Ташаккур ба шумо барои боздид аз Nature.com.Шумо версияи браузерро бо дастгирии маҳдуди CSS истифода мебаред.Барои таҷрибаи беҳтарин, мо тавсия медиҳем, ки шумо браузери навшударо истифода баред (ё Ҳолати мутобиқатро дар Internet Explorer хомӯш кунед).Илова бар ин, барои таъмини дастгирии доимӣ, мо сайтро бе услубҳо ва JavaScript нишон медиҳем.
Якбора карусели се слайдро намоиш медиҳад.Тугмаҳои Пешина ва Ояндаро истифода баред, то дар як вақт дар се слайд гузаред ё тугмаҳои слайдерро дар охир истифода баред, то дар як вақт аз се слайд гузаред.
Мавҷудияти металлҳое, ки аз радиатсияи микроволновка мебароянд, баҳсбарангез аст, зеро металлҳо ба осонӣ оташ мегиранд.Аммо ҷолиб он аст, ки муҳаққиқон дарёфтанд, ки падидаи разряди камон роҳи ояндадор барои синтези наноматериалҳо тавассути тақсим кардани молекулаҳо пешниҳод мекунад.Ин тадқиқот як усули синтетикии як қадам, вале дастрасро таҳия мекунад, ки гармкунии микроволновка ва камони барқро барои табдил додани равғани нахл ба нанокарбони магнитӣ (MNC) муттаҳид мекунад, ки онро метавон ҳамчун алтернативаи нав барои истеҳсоли равғани хурмо баррасӣ кард.Он синтези муҳити дорои сими пӯлоди зангногир (моҳидаи диэлектрикӣ) ва ферросен (катализатор) дар шароити қисман ғайрифаъолро дар бар мегирад.Ин усул барои гарм кардан дар диапазони харорат аз 190,9 то 472,0°С бо мухлатхои гуногуни синтез (10—20 дакика) бомуваффакият нишон дода шудааст.MNC-ҳои нав омодашуда сфераҳоро бо андозаи миёнаи 20,38–31,04 нм, сохтори мезопорозӣ (SBET: 14,83–151,95 м2/г) ва миқдори зиёди карбонҳои собит (52,79–71,24 ват.%), инчунин D ва G нишон доданд. бандҳо (ID / г) 0,98-0,99.Ташаккули қуллаҳои нав дар спектри FTIR (522,29–588,48 см–1) ба манфиати мавҷудияти пайвастагиҳои FeO дар ферросен шаҳодат медиҳад.Магнитометрҳо дар маводи ферромагнитӣ сершавии баланди магнитизатсияро (22,32–26,84 эму/г) нишон медиҳанд.Истифодаи MNC-ҳо дар коркарди оби партов тавассути арзёбии қобилияти адсорбсияи онҳо бо истифода аз санҷиши адсорбсияи кабуди метиленӣ (МБ) дар консентратсияи гуногун аз 5 то 20 ppm нишон дода шудааст.MNC-ҳои дар вақти синтез (20 дақиқа) ба даст овардашуда дар муқоиса бо дигарон самаранокии баландтарини адсорбсияро (10,36 мг/г) нишон доданд ва суръати аз байн бурдани рангҳои МБ 87,79% буд.Аз ин рӯ, арзишҳои Langmuir дар муқоиса бо арзишҳои Freundlich хушбин нестанд ва R2 тақрибан 0,80, 0,98 ва 0,99 барои MNCs дар 10 дақиқа (MNC10), 15 дақиқа (MNC15) ва 20 дақиқа (MNC20) синтез карда мешаванд.Дар натиҷа, системаи адсорбсия дар ҳолати гетерогенӣ қарор дорад.Аз ин рӯ, камон дар печи печи як усули умедбахши табдил додани CPO ба MNC, ки метавонад рангҳои зарароварро тоза кунад, пешниҳод мекунад.
Радиатсияи микроволновка метавонад қисмҳои ботинии маводро тавассути таъсири мутақобилаи молекулавии майдонҳои электромагнитӣ гарм кунад.Ин вокуниши микроволновка беназир аст, ки он ба аксуламали гармии зуд ва якхела мусоидат мекунад.Хамин тавр, процесси гармидихиро тезондан ва реаксияхои химиявиро вусъат додан мумкин аст2.Дар баробари ин, аз сабаби кӯтоҳтар шудани вақти реаксия, реаксияи печи метавонад дар ниҳоят маҳсулоти тозагии баланд ва ҳосили баландро ба даст орад3,4.Аз сабаби хосиятҳои аҷиби худ, радиатсияи микроволновка синтезҳои ҷолиби микроволновкаҳоро осон мекунад, ки дар бисёр тадқиқотҳо, аз ҷумла реаксияҳои кимиёвӣ ва синтези наноматериалҳо истифода мешаванд5,6.Дар ҷараёни гармкунӣ хосиятҳои диэлектрикии аксептор дар дохили муҳити атроф нақши ҳалкунанда мебозанд, зеро он дар муҳити атроф нуқтаи гармеро ба вуҷуд меорад, ки боиси пайдоиши нанокарбонҳои дорои морфология ва хосиятҳои гуногун мегардад.Таҳқиқот аз ҷониби Omoriyekomwan et al.Истеҳсоли нанофилҳои карбонии холӣ аз ядрои хурмо бо истифода аз карбони фаъолшуда ва нитроген8.Гайр аз ин, Фу ва Хамид истифодаи катализаторро барои истехсоли нахи нахли равгани карбон дар печи печи 350 W9 муайян карданд.Аз ин рӯ, як равиши шабеҳро барои табдил додани равғани хоми хурмо ба MNC тавассути ворид кардани партовҳои мувофиқ истифода бурдан мумкин аст.
Дар байни радиатсияи микроволновка ва металлҳои дорои кунҷҳои тез, нуқтаҳо ё номунтазамии субмикроскопӣ як падидаи ҷолиб мушоҳида шудааст10.Мавҷудияти ин ду объект аз камон ё шарораи барқӣ (одатан разряди камон номида мешавад) таъсир мерасонад11,12.Арк ба ташаккули нуқтаҳои гарми бештари маҳаллӣ мусоидат мекунад ва ба реаксия таъсир мерасонад ва ба ин васила таркиби химиявии муҳити зистро беҳтар мекунад13.Ин падидаи мушаххас ва ҷолиб таҳқиқотҳои гуногунро ба монанди тозакунии ифлоскунандаҳо14,15, крекинги қатронҳои биомасса16, пиролиз бо микроволновка17,18 ва синтези мавод19,20,21 ҷалб кардааст.
Ба наздикӣ, нанокарбонҳо, аз қабили нанотубаҳои карбон, наносфераҳои карбон ва оксиди тағирёфтаи графен аз сабаби хосиятҳои худ диққати худро ҷалб карданд.Ин нанокарбонҳо дорои потенсиали бузург барои барномаҳое мебошанд, ки аз тавлиди нерӯи барқ то тоза кардани об ё безараргардонӣ иборатанд23.Илова бар ин, хосиятҳои аълои карбон талаб карда мешаванд, аммо дар айни замон, хосиятҳои хуби магнитӣ талаб карда мешаванд.Ин барои барномаҳои бисёрфунксионалӣ хеле муфид аст, аз ҷумла адсорбсияи баланди ионҳои металлӣ ва рангҳо дар коркарди оби партов, тағирдиҳандаҳои магнитӣ дар сӯзишвории биологӣ ва ҳатто абсорберҳои самараноки микроволновка24,25,26,27,28.Дар айни замон, ин карбонҳо бартарии дигар доранд, аз ҷумла афзоиши майдони сатҳи макони фаъоли намуна.
Дар солҳои охир, тадқиқот оид ба маводи нанокарбонҳои магнитӣ афзоиш ёфтааст.Одатан, ин нанокарбонҳои магнитӣ маводи бисёрфунксионалӣ мебошанд, ки дорои маводи магнитии наноандоза мебошанд, ки метавонанд боиси реаксияи катализаторҳои беруна шаванд, ба монанди майдонҳои магнитии берунии электростатикӣ ё ивазшаванда29.Аз сабаби хосиятҳои магнитии худ нанокарбонҳои магнитиро бо доираи васеи компонентҳои фаъол ва сохторҳои мураккаб барои иммобилизатсия муттаҳид кардан мумкин аст30.Дар ҳамин ҳол, нанокарбонҳои магнитӣ (MNCs) дар адсорбсияи ифлоскунандаҳо аз маҳлулҳои обӣ самаранокии аъло нишон медиҳанд.Илова бар ин, масоҳати баланди мушаххаси рӯизаминӣ ва сӯрохҳои дар MNC ташкилшуда метавонанд қобилияти адсорбсияро зиёд кунанд31.Сепараторҳои магнитӣ метавонанд MNC-ро аз маҳлулҳои хеле реактивӣ ҷудо карда, онҳоро ба сорбенти қобили кор ва идорашаванда табдил диҳанд32.
Якчанд муҳаққиқон нишон доданд, ки нанокарбонҳои баландсифатро бо истифода аз равғани хоми хурмо истеҳсол кардан мумкин аст33,34.Равғани хурмо, ки аз ҷиҳати илмӣ бо номи Elais Guneensis маъруф аст, яке аз равғанҳои муҳими ошӣ ҳисобида мешавад, ки истеҳсоли тақрибан 76,55 миллион тонна дар соли 202135. Равғани хурмо ё CPO дорои таносуби мутавозуни кислотаҳои равғании сернашуда (EFAs) ва кислотаҳои равғании серравган мебошад. (Мақомоти пулии Сингапур).Аксарияти карбогидридҳо дар CPO триглицеридҳо мебошанд, ки аз се ҷузъи триглицериди ацетат ва як ҷузъи глицерол иборатанд36.Ин карбогидридҳоро аз сабаби миқдори зиёди карбонашон умумӣ кардан мумкин аст, ки онҳоро ба пешгузаштагони сабзи эҳтимолии истеҳсоли нанокарбон табдил медиҳанд37.Мувофиқи адабиёт, CNT37,38,39,40, наносфераҳои карбон33,41 ва графен34,42,43 одатан бо истифода аз равғани хоми хурмо ё равғани ошӣ синтез карда мешаванд.Ин нанокарбонҳо дар барномаҳое, ки аз тавлиди нерӯи барқ то тоза кардани об ё безараргардонии об доранд, потенсиали бузург доранд.
Синтези гармидиҳӣ ба монанди CVD38 ё пиролиз33 ба усули мусоид барои таҷзияи равғани хурмо табдил ёфтааст.Мутаассифона, харорати баланд дар процесс арзиши аслии махсулотро зиёд мекунад.Истеҳсоли маводи афзалиятнок 44 тартиби тӯлонӣ, дилгиркунанда ва усулҳои тозакуниро талаб мекунад.Бо вуҷуди ин, зарурати ҷудокунии ҷисмонӣ ва креккунӣ аз сабаби устувории хуби равғани хоми хурмо дар ҳарорати баланд раднопазир аст45.Аз ин рӯ, барои табдил додани равғани нахл ба маводи карбонӣ ҳанӯз ҳам ҳарорати баландтар лозим аст.Камони моеъро метавон ҳамчун беҳтарин потенсиал ва усули нави синтези нанокарбонҳои магнитӣ 46 ҳисоб кард.Ин равиш энергияи мустақимро барои прекурсорҳо ва ҳалли онҳо дар ҳолатҳои хеле ҳаяҷонбахш таъмин мекунад.Ихроҷи камон метавонад боиси шикастани пайвандҳои карбон дар равғани хоми хурмо гардад.Бо вуҷуди ин, фосилаи электроди истифодашуда метавонад ба талаботи сахт ҷавобгӯ бошад, ки миқёси саноатиро маҳдуд мекунад, аз ин рӯ усули самаранокро ҳанӯз таҳия кардан лозим аст.
Мувофиқи маълумоти мо, тадқиқот оид ба разряди камон бо истифода аз микроволнҳо ҳамчун усули синтези нанокарбонҳо маҳдуд аст.Дар баробари ин истифодаи равгани хоми хурмо ба сифати пешгузашта пурра тадкик карда нашудааст.Аз ин рӯ, ҳадафи ин таҳқиқот омӯхтани имкони тавлиди нанокарбонҳои магнитӣ аз прекурсорҳои равғани хурмо бо истифода аз камони барқӣ бо истифода аз танӯри печи микроволновка мебошад.Фаровонии равғани хурмо бояд дар маҳсулот ва барномаҳои нав инъикос ёбад.Ин равиши нав ба коркарди равғани хурмо метавонад ба рушди бахши иқтисод кумак кунад ва манбаи дигари даромад барои истеҳсолкунандагони равғани хурмо, ба хусус плантатсияҳои равғани хурмои деҳқонони хурди зарардида бошад.Тибқи тадқиқоти соҳибкорони хурди африқоӣ аз ҷониби Айомпе ва дигарон, соҳибкорони хурд танҳо дар сурате даромади бештар мегиранд, ки кластерҳои меваи тару тозаро худашон коркард кунанд ва равғани хоми хурморо ба ҷои фурӯши он ба миёнаравҳо фурӯшанд, ки ин кори гаронарзиш ва дилгиркунанда аст47.Ҳамзамон, афзоиши баста шудани корхонаҳо аз сабаби COVID-19 ба маҳсулоти истифодаи равғани хурмо таъсир расонд.Ҷолиб он аст, ки азбаски аксари хонаводаҳо ба танӯрҳои печи печӣ дастрасӣ доранд ва усули дар ин таҳқиқот пешниҳодшударо қобили амал ва дастрас донистан мумкин аст, истеҳсоли MNC метавонад ҳамчун алтернатива ба плантатсияҳои хурди равғани хурмо баррасӣ шавад.Дар ҳамин ҳол, дар миқёси васеътар, ширкатҳо метавонанд ба реакторҳои бузург барои тавлиди TNC-ҳои калон сармоягузорӣ кунанд.
Ин тадқиқот асосан раванди синтезро бо истифода аз пӯлоди зангногир ҳамчун муҳити диэлектрикӣ барои давомнокии гуногун фаро мегирад.Аксари тадқиқотҳои умумӣ бо истифода аз микромавҷҳо ва нанокарбонҳо вақти қобили қабули синтези 30 дақиқа ё бештарро пешниҳод мекунанд33,34.Барои дастгирии як идеяи дастрас ва амалӣ, ин тадқиқот ба даст овардани MNC-ҳо бо вақти аз ҳисоби миёна камтар аз синтез иборат буд.Ҳамзамон, тадқиқот тасвири омодагии технологияи дараҷаи 3-ро тасвир мекунад, зеро назария дар миқёси лабораторӣ собит ва амалӣ карда мешавад.Баъдтар, MNC-ҳои ҳосилшуда бо хосиятҳои физикӣ, химиявӣ ва магнитии худ тавсиф карда шуданд.Пас аз он кабуди метилен барои нишон додани қобилияти адсорбсияи MNC-ҳои натиҷа истифода шуд.
Равғани хоми хурмо аз Милли Апас Балунг, Sawit Kinabalu Sdn гирифта шудааст.Bhd., Тавау ва ҳамчун пешгузаштаи карбон барои синтез истифода мешавад.Дар ин маврид сими зангногир, ки диаметраш 0,90 мм аст, хамчун мухити диэлектрик истифода мешуд.Дар ин кор ҳамчун катализатор ферросен (тоза 99%), ки аз Сигма-Олдрихи ИМА гирифта шудааст, интихоб шудааст.Кабуди метилен (Бендосен, 100 г) минбаъд барои таҷрибаҳои адсорбсия истифода шуд.
Дар ин тадқиқот, як танӯри микроволновкаи хонагӣ (Panasonic: SAM-MG23K3513GK) ба реактори печи печи табдил дода шуд.Дар кисми болоии печи печи печи се сӯрохи барои даромаду баромади газ ва термопара сохта шудааст.Зондхои термопара бо трубахои сафолй изоляция карда шуда, барои пешгирй кардани ходисахои нохуш барои хар як тачриба дар як шароит гузошта шуданд.Дар ҳамин ҳол, барои ҷойгир кардани намунаҳо ва трахея реактори шишаи боросиликатӣ бо сарпӯши се сӯрох истифода шуд.Диаграммаи схематикии реактори микромавҷро дар расми 1 истинод кардан мумкин аст.
Бо истифода аз равғани хоми хурмо ҳамчун пешгузаштаи карбон ва ферросен ҳамчун катализатор нанокарбонҳои магнитӣ синтез карда шуданд.Кариб 5 фоизи вазни катализатори ферроцен бо усули катализатори шлам тайёр карда шуд.Ферросен бо 20 мл равғани хоми хурмо дар 60 чархзанӣ барои 30 дақиқа омехта карда шуд.Сипас омехта ба тигели гилхок гузаронида шуд ва сими аз пӯлоди зангногир дарозиаш 30 см печонида, ба таври амудӣ дар дохили тигел ҷойгир карда шуд.Тигели гилхокро ба реактори шишагӣ ҷойгир кунед ва онро дар дохили танӯри печи печи бо сарпӯши шишагини мӯҳрдор мустаҳкам кунед.Нитроген 5 дақиқа пеш аз оғози реаксия барои хориҷ кардани ҳавои номатлуб аз камера ба камера дамида шуд.Қувваи печи печи то 800 Вт зиёд карда шуд, зеро ин қувваи максималии печи печӣ мебошад, ки метавонад оғози хуби камонро нигоҳ дорад.Аз ин рӯ, ин метавонад ба фароҳам овардани шароити мусоид барои реаксияҳои синтетикӣ мусоидат кунад.Дар айни замон, ин инчунин як диапазони васеъ истифодашавандаи қувваи барқ бо ватт барои реаксияҳои синтези микроволновка мебошад48,49.Дар давоми реаксия омехта 10, 15 ё 20 дақиқа гарм карда шуд.Пас аз анҷоми реаксия, реактор ва печи печи табиӣ ба ҳарорати хонагӣ хунук карда шуданд.Маҳсулоти ниҳоӣ дар тигели гилхок як боришоти сиёҳ бо симҳои спиралӣ буд.
Бориши сиёҳ ҷамъоварӣ карда шуд ва бо навбат бо этанол, изопропанол (70%) ва оби тозашуда якчанд маротиба шуста шуд.Пас аз шустан ва тоза кардан, маҳсулот дар як шабонарӯз дар 80 ° C дар танӯри муқаррарӣ хушк мешавад, то ифлосиҳои номатлубро бухор кунад.Пас аз он маҳсулот барои тавсиф ҷамъоварӣ карда шуд.Намунаҳои бо нишони MNC10, MNC15 ва MNC20 барои синтез кардани нанокарбонҳои магнитӣ барои 10 дақиқа, 15 дақиқа ва 20 дақиқа истифода шуданд.
Морфологияи MNC-ро бо микроскопи электронии сканкунии саҳроӣ ё FESEM (модели Зейс Аурига) дар калонкунии 100 то 150 кХ мушоҳида кунед.Дар айни замон таркиби элементарй бо усули спектроскопияи рентгении энергия-дисперсивй (ЭДС) тахлил карда шуд.Таҳлили EMF дар масофаи кории 2,8 мм ва шиддати суръатбахшии 1 кВ гузаронида шуд.Масоҳати мушаххаси сатҳ ва арзишҳои сӯрохиҳои MNC бо усули Брунауэр-Эммет-Теллер (БЕТ), аз ҷумла изотерми адсорбсия-десорбсияи N2 дар 77 К чен карда шуданд. Таҳлил бо истифода аз метри намунавии майдони сатҳи (MICROMERITIC ASAP 2020) анҷом дода шуд. .
Кристаллӣ ва марҳилаи нанокарбонҳои магнитӣ тавассути дифраксияи хокаи рентгенӣ ё XRD (Burker D8 Advance) дар λ = 0,154 нм муайян карда шуданд.Дифрактограммаҳо дар байни 2θ = 5 ва 85 ° бо суръати сканкунии 2 ° min-1 сабт карда шуданд.Илова бар ин, сохтори кимиёвии MNCs бо истифода аз спектроскопияи инфрасурхии Фурье (FTIR) таҳқиқ карда шуд.Таҳлил бо истифода аз Perkin Elmer FTIR-Spectrum 400 бо суръати скан аз 4000 то 400 см-1 гузаронида шуд.Ҳангоми омӯзиши хусусиятҳои сохтории нанокарбонҳои магнитӣ, спектроскопияи Раман бо истифода аз лазери неодимӣ (532 нм) дар спектроскопияи U-RAMAN бо ҳадафи 100X анҷом дода шуд.
Барои чен кардани сершавии магнитии оксиди оҳан дар MNCs магнитометри ларзиш ё VSM (серияи Lake Shore 7400) истифода шудааст.Майдони магнитии кариб 8 кОэ истифода бурда, 200 хол ба даст оварда шуд.
Ҳангоми омӯзиши потенсиали МНК ҳамчун адсорбент дар таҷрибаҳои адсорбсия ранги катионии метилени кабуд (МБ) истифода шуд.MNCs (20 мг) ба 20 мл маҳлули обии кабуди метилен бо консентратсияи стандартӣ дар доираи 5-20 мг/L50 илова карда шуданд.Дар давоми таҳқиқот рН маҳлул дар рН нейтралии 7 муқаррар карда шуд.Маҳлул ба таври механикӣ дар 150 чархзанӣ ва 303,15 К дар ларзиши даврзананда омехта карда шуд (Ҳамроҳи лабораторӣ: SI-300R).Сипас MNCҳо бо истифода аз магнит ҷудо карда мешаванд.Барои мушоҳида кардани консентратсияи маҳлули МБ пеш ва баъд аз таҷрибаи адсорбсия аз спектрофотометри бо нури ултрабунафш намоён (Varian Cary 50 UV-Vis Spectrophotometer) истифода баред ва ба каҷи стандарти кабуди метиленӣ дар дарозии максималии мавҷ 664 нм муроҷиат кунед.Тачриба се маротиба такрор карда шуда, бахои миёна дода шуд.Хориҷ кардани MG аз маҳлул бо истифода аз муодилаи умумӣ барои миқдори MC-и дар мувозинати qe адсорбшуда ва фоизи хориҷшавӣ % ҳисоб карда шуд.
Таҷрибаҳо оид ба изотерми адсорбсия инчунин бо омехта кардани консентратсияи гуногун (5-20 мг/л) маҳлулҳои MG ва 20 мг адсорбент дар ҳарорати доимии 293,15 К мг барои ҳама МНК гузаронида шуданд.
Карбон ва оҳани магнитӣ дар тӯли чанд даҳсолаи охир ба таври васеъ омӯхта шуданд.Ин маводҳои магнитии ба карбон асосёфта аз сабаби хосиятҳои аълои электромагнитии худ диққати бештарро ҷалб мекунанд, ки ба барномаҳои гуногуни эҳтимолии технологӣ, асосан дар асбобҳои барқӣ ва коркарди об оварда мерасонанд.Дар ин тадқиқот, нанокарбонҳо бо роҳи крек кардани карбогидридҳо дар равғани хоми хурмо бо истифода аз разряди микроволновка синтез карда шуданд.Синтез дар вақтҳои гуногун, аз 10 то 20 дақиқа, бо таносуби муқарраршуда (5:1) прекурсор ва катализатор, бо истифода аз коллектори ҷараёнҳои металлӣ (SS печида) ва қисман ғайрифаъол (ҳавои номатлуб бо нитроген дар оғози таҷриба).Пасандозҳои карбонӣ дар шакли хокаи сахти сиёҳ, тавре ки дар расми иловагӣ нишон дода шудааст.Ҳосили карбонҳои боришот дар вақти синтези 10 дақиқа, 15 дақиқа ва 20 дақиқа мутаносибан тақрибан 5,57%, 8,21% ва 11,67% буд.Ин сенария нишон медиҳад, ки муддати тӯлонии синтез ба ҳосили баланд мусоидат мекунад51 - ҳосили паст, эҳтимолан аз сабаби кӯтоҳ будани вақти реаксия ва фаъолияти ками катализатор.
Дар ҳамин ҳол, нақшаи ҳарорати синтезро нисбат ба вақти нанокарбонҳои ба даст овардашударо дар расми иловагии 2b овардан мумкин аст.Ҳарорати баландтарин барои MNC10, MNC15 ва MNC20 мутаносибан 190,9 ° C, 434,5 ° C ва 472 ° C буданд.Барои хар як каҷ нишебии нишебро дидан мумкин аст, ки аз афзоиши доимии ҳарорат дар дохили реактор аз ҳисоби гармие, ки дар вақти камони металлӣ тавлид мешавад, шаҳодат медиҳад.Инро дар 0-2 дақиқа, 0-5 дақиқа ва 0-8 дақиқа барои MNC10, MNC15 ва MNC20 дидан мумкин аст.Пас аз расидан ба як нуқтаи муайян, нишеби ба ҳарорати баландтарин идома медиҳад ва нишеби мӯътадил мешавад.
Барои мушоҳидаи топографияи рӯи намунаҳои MNC микроскопияи электронии сканкунии саҳроӣ (FESEM) истифода шуд.Чунон ки дар расм нишон дода шудааст.1, нанокарбонҳои магнитӣ дар вақти гуногуни синтез сохтори морфологии каме фарқ мекунанд.Тасвирҳои FESEM MNC10 дар расм.1а,б нишон медиҳанд, ки ташаккули сфераҳои карбон аз микро- ва наносфераҳои печида ва пайвастшуда аз сабаби шиддати баланди сатҳ иборат аст.Њамзамон мављудияти ќуввањои ван-дер-Ваалс боиси муттањидшавии сферањои карбон мегардад52.Афзоиши вақти синтез ба андозаи хурдтар ва зиёд шудани шумораи сфераҳо аз ҳисоби реаксияҳои тӯлонии крекинг оварда расонд.Дар расм.1c нишон медиҳад, ки MNC15 шакли қариб комил сферикӣ дорад.Бо вуҷуди ин, сфераҳои ҷамъшуда то ҳол метавонанд мезопораҳоро ташкил кунанд, ки баъдтар метавонанд макони хубе барои адсорбсияи кабуди метилен шаванд.Дар расми 1д ҳангоми калонкунии баланди 15000 сфераҳои карбонро дидан мумкин аст, ки агломератсия шудаанд, ки андозаи миёнаашон 20,38 нм аст.
Тасвирҳои FESEM аз нанокарбонҳои синтезшуда пас аз 10 дақиқа (a, b), 15 дақиқа (c, d) ва 20 дақиқа (e-g) дар калонкунии 7000 ва 15000 маротиба.
Дар расм.1e–g MNC20 инкишофи сӯрохҳоро бо сфераҳои хурд дар сатҳи карбони магнитӣ тасвир мекунад ва морфологияи карбони магнитии фаъолшударо аз нав ҷамъ мекунад53.Дар сатҳи карбони магнитӣ сӯрохҳои диаметр ва паҳнои гуногун ба таври тасодуфӣ ҷойгир шудаанд.Аз ин рӯ, ин метавонад фаҳмонад, ки чаро MNC20 майдони бештар ва ҳаҷми сӯрохиро тавре нишон дод, ки таҳлили BET нишон дод, зеро дар сатҳи он назар ба дигар замонҳои синтетикӣ сӯрохиҳои бештар ба вуҷуд омадаанд.Микрографихое, ки бо суръати баланди 15000 маротиба гирифта шудаанд, андозаи заррачахои якхела ва шаклхои номунтазамро нишон доданд, ки дар расми 1г нишон дода шудааст.Вақте ки вақти афзоиш то 20 дақиқа зиёд шуд, соҳаҳои бештар агломератсияшуда ба вуҷуд омаданд.
Ҷолиб он аст, ки дар ҳамон минтақа донаҳои каҷшудаи карбон низ пайдо шуданд.Диаметри кураҳо аз 5,18 то 96,36 нм фарқ мекард.Ин ташаккул метавонад аз сабаби пайдоиши нуклеатсияи дифференсиалӣ бошад, ки ба он ҳарорати баланд ва микроволновкаҳо мусоидат мекунанд.Андозаи соҳаи ҳисобшудаи MNC-ҳои омодашуда ба ҳисоби миёна барои MNC10 20,38 нм, барои MNC15 24,80 нм ва барои MNC20 31,04 нм буд.Тақсимоти андозаи сфера дар расми иловагӣ нишон дода шудааст.3.
Дар расми иловагӣ 4 спектрҳои EDS ва ҷамъбасти таркиби элементии MNC10, MNC15 ва MNC20 мутаносибан нишон дода шудаанд.Мувофиқи спектрҳо қайд карда шуд, ки ҳар як нанокарбон миқдори гуногуни C, O ва Fe дорад.Ин аз сабаби реаксияҳои гуногуни оксидшавӣ ва крекинг дар вақти иловагии синтез ба амал меояд.Гумон меравад, ки миқдори зиёди С аз пешгузаштаи карбон, равғани хоми хурмо пайдо мешавад.Дар ҳамин ҳол, фоизи пасти O ба раванди оксидшавӣ ҳангоми синтез вобаста аст.Ҳамзамон, Fe ба оксиди оҳан марбут аст, ки пас аз таҷзияи ферросен дар сатҳи нанокарбон ҷойгир шудааст.Илова бар ин, расми иловагии 5a–c харитасозии унсурҳои MNC10, MNC15 ва MNC20-ро нишон медиҳад.Дар асоси харитасозии бунёдӣ, мушоҳида шуд, ки Fe дар сатҳи MNC хуб тақсим шудааст.
Таҳлили адсорбсиони-десорбсияи нитроген дар бораи механизми адсорбсия ва сохтори ковокии мавод маълумот медиҳад.Изотермҳои адсорбсияи N2 ва графикҳои сатҳи MNC BET дар расм нишон дода шудаанд.2. Дар асоси тасвирҳои FESEM, рафтори адсорбсия дар назар аст, ки омезиши сохторҳои микропорус ва мезопорозро аз ҳисоби ҷамъшавӣ нишон диҳад.Аммо дар графики расми 2 нишон дода шудааст, ки адсорбент ба изотерми навъи IV ва ҳалқаи гистерезизии навъи Н2-и IUPAC55 шабоҳат дорад.Ин намуди изотерма аксар вақт ба маводи мезопороз монанд аст.Рафтори адсорбсияи мезопораҳо одатан бо таъсири мутақобилаи реаксияҳои адсорбсионӣ-адсорбсионӣ бо молекулаҳои моддаи конденсатшуда муайян карда мешавад.Изотермҳои адсорбсияи S-шакл ё S-шакл одатан дар натиҷаи адсорбсияи якқабатаи бисёрқабата ва падидае пайдо мешавад, ки дар он газ ба фазаи моеъ дар сӯрохҳо дар фишорҳои поёнтар аз фишори сершавии моеъи массаӣ конденсатсия мешавад, ки бо номи конденсатсияи сӯрохиҳо маълум аст 56. Конденсатсияи капиллярӣ дар сӯрохиҳо дар фишорҳои нисбӣ (p/po) аз 0,50 боло ба амал меояд.Дар ҳамин ҳол, сохтори мураккаби сӯрохиҳо гистерези навъи H2-ро нишон медиҳад, ки ба васл шудани сӯрохиҳо ё ихроҷ дар доираи танги сӯрохҳо марбут аст.
Параметрҳои физикии сатҳи аз санҷишҳои BET гирифташуда дар ҷадвали 1 нишон дода шудаанд. Масоҳати сатҳи BET ва ҳаҷми умумии сӯрохиҳо бо зиёд шудани вақти синтез ба таври назаррас афзоиш ёфт.Андозаи миёнаи сӯрохиҳои MNC10, MNC15 ва MNC20 мутаносибан 7,2779 нм, 7,6275 нм ва 7,8223 нм мебошанд.Тибқи тавсияҳои IUPAC, ин сӯрохиҳои фосилавӣ метавонанд ҳамчун маводи мезопороз тасниф карда шаванд.Сохтори мезопороз метавонад кабуди метиленро тавассути MNC57 осонтар гузаранда ва адсорбатсия кунад.Вақти максималии синтез (MNC20) сатҳи баландтаринро нишон дод, пас аз он MNC15 ва MNC10.Масоҳати баландтари сатҳи BET метавонад иҷрои адсорбсияро беҳтар созад, зеро ҷойҳои бештари сурфактант мавҷуданд.
Намудҳои дифраксияи рентгении МНК-ҳои синтезшуда дар расми 3 нишон дода шудаанд.Дар ҳарорати баланд ферросен низ кафида, оксиди оҳанро ба вуҷуд меорад.Дар расм.3a намунаи XRD-и MNC10-ро нишон медиҳад.Он ду қулларо дар 2θ, 43.0° ва 62.32° нишон медиҳад, ки ба ɣ-Fe2O3 таъин шудаанд (JCPDS #39–1346).Дар айни замон Fe3O4 дар 2θ: 35,27° қуллаи шиддатнок дорад.Аз тарафи дигар, дар шакли дифраксияи MHC15 дар расми 3б қуллаҳои навро нишон медиҳанд, ки ба эҳтимоли зиёд бо афзоиши ҳарорат ва вақти синтез алоқаманданд.Гарчанде ки қуллаи 2θ: 26.202° камтар шиддатнок аст, намунаи дифраксия бо файли графитии JCPDS (JCPDS #75–1621) мувофиқ аст, ки мавҷудияти кристаллҳои графит дар дохили нанокарбонро нишон медиҳад.Ин қулла дар MNC10 вуҷуд надорад, эҳтимол аз сабаби паст будани ҳарорати камон ҳангоми синтез.Дар 2θ се қуллаҳои вақт мавҷуданд: 30,082°, 35,502°, 57,422°, ки ба Fe3O4 мансубанд.Он инчунин ду қулларо нишон медиҳад, ки мавҷудияти ɣ-Fe2O3 дар 2θ: 43,102 ° ва 62,632 °.Барои MNC, ки дар тӯли 20 дақиқа синтез карда шудааст (MNC20), тавре ки дар расми 3c нишон дода шудааст, дар MNK15 шакли дифраксионии шабеҳро мушоҳида кардан мумкин аст.Қуллаи графикӣ дар 26,382 ° низ дар MNC20 дида мешавад.Се қуллаҳои тез дар 2θ нишон дода шудаанд: 30.102°, 35.612°, 57.402° барои Fe3O4.Илова бар ин, мавҷудияти ε-Fe2O3 дар 2θ: 42,972 ° ва 62,61 нишон дода шудааст.Мавҷудияти пайвастагиҳои оксиди оҳан дар MNC-ҳои ҳосилшуда метавонад ба қобилияти адсорбсияи кабуди метилен дар оянда таъсири мусбӣ расонад.
Хусусиятҳои пайвандҳои кимиёвӣ дар намунаҳои MNC ва CPO аз спектри инъикоси FTIR дар расми иловагии 6 муайян карда шуданд. Дар аввал, шаш қуллаи муҳими равғани хоми хурмо чаҳор ҷузъҳои гуногуни кимиёвиро, ки дар Ҷадвали иловагии 1 тавсиф шудаанд, намояндагӣ мекарданд. Қуллаҳои асосии дар CPO муайяншуда 2913,81 см-1, 2840 см-1 ва 1463,34 см-1 мебошанд, ки ба ларзишҳои дарозшавии CH-и алканҳо ва дигар гурӯҳҳои алифатии CH2 ё CH3 дахл доранд.Қуллаҳои муайяншудаи ҷангалбонҳо 1740,85 см-1 ва 1160,83 см-1 мебошанд.Қуллаи 1740,85 см-1 пайванди C = O мебошад, ки аз ҷониби карбонили эфири гурӯҳи функсионалии триглицеридҳо дароз карда мешавад.Дар ҳамин ҳол, қуллаи 1160,83 см-1 нишонаи гурӯҳи esterҳои CO58,59 васеъ мебошад.Дар ҳамин ҳол, қуллаи 813,54 см-1 нишонаи гурӯҳи алканҳо мебошад.
Аз ин рӯ, баъзе қуллаҳои азхудкунии равғани хоми хурмо бо зиёд шудани вақти синтез нопадид шуданд.Қуллаҳои 2913,81 см-1 ва 2840 см-1 дар MNC10 ҳоло ҳам мушоҳида мешаванд, аммо ҷолиб он аст, ки дар MNC15 ва MNC20 қуллаҳо аз сабаби оксидшавӣ аз байн мераванд.Дар ҳамин ҳол, таҳлили FTIR-и нанокарбонҳои магнитӣ қуллаҳои азхудкунии навтаъсисро ошкор карданд, ки панҷ гурӯҳи гуногуни функсионалии MNC10-20-ро намояндагӣ мекунанд.Ин қуллаҳо инчунин дар Ҷадвали иловагии 1 номбар шудаанд. Қулла дар 2325,91 см-1 дарозии асимметрии CH-и гурӯҳи алифатии CH360 мебошад.Қуллаи 1463,34-1443,47 см-1 CH2 ва CH хамшавии гурӯҳҳои алифатикӣ ба монанди равғани хурморо нишон медиҳад, аммо қулла бо мурури замон коҳиш меёбад.Қуллаи 813,54–875,35 см–1 нишонаи гурӯҳи хушбӯйи CH-алкан мебошад.
Дар ҳамин ҳол, қуллаҳо дар 2101,74 см-1 ва 1589,18 см-1 пайвандҳои CC 61-ро ифода мекунанд, ки мутаносибан C = C алкин ва ҳалқаҳои хушбӯйро ташкил медиҳанд.Қуллаи хурд дар 1695,15 см-1 пайванди C = O кислотаи равғании озодро аз гурӯҳи карбонил нишон медиҳад.Он аз CPO карбонил ва ферроцен ҳангоми синтез ба даст оварда мешавад.Қуллаҳои навтаъсисшуда дар диапазони аз 539,04 то 588,48 см-1 ба пайванди ларзишии Fe-O аз ферросен тааллуқ доранд.Бар асоси қуллаҳое, ки дар расми иловагии 4 нишон дода шудаанд, дидан мумкин аст, ки вақти синтез метавонад якчанд қуллаҳоро коҳиш диҳад ва пайвастагиро дар нанокарбонҳои магнитӣ коҳиш диҳад.
Таҳлили спектроскопии Раман парокандакунии нанокарбонҳои магнитӣ, ки дар вақтҳои гуногуни синтез бо истифода аз лазери ҳодиса бо дарозии мавҷи 514 нм ба даст оварда шудаанд, дар расми 4 нишон дода шудааст. Ҳама спектрҳои MNC10, MNC15 ва MNC20 аз ду бандҳои шадиди бо карбон пасти sp3 алоқаманд иборатанд. дар кристаллҳои нанографӣ бо нуқсонҳои режимҳои ларзиши намудҳои карбон sp262 пайдо шудаанд.Қуллаи аввал, ки дар минтақаи 1333–1354 см–1 ҷойгир аст, банди D-ро ифода мекунад, ки барои графити идеалӣ номусоид аст ва ба вайроншавии сохторӣ ва дигар ифлосиҳо мувофиқат мекунад63,64.Қуллаи дуввуми муҳимтарин тақрибан 1537–1595 см-1 аз дароз шудани пайванди дохили ҳамвор ё шаклҳои кристаллӣ ва фармоишии графит ба вуҷуд меояд.Аммо, қуллаи қулла дар муқоиса бо банди графити G тақрибан 10 см-1 тағир ёфт, ки ин нишон медиҳад, ки MNCҳо тартиби кам кардани варақҳо ва сохтори ноқис доранд.Шиддати нисбии бандҳои D ва G (ID/IG) барои арзёбии тозагии кристаллитҳо ва намунаҳои графит истифода мешавад.Тибқи таҳлили спектроскопии Раман, ҳама MNCҳо дорои арзишҳои ID/IG дар ҳудуди 0,98-0,99 буданд, ки камбудиҳои сохториро аз гибридизатсияи Sp3 нишон медиҳанд.Ин вазъият метавонад мавҷудияти қуллаҳои 2θ камтар шадидро дар спектрҳои XPA шарҳ диҳад: 26,20 ° барои MNK15 ва 26,28 ° барои MNK20, тавре ки дар расми 4 нишон дода шудааст, ки ба қуллаи графит дар файли JCPDS таъин шудааст.Таносуби ID/IG MNC, ки дар ин кор ба даст оварда шудаанд, дар доираи дигар нанокарбонҳои магнитӣ мебошанд, масалан, 0,85–1,03 барои усули гидротермалӣ ва 0,78–0,9665,66 барои усули пиролитикӣ.Аз ин рӯ, ин таносуб нишон медиҳад, ки усули ҳозираи синтетикиро васеъ истифода бурдан мумкин аст.
Хусусиятҳои магнитии MNC-ҳо бо истифода аз магнитометри ларзиш таҳлил карда шуданд.Гистерезиси натиҷавӣ дар расми 5 нишон дода шудааст.Одатан, MNCҳо магнитизми худро аз ферросен ҳангоми синтез ба даст меоранд.Ин хосиятҳои иловагии магнитӣ метавонанд дар оянда қобилияти адсорбсияи нанокарбонҳоро зиёд кунанд.Тавре ки дар расми 5 нишон дода шудааст, намунаҳоро метавон ҳамчун маводи суперпарамагнитӣ муайян кард.Мувофиқи Wahajuddin & Arora67, ҳолати суперпарамагнитӣ дар он аст, ки ҳангоми татбиқи майдони магнитии беруна намуна ба магнитизатсияи қаноатбахш (MS) магнит мешавад.Баъдтар, таъсироти магнитии боқимонда дигар дар намунаҳо пайдо намешаванд67.Қобили қайд аст, ки магнитизатсияи сершавӣ бо вақти синтез зиёд мешавад.Ҷолиб он аст, ки MNC15 баландтарин тобиши магнитӣ дорад, зеро ташаккули магнитии қавӣ (магнитизатсия) метавонад бо вақти оптималии синтез дар ҳузури магнити беруна ба вуҷуд ояд.Ин метавонад аз мавҷудияти Fe3O4 бошад, ки дар муқоиса бо дигар оксидҳои оҳан, ба монанди ɣ-Fe2O, хосиятҳои магнитии беҳтар дорад.Тартиби моменти адсорбсияи сершавӣ ба воҳиди массаи МНКҳо MNC15>MNC10>MNC20 аст.Параметрҳои магнитии ба даст овардашуда дар ҷадвал оварда шудаанд.2.
Арзиши минималии сершавии магнитӣ ҳангоми истифодаи магнитҳои муқаррарӣ дар ҷудокунии магнитӣ тақрибан 16,3 эму г-1 аст.Қобилияти MNCҳо барои хориҷ кардани ифлоскунандаҳо ба монанди рангҳо дар муҳити обӣ ва осонии нест кардани MNCs омилҳои иловагӣ барои нанокарбонҳои ба даст овардашуда гардиданд.Таҳқиқот нишон доданд, ки сершавии магнитии LSM баланд ҳисобида мешавад.Ҳамин тариқ, ҳама намунаҳо ба арзишҳои сершавии магнитӣ расидаанд, ки барои тартиби ҷудокунии магнитӣ кофӣ нестанд.
Ба наздикӣ, тасмаҳои металлӣ ё симҳо ҳамчун катализатор ё диэлектрикҳо дар равандҳои синтези микромавҷҳо диққати худро ҷалб карданд.Реаксияҳои печи металлӣ боиси ҳарорати баланд ё реаксияҳо дар дохили реактор мешаванд.Ин тадқиқот иддао мекунад, ки нӯги ва кондитсионер (печка) аз пӯлоди зангногир разряди печи микроволновка ва гармкунии металлро осон мекунад.Пӯлоди зангногир дар нӯг ноҳамворӣ дорад, ки ба арзишҳои баланди зичии заряди рӯизаминӣ ва майдони электрикии беруна оварда мерасонад.Вақте ки заряд энергияи кинетикии кофӣ ба даст овард, заррачаҳои заряднок аз пӯлоди зангногир берун мепариданд, ки боиси ионизатсия шудани муҳити атроф ва разряд ё шарора ба вуҷуд меоянд 68 .Пардохти металл дар реаксияҳои крекинги маҳлул, ки бо нуқтаҳои гарми баланд ҳамроҳӣ мекунанд, саҳми назаррас мегузорад.Мувофиқи харитаи ҳарорат дар расми 2б, ҳарорат зуд баланд мешавад, ки ба ғайр аз зуҳуроти шадиди разряд мавҷудияти нуқтаҳои гарми баландро нишон медиҳад.
Дар ин маврид эффекти гарми мушохида мешавад, зеро электронхои суст алокаманд метавонанд дар сатх ва нўги харакат ва консентратсия шаванд69.Вақте ки пӯлоди зангногир печонида мешавад, майдони калони сатҳи металл дар маҳлул ба пайдоиши ҷараёнҳои гирдоби дар рӯи мавод мусоидат мекунад ва таъсири гармиро нигоҳ медорад.Ин ҳолат ба таври муассир барои ҷудо кардани занҷирҳои карбонҳои дарози CPO ва ферросен ва ферросен кӯмак мекунад.Тавре ки дар расми 2b нишон дода шудааст, суръати доимии ҳарорат нишон медиҳад, ки дар маҳлул таъсири гармидиҳии якхела мушоҳида мешавад.
Механизми пешниҳодшуда барои ташаккули MNCs дар расми 7 нишон дода шудааст. Занҷирҳои карбонҳои дарози CPO ва ферросен дар ҳарорати баланд ба кафидан шурӯъ мекунанд.Равған тақсим шуда, карбогидридҳои тақсимшударо ташкил медиҳад, ки прекурсорҳои карбон мешаванд, ки дар тасвири FESEM MNC1070 бо номи глобулҳо маълуманд.Аз хисоби энергияи мухит ва фишор 71 дар шароити атмосфера.Дар баробари ин, ферросен низ кафида, катализаторро аз атомҳои карбон дар Fe ҷойгир карда мешавад.Пас аз он ядрои зуд ба амал меояд ва ядрои карбон оксид шуда, дар болои ядро қабати аморфӣ ва графитии карбонро ташкил медиҳад.Бо мурури замон андозаи кура дақиқтар ва якхела мешавад.Дар баробари ин, ќуввањои мављудаи ван-дер-Ваалс низ ба агломератсияи сферањо оварда мерасонанд52.Њангоми камшавии ионњои Fe то Fe3O4 ва ɣ-Fe2O3 (тибќи тањлили фазањои рентгенї) дар сатњи нанокарбонњо намудњои гуногуни оксидњои оњан ба вуљуд меоянд, ки боиси пайдо шудани нанокарбонњои магнитї мегардад.Харитасозии EDS нишон дод, ки атомҳои Fe дар сатҳи MNC, тавре ки дар расмҳои иловагии 5a-c нишон дода шудаанд, сахт тақсим шудаанд.
Фарқият дар он аст, ки дар вақти синтези 20 дақиқа, ҷамъшавии карбон ба амал меояд.Он дар рӯи MNCҳо сӯрохиҳои калонтарро ташкил медиҳад ва ба он ишора мекунад, ки MNC-ҳоро ҳамчун карбони фаъолшуда ҳисоб кардан мумкин аст, тавре ки дар тасвирҳои FESEM дар расми 1e-g нишон дода шудааст.Ин фарқият дар андозаи сӯрохиҳо метавонад ба саҳми оксиди оҳан аз ферросен алоқаманд бошад.Дар баробари ин, аз сабаби ҳарорати баланд, тарозуҳои деформатсияшуда пайдо мешаванд.Нанокарбонҳои магнитӣ дар вақтҳои гуногуни синтез морфологияҳои гуногунро намоиш медиҳанд.Нанокарбонҳо эҳтимоли зиёд доранд, ки шаклҳои сферикӣ бо вақти кӯтоҳтар синтез кунанд.Дар айни замон, пораҳо ва тарозуҳо ба даст оварда мешаванд, гарчанде ки фарқият дар вақти синтез танҳо дар давоми 5 дақиқа аст.
Нанокарбонҳои магнитӣ метавонанд ифлоскунандаҳоро аз муҳити обӣ хориҷ кунанд.Қобилияти ба осонӣ хориҷ карда шудани онҳо пас аз истифода омили иловагии истифодаи нанокарбонҳои дар ин кор ҳамчун адсорбентҳо мебошад.Ҳангоми омӯзиши хосиятҳои адсорбсияи нанокарбонҳои магнитӣ, мо қобилияти MNC-ҳоро барои безараргардонии маҳлулҳои метилени кабуд (МБ) дар 30°C бидуни ягон танзими рН таҳқиқ кардем.Якчанд тадқиқотҳо ба хулосае омаданд, ки кори абсорбентҳои карбон дар ҳарорати аз 25-40 °C дар муайян кардани хориҷ кардани МК нақши муҳим намебозад.Гарчанде ки арзишҳои шадиди рН нақши муҳим доранд, зарядҳо метавонанд дар гурӯҳҳои функсионалии рӯизаминӣ пайдо шаванд, ки боиси вайрон шудани таъсири мутақобилаи адсорбат-адсорбент мегардад ва ба адсорбсия таъсир мерасонад.Аз ин рӯ, дар ин тадқиқот шартҳои дар боло зикршуда бо назардошти ин ҳолатҳо ва зарурати коркарди маъмулии оби партов интихоб карда шуданд.
Дар ин кор озмоиши партияи адсорбсия тавассути илова кардани 20 мг МНК ба 20 мл маҳлули обии кабуди метилен бо консентратсияи гуногуни ибтидоии стандартӣ (5-20 ppm) дар вақти муайяни тамос гузаронида шуд60.Дар расми иловагии 8 ҳолати консентратсияи гуногун (5-20 ppm) маҳлулҳои кабуди метилен пеш аз ва баъд аз коркард бо MNC10, MNC15 ва MNC20 нишон дода шудааст.Ҳангоми истифодаи MNC-ҳои гуногун сатҳи ранги ҳалли МБ коҳиш ёфт.Ҷолиб он аст, ки MNC20 ҳалли МБ-ро дар консентратсияи 5 ppm ба осонӣ ранг мекунад.Дар ҳамин ҳол, MNC20 инчунин сатҳи ранги ҳалли MB-ро дар муқоиса бо дигар MNCs паст кард.Спектри намоёни ултрабунафши MNC10-20 дар расми иловагии 9 нишон дода шудааст. Дар ҳамин ҳол, суръати хориҷшавӣ ва иттилооти адсорбсия мутаносибан дар расми 9. 6 ва дар ҷадвали 3 нишон дода шудаанд.
Қуллаҳои кабуди метиленро дар 664 нм ва 600 нм пайдо кардан мумкин аст.Чун қоида, шиддатнокии қулла бо кам шудани консентратсияи ибтидоии маҳлули MG тадриҷан коҳиш меёбад.Дар расми иловагии 9а спектрҳои ултрабунафш намоёни маҳлулҳои МБ-и консентратсияи гуногун пас аз коркард бо MNC10 нишон дода шудаанд, ки шиддатнокии қуллаҳоро каме тағйир додааст.Аз тарафи дигар, қуллаҳои азхудкунии маҳлулҳои МБ пас аз коркард бо MNC15 ва MNC20, тавре ки дар расмҳои иловагӣ 9b ва c нишон дода шудаанд, ба таври назаррас коҳиш ёфт.Ин тағиротҳо ҳангоми кам шудани консентратсияи маҳлули MG равшан дида мешаванд.Аммо, тағироти спектралӣ, ки ҳар се карбонҳои магнитӣ ба даст овардаанд, барои тоза кардани ранги кабуди метиленӣ кофӣ буданд.
Дар асоси ҷадвали 3, натиҷаҳо оид ба миқдори МК адсорбшуда ва фоизи MC адсорбшуда дар расми 3 нишон дода шудаанд. 6. Адсорбсияи MG бо истифодаи консентратсияи баландтари ибтидоӣ барои ҳама ТНМ зиёд шуд.Дар ҳамин ҳол, фоизи адсорбсия ё суръати бартарафсозии МБ (MBR) ҳангоми афзоиши консентратсияи ибтидоӣ тамоюли муқобилро нишон дод.Дар консентратсияи ибтидоии MC дар сатҳи адсорбент ҷойҳои фаъоли ишғолнашуда боқӣ монданд.Вақте ки консентратсияи ранг зиёд мешавад, шумораи ҷойҳои фаъоли ишғолнашуда барои адсорбсияи молекулаҳои ранг кам мешавад.Дигарон ба хулосае омаданд, ки дар ин шароит сершавии маконхои фаъоли биосорбсия ба даст меояд72.
Мутаассифона, барои MNC10, MBR пас аз 10 ppm ҳалли MB зиёд ва коҳиш ёфт.Дар айни замон, танҳо як қисми хеле ками MG адсорбсия карда мешавад.Ин нишон медиҳад, ки 10 ppm консентратсияи беҳтарин барои адсорбсияи MNC10 аст.Барои ҳамаи MNC-ҳои дар ин кор омӯхташуда, тартиби иқтидори адсорбсия чунин буд: MNC20 > MNC15 > MNC10, арзишҳои миёна 10,36 мг/г, 6,85 мг/г ва 0,71 мг/г, бартарафсозии миёнаи суръати MG 87, 79%, 62,26% ва 5,75% буд.Ҳамин тариқ, MNC20 беҳтарин хусусиятҳои адсорбсияро дар байни нанокарбонҳои магнитии синтезшуда бо назардошти қобилияти адсорбсия ва спектри намоёни ултрабунафш нишон дод.Гарчанде ки қобилияти адсорбсия нисбат ба дигар нанокарбонҳои магнитӣ, аз қабили композити магнитии MWCNT (11,86 мг/г) ва нанозарраҳои halloysite нанотуб-магнитии Fe3O4 (18,44 мг/г) пасттар аст, ин тадқиқот истифодаи иловагии стимуляторро талаб намекунад.Химияҳо ҳамчун катализатор амал мекунанд.таъмини усулҳои тоза ва амалӣ синтетикӣ73,74.
Тавре ки арзишҳои SBET-и MNCҳо нишон медиҳанд, сатҳи баланди мушаххас барои адсорбсияи маҳлули МБ сайтҳои фаъолтарро фароҳам меорад.Ин яке аз хусусиятҳои асосии нанокарбонҳои синтетикӣ мегардад.Дар баробари ин, аз сабаби хурд будани МНМ, вақти синтез кӯтоҳ ва қобили қабул аст, ки ба сифатҳои асосии адсорбентҳои ояндадор мувофиқат мекунад75.Дар муқоиса бо адсорбентҳои табиии муқаррарӣ, MNC-ҳои синтезшуда аз ҷиҳати магнитӣ сер мешаванд ва онҳоро дар зери таъсири майдони магнитии беруна ба осонӣ аз маҳлул хориҷ кардан мумкин аст76.Ҳамин тариқ, вақти зарурӣ барои тамоми раванди табобат кам карда мешавад.
Изотермҳои адсорбсия барои фаҳмидани раванди адсорбсия ва сипас нишон додани он, ки чӣ гуна тақсимоти адсорбатсия байни фазаҳои моеъ ва сахт ҳангоми расидан ба мувозинат муҳиманд.Ҳамчун муодилаҳои изотерми стандартӣ муодилаҳои Лангмюр ва Фрейндлих истифода мешаванд, ки механизми адсорбсияро шарҳ медиҳанд, ки дар расми 7 нишон дода шудааст. Модели Лангмюр дар сатҳи берунии адсорбент пайдо шудани қабати ягонаи адсорбатро хуб нишон медиҳад.Изотермҳоро беҳтар ҳамчун сатҳи адсорбсияи якхела тавсиф мекунанд.Дар айни замон изотерми Фрейндлих иштироки якчанд минтакахои адсорбент ва энергияи адсорбсияро дар пахш кардани адсорбат ба сатхи якхела нишон медихад.
Изотерми намунавӣ барои изотерми Лангмюр (a–c) ва изотерми Фрейндлих (d–f) барои MNC10, MNC15 ва MNC20.
Изотермҳои адсорбсия дар консентратсияи пасти моддаҳои маҳлул одатан хатӣ мебошанд77.Намоиши хаттии модели изотерми Лангмюрро дар муодила ифода кардан мумкин аст.1 Параметрҳои адсорбсияро муайян кунед.
KL (л/мг) як доимии Лангмюр мебошад, ки наздикии МБ-ро ба MNC ифода мекунад.Дар ҳамин ҳол, qmax иқтидори максималии адсорбсия (мг/г), qe консентратсияи адсорбшудаи МС (мг/г) ва Се консентратсияи мувозинати маҳлули МС мебошад.Ифодаи хаттии модели изотерми Фрейндлихро ба таври зерин тавсиф кардан мумкин аст:
Вақти фиристодан: феврал-16-2023