny fanaparitahana saika mitovy. Ny fitrandrahana ravina eucalyptus dia nampiasaina hanamboarana Fe NPs / rGO; Ny valin'ny TEM dia nanamafy ihany koa fa ny ketrona ao amin'ny sosona rGO dia nanatsara ny fiparitahan'ny Fe NPs mihoatra noho ny Fe NPs madio ary nampitombo ny fihetsik'ireo composites. Ny vokatra mitovy amin'izany dia azon'i Bagheri et al. 28 rehefa noforonina tamin'ny fampiasana teknika ultrasonic miaraka amin'ny haben'ny nanoparticle vy eo ho eo amin'ny 17.70 nm eo ho eo ny fitambarana.
Ny spectra FTIR an'ny A. halimus, nZVI, GO, rGO, ary rGO / nZVI composites dia aseho amin'ny sary. 3A. Ny fisian'ny vondrona miasa ambonin'ny tany amin'ny ravina A. halimus dia miseho amin'ny 3336 cm-1, izay mifanitsy amin'ny polyphenols, ary 1244 cm-1, izay mifanitsy amin'ny vondrona carbonyl novokarin'ny proteinina. Ny vondrona hafa toy ny alkana amin'ny 2918 cm-1, ny alkène amin'ny 1647 cm-1 ary ny fanitarana CO-O-CO amin'ny 1030 cm-1 dia voamarika ihany koa, manolo-kevitra ny fisian'ireo singa fototra izay miasa toy ny famehezana ary tompon'andraikitra amin'ny fanarenana. manomboka amin'ny Fe2+ mankany Fe0 ary mandehana mankany rGO29. Amin'ny ankapobeny, ny spectra nZVI dia mampiseho ny tampon'ny absorption mitovy amin'ny siramamy mangidy, saingy misy toerana somary miova. Ny tarika mahery vaika dia miseho amin'ny 3244 cm-1 mifandray amin'ny OH mivelatra vibration (phenols), ny tampon'isa amin'ny 1615 dia mifanitsy amin'ny C=C, ary ny tarika amin'ny 1546 sy 1011 cm-1 dia mipoitra noho ny fanitarana ny C=O (polyphenols sy flavonoids) , CN -vondrona amine aromatika sy amine alifatika dia hita ihany koa amin'ny 1310 cm-1 sy 1190 cm-1, tsirairay avy13. Ny spektrum FTIR an'ny GO dia mampiseho ny fisian'ny vondrona misy oksizenina mahery vaika maro, anisan'izany ny tarika mihinjitra alkoxy (CO) amin'ny 1041 cm-1, ny tarika mivelatra epoxy (CO) amin'ny 1291 cm-1, C = O mivelatra. Nisy tarika C=C mihinjitra vibration amin'ny 1619 cm-1, tarika iray ao amin'ny 1708 cm-1 ary tarika midadasika amin'ny vondrona OH mivelatra vibration amin'ny 3384 cm-1 niseho, izay nohamafisin'ny fomba Hummers nohatsaraina, izay mahomby oxidizes ny dingana grafita. Rehefa mampitaha rGO sy rGO/nZVI composite miaraka amin'ny GO spectra, ny hamafin'ny vondrona misy oksizenina sasany, toy ny OH amin'ny 3270 cm-1, dia mihena be, fa ny hafa, toy ny C = O amin'ny 1729 cm-1, dia mihena tanteraka. mihena. nanjavona, izay manondro ny fanesorana mahomby ireo vondrona miasa misy oksizenina ao GO amin'ny alàlan'ny fitrandrahana A. halimus. Ny tampon'ny rGO vaovao amin'ny fihenjanana C = C dia hita manodidina ny 1560 sy 1405 cm-1, izay manamafy ny fihenan'ny GO mankany rGO. Ny fiovaovan'ny 1043 ka hatramin'ny 1015 cm-1 ary ny 982 hatramin'ny 918 cm-1 dia hita, angamba noho ny fampidirana fitaovana fambolena31,32. Weng et al., 2018 koa dia nanamarika ny fihenan'ny vondrona miasa oksizenina ao amin'ny GO, izay manamafy ny fahombiazan'ny rGO amin'ny alàlan'ny bioreduction, satria ny fitrandrahana ravina eucalyptus, izay nampiasaina mba hanambatra ny vy graphene oxide composites, dia nampiseho akaiky kokoa ny FTIR spectra amin'ny singa fototra. vondrona miasa. 33 .
A. FTIR spectrum of gallium, nZVI, rGO, GO, composite rGO/nZVI (A). Ny roentgenogrammy dia mitambatra rGO, GO, nZVI ary rGO/nZVI (B).
Ny fiforonan'ny rGO/nZVI sy nZVI composites dia nohamafisin'ny lamina diffraction X-ray (sary 3B). Nisy tampon'isa Fe0 mahery vaika hita tamin'ny 2Ɵ 44.5°, mifanandrify amin'ny fanondro (110) (JCPDS n° 06–0696)11. Ny tampon'isa iray hafa amin'ny 35.1 ° amin'ny fiaramanidina (311) dia omena ny magnetite Fe3O4, 63.2 ° dia mety mifandray amin'ny tondro Miller amin'ny fiaramanidina (440) noho ny fisian'ny ϒ-FeOOH (JCPDS laharana 17-0536)34. Ny lamina X-ray an'ny GO dia mampiseho tampony maranitra amin'ny 2Ɵ 10.3° ary tampony iray hafa amin'ny 21.1°, manondro ny exfoliation tanteraka ny grafita ary manasongadina ny fisian'ny vondrona misy oksizenina eo amin'ny tampon'ny GO35. Ny lamina composite an'ny rGO sy rGO/nZVI dia nandrakitra ny fanjavonan'ny tampon'ny GO sy ny fiforonan'ny tampon'ny rGO midadasika amin'ny 2Ɵ 22.17 sy 24.7° ho an'ny composites rGO sy rGO/nZVI, izay nanamafy ny fahombiazan'ny fanarenana ny GO amin'ny alàlan'ny fitrandrahana zavamaniry. Na izany aza, ao amin'ny lamina rGO / nZVI composite, ny tampon'isa fanampiny mifandraika amin'ny fiaramanidina lattice an'ny Fe0 (110) sy bcc Fe0 (200) dia hita ao amin'ny 44.9 \ (^ \ circ \) ary 65.22 \ (^ \ circ \), tsirairay avy. .
Ny potentiel zeta dia ny mety misy eo amin'ny sosona ionika mipetaka amin'ny tampon'ny poti-javatra iray sy ny vahaolana misy rano izay mamaritra ny toetran'ny elektrôstatika amin'ny fitaovana iray ary mandrefy ny fahamarinany37. Ny famakafakana mety ho an'ny Zeta momba ny fitambaran'ny nZVI, GO, ary rGO / nZVI vita amin'ny zavamaniry dia nampiseho ny fahamarinany noho ny fisian'ny fiampangana ratsy -20.8, -22, ary -27.4 mV, tsirairay avy, eo amin'ny tarehiny, araka ny aseho amin'ny sary S1A- C. . Ny valiny toy izany dia mifanaraka amin'ny tatitra maromaro izay milaza fa ny vahaolana misy poti miaraka amin'ny sanda mety ho zeta latsaky ny -25 mV amin'ny ankapobeny dia mampiseho fahatoniana avo lenta noho ny fandroahana elektrostatika eo amin'ireo singa ireo. Ny fitambaran'ny rGO sy nZVI dia ahafahan'ny composite mahazo fiampangana ratsy kokoa ary noho izany dia manana fitoniana ambony kokoa noho ny GO na nZVI irery. Noho izany, ny fisehoan-javatra ny electrostatic repulsion dia hitarika ho amin'ny fananganana ny stable rGO / nZVI39 composites. Ny lafiny ratsy amin'ny GO dia mamela azy hiparitaka amin'ny alàlan'ny rano tsy misy agglomeration, izay miteraka fepetra tsara hifaneraserana amin'ny nZVI. Ny fiampangana ratsy dia mety misy ifandraisany amin'ny fisian'ny vondrona miasa samihafa ao amin'ny fitrandrahana melon mangidy, izay manamafy ihany koa ny fifandraisana misy eo amin'ny GO sy ny mpialoha lalana vy ary ny fitrandrahana zavamaniry mba hamorona rGO sy nZVI, tsirairay avy, ary ny complex rGO / nZVI. Ireo fitambarana zava-maniry ireo dia afaka miasa ho toy ny mpanangom-bokatra ihany koa, satria manakana ny fivondronan'ny nanopartikely aterak'izany ary mampitombo ny fahamarinany40.
Ny fitambaran'ny singa sy ny toetry ny valence nZVI sy rGO / nZVI composites dia nofaritan'ny XPS (sary 4). Ny fandinihana XPS ankapobeny dia nampiseho fa ny rGO/nZVI composite dia tena ahitana singa C, O, ary Fe, mifanaraka amin'ny sarintany EDS (sary 4F–H). Ny spektrum C1 dia misy tampony telo amin'ny 284.59 eV, 286.21 eV ary 288.21 eV misolo tena ny CC, CO ary C=O. Ny spectrum O1s dia nizara ho tampony telo, anisan'izany ny 531.17 eV, 532.97 eV, ary 535.45 eV, izay nomena ny vondrona O = CO, CO, ary NO. Na izany aza, ny tampon'isa amin'ny 710.43, 714.57 ary 724.79 eV dia manondro Fe 2p3/2, Fe+3 ary Fe p1/2. Ny spectra XPS an'ny nZVI (sary 4C-E) dia nampiseho tampony ho an'ny singa C, O, ary Fe. Ny tendrony amin'ny 284.77, 286.25, ary 287.62 eV dia manamafy ny fisian'ny firaka vy-karbonina, satria izy ireo dia manondro CC, C-OH, ary CO. Ny spectrum O1s dia mifanandrify amin'ny tampony telo C-O / karibonetra vy (531.19 eV), radical hydroxyl (532.4 eV) ary O-C = O (533.47 eV). Ny tampony amin'ny 719.6 dia lazaina amin'ny Fe0, raha ny FeOOH dia mampiseho ny tampony amin'ny 717.3 sy 723.7 eV, ankoatra izany, ny tampon'ny 725.8 eV dia manondro ny fisian'ny Fe2O342.43.
XPS fandalinana ny nZVI sy rGO / nZVI composites, tsirairay avy (A, B). Ny spectra feno nZVI C1s (C), Fe2p (D), ary O1s (E) ary rGO/nZVI C1s (F), Fe2p (G), O1s (H).
Ny N2 adsorption / desorption isotherm (sary 5A, B) dia mampiseho fa ny fitambarana nZVI sy rGO / nZVI dia an'ny karazana II. Ankoatr'izay, ny faritra manokana (SBET) an'ny nZVI dia nitombo avy amin'ny 47.4549 ka hatramin'ny 152.52 m2 / g taorian'ny fahajambana tamin'ny rGO. Ity vokatra ity dia azo hazavaina amin'ny fihenan'ny toetran'ny magnetika nZVI taorian'ny fahajambana rGO, ka mampihena ny fivondronan'ny singa ary mampitombo ny velaran'ny composites. Ankoatra izany, araka ny asehon'ny sary 5C, ny habetsaky ny pore (8.94 nm) amin'ny rGO / nZVI composite dia ambony noho ny an'ny nZVI tany am-boalohany (2.873 nm). Ity vokatra ity dia mifanaraka amin'ny El-Monaem et al. 45 .
Mba hanombanana ny fahaiza-manaon'ny adsorption hanesorana DC eo anelanelan'ny rGO / nZVI composite sy ny nZVI tany am-boalohany miankina amin'ny fitomboan'ny fifantohana voalohany, ny fampitahana dia natao tamin'ny fampidirana dosie tsy tapaka isaky ny adsorbent (0.05 g) mankany DC amin'ny fifantohana voalohany isan-karazany. Vahaolana fanadihadiana [25]. –100 mg l–1] amin’ny 25°C. Ny valiny dia naneho fa ny fahombiazan'ny fanesorana (94.6%) ny rGO / nZVI composite dia ambony noho ny nZVI tany am-boalohany (90%) amin'ny fifantohana ambany kokoa (25 mg L-1). Na izany aza, rehefa nitombo ny fifantohana fanombohana ho 100 mg L-1, ny fahombiazan'ny fanesorana ny rGO / nZVI sy ny ray aman-dreny nZVI dia nidina ho 70% sy 65%, tsirairay avy (sary 6A), izay mety ho noho ny toerana mavitrika kokoa sy ny fahasimban'ny. nZVI poti. Mifanohitra amin'izany, rGO / nZVI dia nampiseho fahombiazana ambony kokoa amin'ny fanesorana DC, izay mety ho vokatry ny synergistic fiantraikany eo amin'ny rGO sy nZVI, izay toerana mavitrika azo ampiasaina ho an'ny adsorption dia ambony kokoa, ary amin'ny tranga rGO / nZVI, bebe kokoa. DC azo adsorbed noho ny tsy misy nZVI. Ankoatra izany, ao amin'ny fig. 6B dia mampiseho fa ny fahaizan'ny adsorption ny rGO / nZVI sy nZVI composite dia nitombo avy amin'ny 9.4 mg / g ho 30 mg / g ary 9 mg / g, miaraka amin'ny fitomboan'ny fifantohana voalohany amin'ny 25-100 mg / L. -1,1 hatramin'ny 28,73 mg g-1. Noho izany, ny tahan'ny fanesorana DC dia nifanaraka tamin'ny fifantohana DC voalohany, izay noho ny fetran'ny foibe fanehoan-kevitra tohanan'ny adsorbent tsirairay ho an'ny adsorption sy ny fanesorana ny DC amin'ny vahaolana. Noho izany, azo tsoahina avy amin'ireo vokatra ireo fa ny rGO / nZVI composites dia manana fahombiazana ambony kokoa amin'ny adsorption sy ny fampihenana, ary ny rGO amin'ny firafitry ny rGO / nZVI dia azo ampiasaina ho toy ny adsorbent sy ho fitaovana fitaterana.
Ny fahombiazan'ny fanesorana sy ny fahafahan'ny adsorption DC ho an'ny rGO / nZVI sy nZVI composite dia (A, B) [Co = 25 mg l-1-100 mg l-1, T = 25 ° C, dose = 0.05 g], pH. amin'ny fahaiza-manao adsorption sy ny fahombiazan'ny fanesorana DC amin'ny rGO / nZVI composites (C) [Co = 50 mg L-1, pH = 3-11, T = 25 ° C, dose = 0,05 g].
Ny vahaolana pH dia singa manan-danja amin'ny fandalinana ny fizotran'ny adsorption, satria misy fiantraikany amin'ny ambaratongan'ny ionization, ny speciation ary ny ionization ny adsorbent. Ny fanandramana dia natao tamin'ny 25 ° C miaraka amin'ny doka adsorbent tsy tapaka (0.05 g) ary ny fifantohana voalohany amin'ny 50 mg L-1 amin'ny pH (3-11). Araka ny fanadihadiana iray momba ny literatiora46, DC dia molekiola amphiphilika misy vondrona miasa ionizable (phenols, vondrona amino, alikaola) amin'ny haavon'ny pH isan-karazany. Vokatr'izany, ny fiasa isan-karazany amin'ny DC sy ny rafitra mifandraika amin'ny tontolon'ny rGO / nZVI composite dia mety hifanerasera amin'ny electrostatically ary mety misy toy ny cations, zwitterions, ary anion, ny molekiola DC dia misy toy ny cationic (DCH3 +) amin'ny pH <3.3, zwitterionic (DCH20) 3.3 < pH < 7.7 ary anionika (DCH− na DC2−) amin'ny PH 7.7. Vokatr'izany, ny fiasa isan-karazany amin'ny DC sy ny rafitra mifandraika amin'ny tontolon'ny rGO / nZVI composite dia mety hifanerasera amin'ny electrostatically ary mety misy toy ny cations, zwitterions, ary anion, ny molekiola DC dia misy toy ny cationic (DCH3 +) amin'ny pH <3.3, zwitterionic (DCH20) 3.3 < pH < 7.7 ary anionika (DCH- na DC2-) amin'ny PH 7.7. В результате различные функции ДК и связанных с ними структур на поверхности композита rGO/nZVI могут взаигут структур ут существовать в виде катионов, цвиттер-ионов и анионов, молекула ДК существует в виде катиона (DCH3+) пи3 рт ионный (DCH20) 3,3 < pH < 7,7 и анионный (DCH- na DC2-) при pH 7,7. Vokatr'izany, ny fiasa isan-karazany amin'ny DC sy ny rafitra mifandraika amin'ny tontolon'ny rGO / nZVI composite dia afaka mifandray amin'ny electrostatically ary mety misy amin'ny endrika cation, zwitterions, ary anion; ny molekiola DC dia misy toy ny cation (DCH3+) amin'ny pH <3.3; ionic (DCH20) 3.3 < pH < 7.7 ary anionika (DCH- na DC2-) amin'ny pH 7.7.因此，DC 的各种功能和rGO/nZVI 复合材料表面的相关结构可能会发生静电相互作用互作用互作用、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-) ary PH 7.7.因此, DC 的 种 功能 和 复合 材料 和 和 相关 结构 表面 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 在 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-) ary PH 7.7. Следовательно, различные функции ДК и родственных им структур на поверхности композита rGO/nZVI могут могут вступлеть ствия и существовать в виде катионов, цвиттер-ионов и анионов и анионов, а молекулы ДК являются катионными (+ДЦ3 рими (+ДЦ3 риными) Noho izany, ny fiasa isan-karazany amin'ny DC sy ny rafitra mifandraika amin'ny tontolon'ny rGO / nZVI composite dia afaka miditra amin'ny fifandraisana electrostatic ary misy amin'ny endrika cation, zwitterions ary anion, raha ny molekiola DC dia cationic (DCH3 +) amin'ny pH <3.3. Он существует виде цвиттер-иона (DCH20) при 3,3 < pH < 7,7 ary аниона (DCH- na DC2-) amin'ny pH 7,7. Izy io dia misy amin'ny zwitterion (DCH20) amin'ny 3.3 <pH <7.7 ary anion (DCH- na DC2-) amin'ny pH 7.7.Miaraka amin'ny fitomboan'ny pH avy amin'ny 3 ka hatramin'ny 7, ny fahaiza-manaon'ny adsorption sy ny fahombiazan'ny fanesorana DC dia nitombo avy amin'ny 11.2 mg / g (56%) ka hatramin'ny 17 mg / g (85%) (sary 6C). Na izany aza, rehefa nitombo ho 9 sy 11 ny pH, dia nihena kely ny fahafahan'ny adsorption sy ny fahombiazan'ny fanesorana, avy amin'ny 10.6 mg / g (53%) ka hatramin'ny 6 mg / g (30%). Miaraka amin'ny fitomboan'ny pH avy amin'ny 3 ka hatramin'ny 7, ny DC dia tena misy amin'ny endrika zwitterions, izay nahatonga azy ireo ho saika tsy ho voasarika amin'ny electrostatically na repulsed miaraka amin'ny composites rGO / nZVI, indrindra amin'ny fifandraisana electrostatic. Rehefa nitombo ny pH mihoatra ny 8.2, dia nisy fiampangana ratsy ny endrik'ilay adsorbent, noho izany dia nihena sy nihena ny fahaiza-manaon'ny adsorption noho ny fandroahana electrostatic eo amin'ny doxycycline tsy misy fiampangana sy ny endriky ny adsorbent. Ity fironana ity dia manoro hevitra fa ny adsorption DC amin'ny composites rGO / nZVI dia miankina amin'ny pH, ary ny valiny dia manondro ihany koa fa ny rGO / nZVI composites dia mety ho adsorbents ao anatin'ny fepetra asidra sy tsy miandany.
Ny fiantraikan'ny mari-pana amin'ny adsorption ny vahaolana aqueous DC dia natao tamin'ny (25-55 ° C). Ny sary 7A dia mampiseho ny fiantraikan'ny fiakaran'ny mari-pana amin'ny fahombiazan'ny fanesorana ny antibiotika DC amin'ny rGO / nZVI, dia mazava fa ny fahafahan'ny fanesorana sy ny adsorption dia nitombo avy amin'ny 83.44% sy 13.9 mg / g ho 47% ary 7.83 mg / g. , tsirairay avy. Ity fihenam-bidy lehibe ity dia mety noho ny fitomboan'ny angovo mafana amin'ny ion DC, izay mitarika amin'ny desorption47.
Ny fiantraikan'ny mari-pana amin'ny fahavitan'ny fanesorana sy ny fahaiza-manaon'ny CD amin'ny rGO/nZVI Composites (A) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, Dose = 0,05 g], Dose adsorbent amin'ny fahombiazan'ny fanesorana sy ny fahombiazan'ny CD Ny fiantraikan'ny CD Ny fifantohana voalohany amin'ny fahaiza-manao adsorption sy ny fahombiazan'ny fanesorana DC amin'ny 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, fatra = 0,05 g].
Ny fiantraikan'ny fampitomboana ny fatran'ny adsorbent composite rGO / nZVI avy amin'ny 0,01 g ka hatramin'ny 0,07 g amin'ny fahombiazan'ny fanesorana sy ny fahaiza-manaon'ny adsorption dia aseho amin'ny sary. 7B. Ny fitomboan'ny fatra amin'ny adsorbent dia nitarika ny fihenan'ny fahafahan'ny adsorption avy amin'ny 33.43 mg / g ho 6.74 mg / g. Na izany aza, miaraka amin'ny fitomboan'ny doka adsorbent avy amin'ny 0,01 g ka hatramin'ny 0,07 g, ny fahombiazan'ny fanesorana dia mitombo amin'ny 66,8% ka hatramin'ny 96%, izay, araka izany, dia mety mifandray amin'ny fitomboan'ny isan'ny foibe mavitrika eo amin'ny tontolon'ny nanocomposite.
Ny fiantraikan'ny fifantohana voalohany amin'ny fahaiza-manaon'ny adsorption sy ny fahombiazan'ny fanesorana [25-100 mg L-1, 25 ° C, pH 7, dose 0.05 g] dia nodinihina. Rehefa nitombo ny fifantohana voalohany tamin'ny 25 mg L-1 ka hatramin'ny 100 mg L-1, dia nihena ny isan-jaton'ny fanesorana ny rGO / nZVI composite avy amin'ny 94,6% ka hatramin'ny 65% (sary 7C), angamba noho ny tsy fisian'ny mavitrika tiana. tranokala. . Adsorbs lehibe concentrations ny DC49. Amin'ny lafiny iray, rehefa nitombo ny fifantohana voalohany, dia nitombo ihany koa ny fahafahan'ny adsorption avy amin'ny 9.4 mg / g ka hatramin'ny 30 mg / g mandra-pahatongan'ny equilibrium (sary 7D). Ity fanehoan-kevitra tsy azo ihodivirana ity dia noho ny fitomboan'ny herin'ny fiara miaraka amin'ny fifantohana DC voalohany lehibe kokoa noho ny fanoherana ny fifindran'ny ion DC mba hahatongavana amin'ny 50 amin'ny fitambaran'ny rGO/nZVI.
Ny fotoana fifandraisana sy ny fandalinana kinetika dia mikendry ny hahatakatra ny fotoana equilibrium amin'ny adsorption. Voalohany, ny habetsaky ny DC navotsotra nandritra ny 40 minitra voalohany tamin'ny fotoana nifandraisana dia tokony ho ny antsasaky ny totalin'ny totalin'ny fotoana iray manontolo (100 minitra). Raha ny molekiola DC amin'ny vahaolana dia mifandona ka mahatonga azy ireo hifindra haingana amin'ny tontolon'ny rGO / nZVI composite ka miteraka adsorption lehibe. Taorian'ny 40 min, nitombo tsikelikely ny adsorption DC ary tsikelikely mandra-pahatongan'ny equilibrium taorian'ny 60 min (sary 7D). Koa satria ny vola mety dia voavoly ao anatin'ny 40 minitra voalohany, dia ho vitsy kokoa ny fifandonana amin'ny molekiola DC ary ho vitsy kokoa ny toerana mavitrika ho an'ny molekiola tsy misy adsorbed. Noho izany dia azo ahena ny tahan'ny adsorption51.
Mba hahatakarana bebe kokoa ny kinetika adsorption, dia nampiasaina ny tsipika tsipika pseudo voalohany (sary 8A), pseudo faharoa (sary 8B), ary Elovich (sary 8C). Avy amin'ny mari-pamantarana azo avy amin'ny fandalinana kinetika (Table S1), dia lasa mazava fa ny modely pseudosecond no modely tsara indrindra amin'ny famaritana ny kinetika adsorption, izay ny sanda R2 dia napetraka ambony kokoa noho ireo modely roa hafa. Misy ihany koa ny fitoviana eo amin'ny fahaiza-manaon'ny adsorption (qe, cal). Ny filaharana pseudo-faharoa sy ny soatoavina andrana (qe, exp.) dia porofo fanampiny fa modely tsara kokoa noho ny modely hafa ny filaharana pseudo-faharoa. Araka ny aseho ao amin'ny tabilao 1, ny soatoavin'ny α (ny tahan'ny adsorption voalohany) sy ny β (desorption constant) dia manamafy fa ny tahan'ny adsorption dia ambony noho ny tahan'ny desorption, izay manondro fa ny DC dia mirona amin'ny adsorption mahomby amin'ny rGO / nZVI52 composite. .
Linear adsorption kinetika kinetika amin'ny pseudo-faharoa baiko (A), pseudo-first order (B) ary Elovich (C) [Co = 25–100 mg l–1, pH = 7, T = 25 °C, fatra = 0,05 g ].
Ny fandalinana ny isotherms adsorption dia manampy amin'ny famaritana ny fahaiza-manaon'ny adsorbent (RGO / nRVI composite) amin'ny fifantohana adsorbate isan-karazany (DC) sy ny hafanan'ny rafitra. Ny fahaiza-manaon'ny adsorption ambony indrindra dia nokajiana tamin'ny fampiasana ny isotherm Langmuir, izay nanondro fa homogeneous ny adsorption ary nahitana ny fananganana monolayer adsorbate eo amin'ny tontolon'ny adsorbent tsy misy fifandraisana eo amin'izy ireo53. Ny modely isotherm roa hafa be mpampiasa dia ny modely Freundlich sy Temkin. Na dia tsy ampiasaina amin'ny kajy ny fahaiza-manaon'ny adsorption aza ny modely Freundlich, dia manampy amin'ny fahatakarana ny fizotran'ny adsorption heterogène ary ny fahabangan-toerana amin'ny adsorbent dia manana angovo samihafa, raha ny modely Temkin dia manampy amin'ny fahazoana ny toetra ara-batana sy simika amin'ny adsorption54.
Ny sary 9A-C dia mampiseho ny tsipika andalana amin'ny modely Langmuir, Freindlich, ary Temkin. Ny soatoavina R2 kajy avy amin'ny tsipika Freundlich (sary 9A) sy Langmuir (sary 9B) ary aseho amin'ny tabilao 2 dia mampiseho fa ny adsorption DC amin'ny rGO / nZVI composite dia manaraka ny Freundlich (0.996) sy Langmuir (0.988) isotherm modely sy Temkin (0.985). Ny fahafahan'ny adsorption ambony indrindra (qmax), kajy amin'ny modelin'ny isotherm Langmuir, dia 31.61 mg g-1. Ho fanampin'izany, ny sandan'ny kajy amin'ny anton'ny fisarahana tsy misy refy (RL) dia eo anelanelan'ny 0 sy 1 (0.097), izay manondro ny fizotran'ny adsorption tsara. Raha tsy izany, ny fikajiana Freundlich constant (n = 2.756) dia manondro safidy ho an'ity dingana ity. Araka ny modely tsipika an'ny isotherm Temkin (sary 9C), ny adsorption DC amin'ny rGO / nZVI composite dia dingana adsorption ara-batana, satria ny b dia ˂ 82 kJ mol-1 (0.408)55. Na dia eo aza ny fanelanelanana ara-batana matetika amin'ny herin'ny van der Waals malemy, ny adsorption mivantana amin'izao fotoana izao amin'ny rGO / nZVI composites dia mitaky angovo adsorption ambany [56, 57].
Freundlich (A), Langmuir (B), ary Temkin (C) linear adsorption isotherms [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, dose = 0.05 g]. Sarin'ny equation van't Hoff ho an'ny adsorption DC amin'ny composites rGO/nZVI (D) [Co = 25–100 mg l-1, pH = 7, T = 25–55 °C ary dose = 0.05 g].
Mba hanombanana ny fiantraikan'ny fiovan'ny mari-pana amin'ny fanesorana DC avy amin'ny rGO / nZVI composites, ny mari-pamantarana thermodynamic toy ny fiovan'ny entropy (ΔS), ny fiovan'ny enthalpy (ΔH), ary ny fiovan'ny angovo maimaim-poana (ΔG) dia nokajiana avy amin'ny equations. 3 sy 458.
izay \({K}_{e}\)=\(\frac{{C}_{Ae}}{{C}_{e}}\) – thermodynamic équilibrium constant, Ce sy CAe – rGO ao anaty vahaolana, tsirairay / nZVI DC fifantohana amin'ny equilibrium ambonin'ny. R sy RT dia ny gazy tsy tapaka sy ny adsorption mari-pana, tsirairay avy. Ny fametahana ln Ke amin'ny 1/T dia manome tsipika mahitsy (sary 9D) izay ahafahana mamaritra ny ∆S sy ∆H.
Ny sanda ΔH négatif dia manondro fa ny dingana dia exothermic. Amin'ny lafiny iray, ny sandan'ny ΔH dia ao anatin'ny dingana adsorption ara-batana. Ny sanda ratsy ΔG ao amin'ny tabilao 3 dia manondro fa ny adsorption dia azo atao ary mandeha ho azy. Ny sanda ratsy amin'ny ΔS dia manondro ny filaharana avo lenta amin'ny molekiola adsorbent amin'ny interface tsara (Table 3).
Ny tabilao 4 dia mampitaha ny rGO / nZVI composite amin'ny adsorbents hafa voalaza tamin'ny fanadihadiana teo aloha. Mazava fa ny VGO/nCVI composite dia manana fahaiza-manao adsorption avo lenta ary mety ho fitaovana mampanantena hanesorana ny antibiotika DC amin'ny rano. Ankoatra izany, ny adsorption ny rGO / nZVI composites dia dingana haingana miaraka amin'ny fotoana equilibration 60 min. Ny fananana adsorption tsara indrindra amin'ny fitambarana rGO / nZVI dia azo hazavaina amin'ny fiantraikan'ny synergistic rGO sy nZVI.
Ny sary 10A, B dia mampiseho ny rafitra ara-drariny amin'ny fanesorana ny antibiotika DC amin'ny rGO / nZVI sy nZVI complexes. Araka ny vokatry ny fanandramana momba ny fiantraikan'ny pH amin'ny fahombiazan'ny DC adsorption, miaraka amin'ny fitomboan'ny pH avy amin'ny 3 ka hatramin'ny 7, ny adsorption DC amin'ny rGO / nZVI composite dia tsy voafehin'ny fifandraisana elektrostatika, satria niasa toy ny zwitterion; noho izany, ny fiovan'ny sanda pH dia tsy nisy fiantraikany tamin'ny fizotran'ny adsorption. Avy eo, ny mekanika adsorption dia azo fehezina amin'ny fifandraisana tsy electrostatic toy ny fatorana hydrogen, ny fiantraikan'ny hydrophobic, ary ny fifandraisana amin'ny π-π eo amin'ny rGO / nZVI composite sy DC66. Fantatra tsara fa ny mekanika amin'ny adsorbates aromatika eo amin'ny tontolon'ny graphene misy sosona dia nohazavain'ny π–π stacking fifaneraserana ho hery lehibe mitondra. Ny composite dia akora misy sosona mitovy amin'ny graphene miaraka amin'ny fisondrotana ambony indrindra amin'ny 233 nm noho ny fifindrana π-π*. Miorina amin'ny fisian'ny peratra aromatika efatra ao amin'ny firafitry ny molekiola amin'ny adsorbate DC, dia nihevitra izahay fa misy mekanika π-π-stacking fifandraisana eo amin'ny aromatika DC (π-electron acceptor) sy ny faritra manankarena amin'ny π-electrons amin'ny Ny fiovan'ny vidin'ny RGO. /nZVI composite. Fanampin'izany, araka ny asehon'ny sary. 10B, ny fandalinana FTIR dia natao mba handinihana ny fifandraisan'ny molekiolan'ny rGO / nZVI composites miaraka amin'ny DC, ary ny spectra FTIR an'ny rGO / nZVI composites aorian'ny adsorption DC dia aseho amin'ny sary 10B. 10b. Ny tampon'isa vaovao dia hita ao amin'ny 2111 cm-1, izay mifanitsy amin'ny fikotrokotroky ny rafitry ny fatorana C = C, izay manondro ny fisian'ireo vondrona miasa organika mifanaraka amin'izany eo amin'ny 67 rGO / nZVI. Ny tampon'isa hafa dia miova avy amin'ny 1561 mankany 1548 cm-1 ary avy amin'ny 1399 mankany 1360 cm-1, izay manamafy ihany koa fa ny fifandraisan'ny π-π dia manana anjara toerana lehibe eo amin'ny adsorption ny graphene sy ny loto organika68,69. Taorian'ny adsorption DC, ny hamafin'ny vondrona misy oksizenina sasany, toy ny OH, dia nihena ho 3270 cm-1, izay milaza fa ny fatorana hydrogen dia iray amin'ireo mekanika adsorption. Noho izany, mifototra amin'ny valiny, ny adsorption DC amin'ny composite rGO / nZVI dia mitranga indrindra noho ny fifandraisana π-π stacking sy H-fatorana.
Mekanisma rational ny adsorption ny antibiotika DC amin'ny rGO / nZVI sy nZVI complexes (A). FTIR adsorption spectra ny DC amin'ny rGO / nZVI sy nZVI (B).
Ny hamafin'ny tarika absorption nZVI amin'ny 3244, 1615, 1546, ary 1011 cm-1 dia nitombo taorian'ny adsorption DC amin'ny nZVI (sary 10B) raha ampitahaina amin'ny nZVI, izay tokony hifandray amin'ny fifandraisana amin'ny mety ho vondrona miasa amin'ny asidra carboxylic. O vondrona ao DC. Na izany aza, io isan-jaton'ny fifindrana amin'ny tarika rehetra voamarika io dia manondro fa tsy misy fiovana lehibe amin'ny fahombiazan'ny adsorption ny adsorbent phytosynthetic (nZVI) raha oharina amin'ny nZVI alohan'ny fizotran'ny adsorption. Araka ny fikarohana sasany momba ny fanesorana DC miaraka amin'ny nZVI71, rehefa mihetsika amin'ny H2O ny nZVI, dia avoaka ny elektrôna ary avy eo ny H+ dia ampiasaina hamokarana hydrogène mavitrika azo ahena. Farany, ny kationika sasany dia manaiky elektronika avy amin'ny hydrogène mavitrika, ka miteraka -C = N sy -C = C-, izay lazaina amin'ny fizarazarana ny peratra benzene.
Fotoana fandefasana: Nov-14-2022