గ్రీన్ సింథటిక్ తగ్గిన గ్రాఫేన్ ఆక్సైడ్ మరియు నానో-జీరో ఐరన్ కాంప్లెక్స్‌ల ద్వారా నీటి నుండి డాక్సీసైక్లిన్ యాంటీబయాటిక్స్ యొక్క సినర్జిస్టిక్ తొలగింపు

Nature.comని సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు. మీరు ఉపయోగిస్తున్న బ్రౌజర్ సంస్కరణకు పరిమిత CSS మద్దతు ఉంది. ఉత్తమ అనుభవం కోసం, మీరు నవీకరించబడిన బ్రౌజర్‌ను ఉపయోగించాల్సిందిగా మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము (లేదా Internet Explorerలో అనుకూలత మోడ్‌ని నిలిపివేయండి). ఈ సమయంలో, నిరంతర మద్దతును నిర్ధారించడానికి, మేము సైట్‌ను స్టైల్స్ మరియు జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా రెండర్ చేస్తాము.
ఈ పనిలో, తక్కువ హానికరమైన రసాయన సంశ్లేషణ వంటి "ఆకుపచ్చ" రసాయన శాస్త్ర సూత్రాలకు అనుగుణంగా సోఫోరా పసుపురంగు ఆకు సారాన్ని తగ్గించే ఏజెంట్ మరియు స్టెబిలైజర్‌గా ఉపయోగించి సరళమైన మరియు పర్యావరణ అనుకూలమైన విధానాన్ని ఉపయోగించి మొదటిసారిగా rGO/nZVI మిశ్రమాలు సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి. SEM, EDX, XPS, XRD, FTIR మరియు జీటా పొటెన్షియల్ వంటి మిశ్రమాల విజయవంతమైన సంశ్లేషణను ధృవీకరించడానికి అనేక సాధనాలు ఉపయోగించబడ్డాయి, ఇవి విజయవంతమైన మిశ్రమ కల్పనను సూచిస్తాయి. యాంటీబయాటిక్ డాక్సీసైక్లిన్ యొక్క వివిధ ప్రారంభ సాంద్రతలలో నవల మిశ్రమాలు మరియు స్వచ్ఛమైన nZVI యొక్క తొలగింపు సామర్థ్యం rGO మరియు nZVI మధ్య సినర్జిస్టిక్ ప్రభావాన్ని పరిశోధించడానికి పోల్చబడింది. 25mg L-1, 25°C మరియు 0.05g యొక్క తొలగింపు పరిస్థితులలో, స్వచ్ఛమైన nZVI యొక్క శోషక తొలగింపు రేటు 90%, అయితే rGO/nZVI మిశ్రమం ద్వారా డాక్సీసైక్లిన్ యొక్క అడ్సోర్ప్టివ్ తొలగింపు రేటు 94.6%కి చేరుకుంది, ఇది nZVI మరియు rGO అని నిర్ధారిస్తుంది. . శోషణ ప్రక్రియ ఒక నకిలీ-రెండవ క్రమానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది మరియు 25 °C మరియు pH 7 వద్ద గరిష్టంగా 31.61 mg g-1 శోషణ సామర్థ్యంతో Freundlich మోడల్‌తో మంచి ఒప్పందంలో ఉంది. DC తొలగింపు కోసం ఒక సహేతుకమైన విధానం ప్రతిపాదించబడింది. అదనంగా, ఆరు వరుస పునరుత్పత్తి చక్రాల తర్వాత rGO/nZVI మిశ్రమం యొక్క పునర్వినియోగ సామర్థ్యం 60%.
నీటి కొరత మరియు కాలుష్యం ఇప్పుడు అన్ని దేశాలకు తీవ్రమైన ముప్పు. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, COVID-19 మహమ్మారి 1,2,3 సమయంలో పెరిగిన ఉత్పత్తి మరియు వినియోగం కారణంగా నీటి కాలుష్యం, ముఖ్యంగా యాంటీబయాటిక్ కాలుష్యం పెరిగింది. అందువల్ల, మురుగునీటిలో యాంటీబయాటిక్స్ తొలగింపు కోసం సమర్థవంతమైన సాంకేతికతను అభివృద్ధి చేయడం తక్షణ పని.
టెట్రాసైక్లిన్ సమూహం నుండి నిరోధక సెమీ సింథటిక్ యాంటీబయాటిక్స్‌లో ఒకటి డాక్సీసైక్లిన్ (DC) 4,5. భూగర్భ జలాలు మరియు ఉపరితల జలాల్లోని DC అవశేషాలు జీవక్రియ చేయబడవు, కేవలం 20-50% మాత్రమే జీవక్రియ చేయబడి, మిగిలినవి పర్యావరణంలోకి విడుదల చేయబడి, తీవ్రమైన పర్యావరణ మరియు ఆరోగ్య సమస్యలను కలిగిస్తాయని నివేదించబడింది.
తక్కువ స్థాయిలో DCకి గురికావడం వల్ల జలచర కిరణజన్య సంయోగక్రియ సూక్ష్మజీవులు చనిపోతాయి, యాంటీమైక్రోబయల్ బాక్టీరియా వ్యాప్తిని బెదిరించవచ్చు మరియు యాంటీమైక్రోబయల్ నిరోధకతను పెంచుతుంది, కాబట్టి ఈ కలుషితాన్ని మురుగునీటి నుండి తొలగించాలి. నీటిలో DC యొక్క సహజ క్షీణత చాలా నెమ్మదిగా జరిగే ప్రక్రియ. ఫోటోలిసిస్, బయోడిగ్రేడేషన్ మరియు అధిశోషణం వంటి భౌతిక-రసాయన ప్రక్రియలు తక్కువ సాంద్రతలు మరియు చాలా తక్కువ రేట్లు వద్ద మాత్రమే క్షీణించగలవు. అయినప్పటికీ, అత్యంత పొదుపుగా, సరళంగా, పర్యావరణానికి అనుకూలమైన, నిర్వహించడానికి సులభమైన మరియు సమర్థవంతమైన పద్ధతి adsorption9,10.
నానో జీరో వాలెంట్ ఐరన్ (nZVI) అనేది చాలా శక్తివంతమైన పదార్థం, ఇది మెట్రోనిడాజోల్, డయాజెపామ్, సిప్రోఫ్లోక్సాసిన్, క్లోరాంఫెనికాల్ మరియు టెట్రాసైక్లిన్‌లతో సహా నీటి నుండి అనేక యాంటీబయాటిక్‌లను తొలగించగలదు. ఈ సామర్థ్యం nZVI కలిగి ఉన్న అధిక రియాక్టివిటీ, పెద్ద ఉపరితల వైశాల్యం మరియు అనేక బాహ్య బైండింగ్ సైట్‌లు వంటి అద్భుతమైన లక్షణాల కారణంగా ఉంది. అయినప్పటికీ, వాన్ డెర్ వెల్స్ శక్తులు మరియు అధిక అయస్కాంత లక్షణాల కారణంగా nZVI సజల మాధ్యమంలో అగ్రిగేషన్‌కు గురవుతుంది, ఇది nZVI10,12 యొక్క రియాక్టివిటీని నిరోధించే ఆక్సైడ్ పొరల ఏర్పాటు కారణంగా కలుషితాలను తొలగించడంలో దాని ప్రభావాన్ని తగ్గిస్తుంది. nZVI కణాల సమూహాన్ని వాటి ఉపరితలాలను సర్ఫ్యాక్టెంట్లు మరియు పాలిమర్‌లతో సవరించడం ద్వారా లేదా వాటిని ఇతర సూక్ష్మ పదార్ధాలతో మిశ్రమ రూపంలో కలపడం ద్వారా తగ్గించవచ్చు, ఇది పర్యావరణంలో వాటి స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరచడానికి ఆచరణీయమైన విధానంగా నిరూపించబడింది13,14.
గ్రాఫేన్ అనేది తేనెగూడు లాటిస్‌లో అమర్చబడిన sp2-హైబ్రిడైజ్డ్ కార్బన్ పరమాణువులతో కూడిన రెండు-డైమెన్షనల్ కార్బన్ నానోమెటీరియల్. ఇది పెద్ద ఉపరితల వైశాల్యం, ముఖ్యమైన యాంత్రిక బలం, అద్భుతమైన ఎలక్ట్రోక్యాటలిటిక్ చర్య, అధిక ఉష్ణ వాహకత, వేగవంతమైన ఎలక్ట్రాన్ చలనశీలత మరియు దాని ఉపరితలంపై అకర్బన నానోపార్టికల్స్‌కు మద్దతు ఇవ్వడానికి తగిన క్యారియర్ పదార్థాన్ని కలిగి ఉంది. మెటల్ నానోపార్టికల్స్ మరియు గ్రాఫేన్ కలయిక ప్రతి పదార్ధం యొక్క వ్యక్తిగత ప్రయోజనాలను చాలా ఎక్కువగా అధిగమించగలదు మరియు దాని ఉన్నతమైన భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాల కారణంగా, మరింత సమర్థవంతమైన నీటి చికిత్స కోసం నానోపార్టికల్స్ యొక్క సరైన పంపిణీని అందిస్తుంది.
తగ్గిన గ్రాఫేన్ ఆక్సైడ్ (rGO) మరియు nZVI సంశ్లేషణలో సాధారణంగా ఉపయోగించే హానికరమైన రసాయనాలను తగ్గించే ఏజెంట్లకు మొక్కల పదార్దాలు ఉత్తమ ప్రత్యామ్నాయం, ఎందుకంటే అవి అందుబాటులో ఉన్నాయి, చవకైనవి, ఒక-దశ, పర్యావరణపరంగా సురక్షితమైనవి మరియు తగ్గించే ఏజెంట్లుగా ఉపయోగించవచ్చు. ఫ్లేవనాయిడ్లు మరియు ఫినోలిక్ సమ్మేళనాలు కూడా స్టెబిలైజర్‌గా పనిచేస్తాయి. అందువల్ల, ఈ అధ్యయనంలో rGO/nZVI మిశ్రమాల సంశ్లేషణ కోసం అట్రిప్లెక్స్ హాలిమస్ L. లీఫ్ ఎక్స్‌ట్రాక్ట్ రిపేరింగ్ మరియు క్లోజింగ్ ఏజెంట్‌గా ఉపయోగించబడింది. అమరాంతసీ కుటుంబానికి చెందిన అట్రిప్లెక్స్ హాలిమస్ విస్తృత భౌగోళిక పరిధితో నత్రజని-ప్రియమైన శాశ్వత పొద.
అందుబాటులో ఉన్న సాహిత్యం ప్రకారం, అట్రిప్లెక్స్ హాలిమస్ (A. హలిమస్) మొదట rGO/nZVI మిశ్రమాలను ఆర్థిక మరియు పర్యావరణ అనుకూల సంశ్లేషణ పద్ధతిగా చేయడానికి ఉపయోగించబడింది. ఈ విధంగా, ఈ పని యొక్క లక్ష్యం నాలుగు భాగాలను కలిగి ఉంటుంది: (1) rGO/nZVI యొక్క ఫైటోసింథసిస్ మరియు A. హాలిమస్ ఆక్వాటిక్ లీఫ్ ఎక్స్‌ట్రాక్ట్‌ని ఉపయోగించి పేరెంటల్ nZVI మిశ్రమాలు, (2) ఫైటోసింథసైజ్ చేయబడిన మిశ్రమాలను వాటి విజయవంతమైన కల్పనను నిర్ధారించడానికి బహుళ పద్ధతులను ఉపయోగించి వర్గీకరించడం, (3 ) వివిధ ప్రతిచర్య పారామితుల క్రింద డాక్సీసైక్లిన్ యాంటీబయాటిక్స్ యొక్క సేంద్రీయ కలుషితాలను అధిశోషణం మరియు తొలగింపులో rGO మరియు nZVI యొక్క సినర్జిస్టిక్ ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేయండి, శోషణ ప్రక్రియ యొక్క పరిస్థితులను ఆప్టిమైజ్ చేయండి, (3) ప్రాసెసింగ్ చక్రం తర్వాత వివిధ నిరంతర చికిత్సలలో మిశ్రమ పదార్థాలను పరిశోధించండి.
డాక్సీసైక్లిన్ హైడ్రోక్లోరైడ్ (DC, MM = 480.90, రసాయన సూత్రం C22H24N2O·HCl, 98%), ఐరన్ క్లోరైడ్ హెక్సాహైడ్రేట్ (FeCl3.6H2O, 97%), గ్రాఫైట్ పౌడర్ USAలోని సిగ్మా-ఆల్డ్రిచ్ నుండి కొనుగోలు చేయబడింది. సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ (NaOH, 97%), ఇథనాల్ (C2H5OH, 99.9%) మరియు హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం (HCl, 37%) USAలోని మెర్క్ నుండి కొనుగోలు చేయబడ్డాయి. NaCl, KCl, CaCl2, MnCl2 మరియు MgCl2 లు Tianjin Comio కెమికల్ రీజెంట్ కో., లిమిటెడ్ నుండి కొనుగోలు చేయబడ్డాయి. అన్ని కారకాలు అధిక విశ్లేషణాత్మక స్వచ్ఛతతో ఉంటాయి. అన్ని సజల ద్రావణాలను సిద్ధం చేయడానికి డబుల్-స్వేదనజలం ఉపయోగించబడింది.
A. హాలిమస్ యొక్క ప్రతినిధి నమూనాలు నైలు డెల్టా మరియు ఈజిప్ట్ యొక్క మధ్యధరా తీరం వెంబడి ఉన్న వారి సహజ ఆవాసాల నుండి సేకరించబడ్డాయి. వర్తించే జాతీయ మరియు అంతర్జాతీయ మార్గదర్శకాలకు అనుగుణంగా మొక్కల పదార్థం సేకరించబడింది17. Prof. మనల్ ఫౌజీ Boulos18 ప్రకారం మొక్కల నమూనాలను గుర్తించారు మరియు అలెగ్జాండ్రియా విశ్వవిద్యాలయం యొక్క పర్యావరణ శాస్త్రాల విభాగం శాస్త్రీయ ప్రయోజనాల కోసం అధ్యయనం చేయబడిన మొక్కల జాతుల సేకరణకు అధికారం ఇచ్చింది. నమూనా వోచర్‌లు టాంటా యూనివర్సిటీ హెర్బేరియం (TANE), వోచర్‌ల సంఖ్య. 14 122–14 127, డిపాజిటెడ్ మెటీరియల్‌లకు యాక్సెస్ అందించే పబ్లిక్ హెర్బేరియం. అదనంగా, దుమ్ము లేదా ధూళిని తొలగించడానికి, మొక్క యొక్క ఆకులను చిన్న ముక్కలుగా కట్ చేసి, ట్యాప్ మరియు స్వేదనజలంతో 3 సార్లు కడిగి, ఆపై 50 ° C వద్ద ఆరబెట్టండి. మొక్క చూర్ణం చేయబడింది, 5 గ్రాముల చక్కటి పొడిని 100 ml స్వేదనజలంలో ముంచి, 20 నిమిషాలు 70 ° C వద్ద కదిలించి ఒక సారం పొందాలి. బాసిల్లస్ నికోటియానే యొక్క పొందిన సారం వాట్‌మ్యాన్ ఫిల్టర్ పేపర్ ద్వారా ఫిల్టర్ చేయబడింది మరియు తదుపరి ఉపయోగం కోసం శుభ్రమైన మరియు క్రిమిరహితం చేయబడిన ట్యూబ్‌లలో 4 ° C వద్ద నిల్వ చేయబడుతుంది.
మూర్తి 1లో చూపినట్లుగా, సవరించిన హమ్మర్స్ పద్ధతి ద్వారా GO గ్రాఫైట్ పౌడర్‌తో తయారు చేయబడింది. 10 mg GO పౌడర్‌ను 50 ml డీయోనైజ్డ్ వాటర్‌లో 30 నిమిషాలు sonication కింద చెదరగొట్టారు, ఆపై 0.9 g FeCl3 మరియు 2.9 g NaAc 60 నిమిషాలు కలపబడ్డాయి. 20 మి.లీ అట్రిప్లెక్స్ లీఫ్ ఎక్స్‌ట్రాక్ట్‌ను కదిలించిన ద్రావణంలో కలుపుతూ 80°C వద్ద 8 గంటల పాటు ఉంచాలి. ఫలితంగా బ్లాక్ సస్పెన్షన్ ఫిల్టర్ చేయబడింది. తయారుచేసిన నానోకంపొజిట్‌లను ఇథనాల్ మరియు బిడిస్టిల్ వాటర్‌తో కడిగి, ఆపై వాక్యూమ్ ఓవెన్‌లో 50 ° C వద్ద 12 గంటల పాటు ఎండబెట్టాలి.
rGO/nZVI మరియు nZVI కాంప్లెక్స్‌ల యొక్క ఆకుపచ్చ సంశ్లేషణ యొక్క స్కీమాటిక్ మరియు డిజిటల్ ఛాయాచిత్రాలు మరియు అట్రిప్లెక్స్ హాలిమస్ సారం ఉపయోగించి కలుషితమైన నీటి నుండి DC యాంటీబయాటిక్‌లను తొలగించడం.
క్లుప్తంగా, అంజీర్ 1లో చూపిన విధంగా, 0.05 M Fe3+ అయాన్‌లను కలిగి ఉన్న ఐరన్ క్లోరైడ్ ద్రావణం యొక్క 10 ml 20 ml చేదు ఆకు సారం ద్రావణంలో 60 నిమిషాల పాటు మితమైన వేడి మరియు గందరగోళంతో డ్రాప్‌వైస్‌గా జోడించబడింది, ఆపై ద్రావణాన్ని సెంట్రిఫ్యూజ్ చేశారు. 14,000 rpm (Hermle , 15,000 rpm) నల్ల రేణువులను ఇవ్వడానికి 15 నిమిషాలు, ఇథనాల్ మరియు స్వేదనజలంతో 3 సార్లు కడిగి, ఆపై రాత్రిపూట 60 ° C. వద్ద వాక్యూమ్ ఓవెన్‌లో ఎండబెట్టాలి.
ప్లాంట్-సింథసైజ్డ్ rGO/nZVI మరియు nZVI మిశ్రమాలు 200-800 nm స్కానింగ్ పరిధిలో UV-కనిపించే స్పెక్ట్రోస్కోపీ (T70/T80 సిరీస్ UV/Vis స్పెక్ట్రోఫోటోమీటర్లు, PG ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్ లిమిటెడ్, UK) ద్వారా వర్గీకరించబడ్డాయి. rGO/nZVI మరియు nZVI మిశ్రమాల యొక్క స్థలాకృతి మరియు పరిమాణ పంపిణీని విశ్లేషించడానికి, TEM స్పెక్ట్రోస్కోపీ (JOEL, JEM-2100F, జపాన్, వోల్టేజ్ 200 kV వేగవంతం) ఉపయోగించబడింది. పునరుద్ధరణ మరియు స్థిరీకరణ ప్రక్రియకు బాధ్యత వహించే మొక్కల సంగ్రహాలలో పాల్గొనే ఫంక్షనల్ సమూహాలను అంచనా వేయడానికి, FT-IR స్పెక్ట్రోస్కోపీ నిర్వహించబడింది (4000-600 cm-1 పరిధిలో JASCO స్పెక్ట్రోమీటర్). అదనంగా, సంశ్లేషణ చేయబడిన సూక్ష్మ పదార్ధాల ఉపరితల ఛార్జ్‌ను అధ్యయనం చేయడానికి జీటా పొటెన్షియల్ ఎనలైజర్ (జెటాసైజర్ నానో ZS మాల్వెర్న్) ఉపయోగించబడింది. పొడి సూక్ష్మ పదార్ధాల ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ కొలతల కోసం, 20° నుండి 80 వరకు 2θ పరిధిలో కరెంట్ (40 mA), వోల్టేజ్ (45 kV) వద్ద పనిచేసే X-రే డిఫ్రాక్టోమీటర్ (X'PERT PRO, నెదర్లాండ్స్) ఉపయోగించబడింది. ° మరియు CuKa1 రేడియేషన్ (\(\lambda =\ ) 1.54056 Ao). XPSలో -10 నుండి 1350 eV వరకు, స్పాట్ పరిమాణం 400 μm K-ALPHA వరకు Al K-α మోనోక్రోమటిక్ ఎక్స్-కిరణాలను సేకరించేటప్పుడు ఎనర్జీ డిస్పర్సివ్ ఎక్స్-రే స్పెక్ట్రోమీటర్ (EDX) (మోడల్ JEOL JSM-IT100) మౌళిక కూర్పును అధ్యయనం చేయడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది. (థర్మో ఫిషర్ సైంటిఫిక్, USA) పూర్తి స్పెక్ట్రం యొక్క ప్రసార శక్తి 200 eV మరియు ఇరుకైన స్పెక్ట్రం 50 eV. పొడి నమూనా నమూనా హోల్డర్‌పై నొక్కబడుతుంది, ఇది వాక్యూమ్ చాంబర్‌లో ఉంచబడుతుంది. బైండింగ్ ఎనర్జీని నిర్ణయించడానికి C 1 s స్పెక్ట్రమ్ 284.58 eV వద్ద సూచనగా ఉపయోగించబడింది.
సజల ద్రావణాల నుండి డాక్సీసైక్లిన్ (DC)ని తొలగించడంలో సంశ్లేషణ చేయబడిన rGO/nZVI నానోకంపొసైట్‌ల ప్రభావాన్ని పరీక్షించడానికి అధిశోషణ ప్రయోగాలు జరిగాయి. 298 K వద్ద కక్ష్య షేకర్ (స్టువర్ట్, ఆర్బిటల్ షేకర్/SSL1)పై 200 rpm వణుకుతున్న వేగంతో 25 ml ఎర్లెన్‌మేయర్ ఫ్లాస్క్‌లలో అధిశోషణ ప్రయోగాలు జరిగాయి. DC స్టాక్ ద్రావణాన్ని (1000 ppm) బిడిస్టిల్ వాటర్‌తో పలుచన చేయడం ద్వారా. శోషణ సామర్థ్యంపై rGO/nSVI మోతాదు ప్రభావాన్ని అంచనా వేయడానికి, వివిధ బరువులు (0.01-0.07 గ్రా) యొక్క నానోకంపొజిట్‌లు 20 ml DC ద్రావణానికి జోడించబడ్డాయి. గతిశాస్త్రం మరియు అధిశోషణం ఐసోథెర్మ్‌లను అధ్యయనం చేయడానికి, 0.05 గ్రా యాడ్సోర్బెంట్‌ను ప్రారంభ ఏకాగ్రతతో (25–100 mg L–1) CD యొక్క సజల ద్రావణంలో ముంచారు. DC యొక్క తొలగింపుపై pH ప్రభావం pH (3-11) వద్ద అధ్యయనం చేయబడింది మరియు 25 ° C వద్ద 50 mg L-1 యొక్క ప్రారంభ సాంద్రత. HCl లేదా NaOH సొల్యూషన్ (క్రిసన్ pH మీటర్, pH మీటర్, pH 25) యొక్క చిన్న మొత్తాన్ని జోడించడం ద్వారా సిస్టమ్ యొక్క pHని సర్దుబాటు చేయండి. అదనంగా, 25-55 ° C పరిధిలో శోషణ ప్రయోగాలపై ప్రతిచర్య ఉష్ణోగ్రత ప్రభావం పరిశోధించబడింది. 50 mg L–1, pH 3 మరియు 7, 25°C, మరియు DC యొక్క ప్రారంభ సాంద్రత వద్ద NaCl (0.01–4 mol L–1) యొక్క వివిధ సాంద్రతలను జోడించడం ద్వారా అధిశోషణ ప్రక్రియపై అయానిక్ బలం యొక్క ప్రభావం అధ్యయనం చేయబడింది. 0.05 గ్రా ఒక శోషక మోతాదు. నాన్-అడ్సోర్బ్డ్ DC యొక్క అధిశోషణం డ్యూయల్ బీమ్ UV-Vis స్పెక్ట్రోఫోటోమీటర్ (T70/T80 సిరీస్, PG ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్ లిమిటెడ్, UK)ని ఉపయోగించి గరిష్ట తరంగదైర్ఘ్యాలు (λ గరిష్టంగా 350m మరియు 350m మరియు. DC యాంటీబయాటిక్స్ యొక్క శాతం తొలగింపు (R%; Eq. 1) మరియు DC, qt, Eq యొక్క శోషణ మొత్తం. కింది సమీకరణాన్ని ఉపయోగించి 2 (mg/g) కొలుస్తారు.
ఇక్కడ %R అనేది DC రిమూవల్ కెపాసిటీ (%), Co అనేది 0 సమయంలో ప్రారంభ DC గాఢత, మరియు C అనేది వరుసగా t సమయంలో DC గాఢత (mg L-1).
ఇక్కడ qe అనేది యాడ్సోర్బెంట్ (mg g-1) యూనిట్ ద్రవ్యరాశికి DC శోషించబడిన మొత్తం, Co మరియు Ce అనేది సున్నా సమయంలో మరియు సమతౌల్యం వద్ద వరుసగా (mg l-1), V అనేది ద్రావణ పరిమాణం (l) , మరియు m అనేది అధిశోషణ ద్రవ్యరాశి కారకం (g).
SEM చిత్రాలు (Fig. 2A-C) rGO/nZVI మిశ్రమం యొక్క లామెల్లార్ పదనిర్మాణాన్ని గోళాకార ఐరన్ నానోపార్టికల్స్‌తో దాని ఉపరితలంపై ఏకరీతిగా చెదరగొట్టడాన్ని చూపుతాయి, ఇది nZVI NPలను rGO ఉపరితలంతో విజయవంతంగా జోడించడాన్ని సూచిస్తుంది. అదనంగా, rGO ఆకులో కొన్ని ముడతలు ఉన్నాయి, A. హాలిమస్ GO యొక్క పునరుద్ధరణతో ఏకకాలంలో ఆక్సిజన్-కలిగిన సమూహాల తొలగింపును నిర్ధారిస్తుంది. ఈ పెద్ద ముడతలు ఇనుము NPల క్రియాశీల లోడ్ కోసం సైట్‌లుగా పనిచేస్తాయి. nZVI చిత్రాలు (Fig. 2D-F) గోళాకార ఇనుము NP లు చాలా చెల్లాచెదురుగా ఉన్నాయని మరియు మొక్కల సారం యొక్క బొటానికల్ భాగాల యొక్క పూత స్వభావం కారణంగా సమీకరించబడలేదని చూపించింది. కణ పరిమాణం 15-26 nm లోపల మారుతూ ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, కొన్ని ప్రాంతాలు ఉబ్బెత్తు మరియు కావిటీస్ నిర్మాణంతో మెసోపోరస్ పదనిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి, ఇవి nZVI యొక్క అధిక ప్రభావవంతమైన శోషణ సామర్థ్యాన్ని అందించగలవు, ఎందుకంటే అవి nZVI యొక్క ఉపరితలంపై DC అణువులను ట్రాప్ చేసే అవకాశాన్ని పెంచుతాయి. nZVI యొక్క సంశ్లేషణ కోసం రోసా డమాస్కస్ సారం ఉపయోగించినప్పుడు, పొందిన NPలు శూన్యాలు మరియు విభిన్న ఆకృతులతో అసమానమైనవి, ఇవి Cr(VI) శోషణలో వాటి సామర్థ్యాన్ని తగ్గించాయి మరియు ప్రతిచర్య సమయాన్ని పెంచుతాయి 23 . ఫలితాలు ఓక్ మరియు మల్బరీ ఆకుల నుండి సంశ్లేషణ చేయబడిన nZVIకి అనుగుణంగా ఉంటాయి, ఇవి ప్రధానంగా గోళాకార నానోపార్టికల్స్‌తో వివిధ నానోమీటర్ పరిమాణాలు స్పష్టమైన సంకలనం లేకుండా ఉంటాయి.
rGO/nZVI (AC), nZVI (D, E) మిశ్రమాల SEM చిత్రాలు మరియు nZVI/rGO (G) మరియు nZVI (H) మిశ్రమాల EDX నమూనాలు.
ప్లాంట్-సింథసైజ్డ్ rGO/nZVI మరియు nZVI మిశ్రమాల మూలక కూర్పు EDX (Fig. 2G, H) ఉపయోగించి అధ్యయనం చేయబడింది. nZVI కార్బన్ (ద్రవ్యరాశి ద్వారా 38.29%), ఆక్సిజన్ (ద్రవ్యరాశి ద్వారా 47.41%) మరియు ఇనుము (ద్రవ్యరాశి ద్వారా 11.84%)తో కూడి ఉంటుందని అధ్యయనాలు చూపిస్తున్నాయి, అయితే ఫాస్పరస్24 వంటి ఇతర మూలకాలు కూడా ఉన్నాయి, వీటిని మొక్కల సారాల నుండి పొందవచ్చు. అదనంగా, అధిక శాతం కార్బన్ మరియు ఆక్సిజన్ సబ్‌సర్ఫేస్ nZVI నమూనాలలో మొక్కల సారం నుండి ఫైటోకెమికల్స్ ఉండటం వల్ల వస్తుంది. ఈ మూలకాలు rGOపై సమానంగా పంపిణీ చేయబడతాయి కానీ వివిధ నిష్పత్తులలో: C (39.16 wt %), O (46.98 wt %) మరియు Fe (10.99 wt %), EDX rGO/nZVI కూడా S వంటి ఇతర మూలకాల ఉనికిని చూపుతుంది, ఇది మొక్కల పదార్దాలతో అనుబంధించవచ్చు, ఉపయోగించబడతాయి. యూకలిప్టస్ లీఫ్ ఎక్స్‌ట్రాక్ట్‌ని ఉపయోగించడం కంటే A. హాలిమస్‌ని ఉపయోగించి rGO/nZVI మిశ్రమంలో ప్రస్తుత C:O నిష్పత్తి మరియు ఐరన్ కంటెంట్ చాలా మెరుగ్గా ఉంది, ఎందుకంటే ఇది C (23.44 wt.%), O (68.29 wt.% ) కూర్పును వర్ణిస్తుంది. మరియు Fe (8.27 wt.%). wt %) 25. Nataša et al., 2022 ఓక్ మరియు మల్బరీ ఆకుల నుండి సంశ్లేషణ చేయబడిన nZVI యొక్క సారూప్య మూలక కూర్పును నివేదించింది మరియు ఆకు సారంలో ఉన్న పాలీఫెనాల్ సమూహాలు మరియు ఇతర అణువులు తగ్గింపు ప్రక్రియకు కారణమని నిర్ధారించింది.
మొక్కలలో సంశ్లేషణ చేయబడిన nZVI యొక్క స్వరూపం (Fig. S2A,B) గోళాకారంగా మరియు పాక్షికంగా క్రమరహితంగా ఉంటుంది, సగటు కణ పరిమాణం 23.09 ± 3.54 nm, అయితే వాన్ డెర్ వాల్స్ శక్తులు మరియు ఫెర్రో అయస్కాంతత్వం కారణంగా గొలుసు కంకరలు గమనించబడ్డాయి. ఈ ప్రధానంగా గ్రాన్యులర్ మరియు గోళాకార కణ ఆకారం SEM ఫలితాలతో మంచి ఒప్పందంలో ఉంది. ఇదే విధమైన పరిశీలనను అబ్దెల్ఫతా మరియు ఇతరులు కనుగొన్నారు. 2021లో nZVI11 సంశ్లేషణలో ఆముదం ఆకు సారాన్ని ఉపయోగించినప్పుడు. nZVIలో తగ్గించే ఏజెంట్‌గా ఉపయోగించే రుయెలాస్ ట్యూబెరోసా లీఫ్ ఎక్స్‌ట్రాక్ట్ NPలు కూడా 20 నుండి 40 nm26 వ్యాసంతో గోళాకార ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
హైబ్రిడ్ rGO/nZVI మిశ్రమ TEM చిత్రాలు (Fig. S2C-D) rGO అనేది nZVI NPల కోసం బహుళ లోడింగ్ సైట్‌లను అందించే ఉపాంత మడతలు మరియు ముడతలతో కూడిన బేసల్ ప్లేన్ అని చూపించింది; ఈ లామెల్లార్ పదనిర్మాణం rGO యొక్క విజయవంతమైన కల్పనను కూడా నిర్ధారిస్తుంది. అదనంగా, nZVI NP లు 5.32 నుండి 27 nm వరకు కణ పరిమాణాలతో గోళాకార ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు దాదాపు ఏకరీతి వ్యాప్తితో rGO పొరలో పొందుపరచబడ్డాయి. యూకలిప్టస్ లీఫ్ సారం Fe NPs/rGOను సంశ్లేషణ చేయడానికి ఉపయోగించబడింది; RGO పొరలోని ముడతలు స్వచ్ఛమైన Fe NPల కంటే Fe NPల వ్యాప్తిని మెరుగుపరిచాయని మరియు మిశ్రమాల ప్రతిచర్యను పెంచాయని TEM ఫలితాలు ధృవీకరించాయి. ఇలాంటి ఫలితాలను బఘేరి మరియు ఇతరులు పొందారు. 28 సుమారు 17.70 nm సగటు ఇనుము నానోపార్టికల్ పరిమాణంతో అల్ట్రాసోనిక్ పద్ధతులను ఉపయోగించి మిశ్రమాన్ని రూపొందించినప్పుడు.
A. హాలిమస్, nZVI, GO, rGO మరియు rGO/nZVI మిశ్రమాల FTIR స్పెక్ట్రా అంజీర్‌లో చూపబడింది. 3A. A. హాలిమస్ యొక్క ఆకులలో ఉపరితల క్రియాత్మక సమూహాల ఉనికి 3336 cm-1 వద్ద కనిపిస్తుంది, ఇది పాలీఫెనాల్స్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది మరియు 1244 cm-1, ఇది ప్రోటీన్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన కార్బొనిల్ సమూహాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. 2918 cm-1 వద్ద ఆల్కేన్‌లు, 1647 cm-1 వద్ద ఆల్కెన్‌లు మరియు 1030 cm-1 వద్ద CO-O-CO పొడిగింపులు వంటి ఇతర సమూహాలు కూడా గమనించబడ్డాయి, ఇవి సీలింగ్ ఏజెంట్‌లుగా పని చేసే మరియు రికవరీకి బాధ్యత వహించే మొక్కల భాగాల ఉనికిని సూచిస్తున్నాయి. Fe2+ ​​నుండి Fe0కి మరియు GO rGO29కి. సాధారణంగా, nZVI స్పెక్ట్రా చేదు చక్కెరల వలె అదే శోషణ శిఖరాలను చూపుతుంది, కానీ కొద్దిగా మార్చబడిన స్థానంతో ఉంటుంది. OH స్ట్రెచింగ్ వైబ్రేషన్స్ (ఫినాల్స్)తో అనుబంధించబడిన 3244 cm-1 వద్ద ఒక తీవ్రమైన బ్యాండ్ కనిపిస్తుంది, 1615 వద్ద ఉన్న శిఖరం C=Cకి అనుగుణంగా ఉంటుంది మరియు 1546 మరియు 1011 cm-1 వద్ద బ్యాండ్‌లు C=O (పాలీఫెనాల్స్ మరియు ఫ్లేవనాయిడ్‌లు) సాగడం వల్ల ఉత్పన్నమవుతాయి. , CN - సుగంధ అమైన్‌లు మరియు అలిఫాటిక్ అమైన్‌ల సమూహాలు కూడా వరుసగా 1310 cm-1 మరియు 1190 cm-1 వద్ద గమనించబడ్డాయి. GO యొక్క FTIR స్పెక్ట్రమ్ 1041 cm-1 వద్ద ఆల్కాక్సీ (CO) స్ట్రెచింగ్ బ్యాండ్, 1291 cm-1 వద్ద ఎపోక్సీ (CO) స్ట్రెచింగ్ బ్యాండ్, C=O స్ట్రెచ్‌తో సహా అనేక అధిక-తీవ్రత ఆక్సిజన్-కలిగిన సమూహాల ఉనికిని చూపుతుంది. 1619 cm-1 వద్ద C=C స్ట్రెచింగ్ వైబ్రేషన్‌ల బ్యాండ్, 1708 cm-1 వద్ద ఒక బ్యాండ్ మరియు 3384 cm-1 వద్ద OH గ్రూప్ స్ట్రెచింగ్ వైబ్రేషన్‌ల యొక్క విస్తృత బ్యాండ్ కనిపించింది, ఇది మెరుగైన హమ్మర్స్ పద్ధతి ద్వారా నిర్ధారించబడింది, ఇది విజయవంతంగా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది. గ్రాఫైట్ ప్రక్రియ. rGO మరియు rGO/nZVI మిశ్రమాలను GO స్పెక్ట్రాతో పోల్చినప్పుడు, 3270 cm-1 వద్ద OH వంటి కొన్ని ఆక్సిజన్-కలిగిన సమూహాల తీవ్రత గణనీయంగా తగ్గుతుంది, అయితే 1729 cm-1 వద్ద C=O వంటి ఇతరాలు పూర్తిగా ఉంటాయి. తగ్గింది. అదృశ్యమైంది, A. హాలిమస్ ఎక్స్‌ట్రాక్ట్ ద్వారా GOలో ఆక్సిజన్-కలిగిన ఫంక్షనల్ గ్రూపుల విజయవంతమైన తొలగింపును సూచిస్తుంది. C=C టెన్షన్ వద్ద rGO యొక్క కొత్త పదునైన లక్షణ శిఖరాలు 1560 మరియు 1405 cm-1 వద్ద గమనించబడతాయి, ఇది GOని rGOకి తగ్గించడాన్ని నిర్ధారిస్తుంది. 1043 నుండి 1015 cm-1 వరకు మరియు 982 నుండి 918 cm-1 వరకు వ్యత్యాసాలు గమనించబడ్డాయి, బహుశా మొక్కల పదార్థం 31,32 చేర్చడం వల్ల కావచ్చు. Weng et al., 2018 GO లో ఆక్సిజన్ ఫంక్షనల్ గ్రూపుల గణనీయమైన అటెన్యూయేషన్‌ను గమనించారు, బయోరెడక్షన్ ద్వారా rGO విజయవంతంగా ఏర్పడటాన్ని నిర్ధారిస్తుంది, ఎందుకంటే తగ్గిన ఐరన్ గ్రాఫేన్ ఆక్సైడ్ మిశ్రమాలను సంశ్లేషణ చేయడానికి ఉపయోగించే యూకలిప్టస్ లీఫ్ ఎక్స్‌ట్రాక్ట్‌లు, మొక్కల భాగం యొక్క FTIR స్పెక్ట్రాను దగ్గరగా చూపించాయి. ఫంక్షనల్ సమూహాలు. 33
A. గాలియం యొక్క FTIR స్పెక్ట్రం, nZVI, rGO, GO, మిశ్రమ rGO/nZVI (A). Roentgenogrammy మిశ్రమాలు rGO, GO, nZVI మరియు rGO/nZVI (B).
rGO/nZVI మరియు nZVI సమ్మేళనాల నిర్మాణం ఎక్కువగా ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ నమూనాల ద్వారా నిర్ధారించబడింది (Fig. 3B). ఇండెక్స్ (110) (JCPDS నం. 06–0696)11కి అనుగుణంగా 2Ɵ 44.5° వద్ద అధిక-తీవ్రత Fe0 గరిష్టం గమనించబడింది. (311) విమానంలో 35.1° వద్ద ఉన్న మరో శిఖరం మాగ్నెటైట్ Fe3O4కి ఆపాదించబడింది, 63.2° ϒ-FeOOH (JCPDS నం. 17-0536)34 ఉన్నందున (440) విమానం యొక్క మిల్లర్ సూచికతో అనుబంధించబడి ఉండవచ్చు. GO యొక్క X-రే నమూనా 2Ɵ 10.3° వద్ద పదునైన శిఖరాన్ని మరియు 21.1° వద్ద మరొక శిఖరాన్ని చూపుతుంది, ఇది గ్రాఫైట్ యొక్క పూర్తి ఎక్స్‌ఫోలియేషన్‌ను సూచిస్తుంది మరియు GO35 ఉపరితలంపై ఆక్సిజన్-కలిగిన సమూహాల ఉనికిని హైలైట్ చేస్తుంది. rGO మరియు rGO/nZVI యొక్క మిశ్రమ నమూనాలు rGO మరియు rGO/nZVI మిశ్రమాలకు వరుసగా 2Ɵ 22.17 మరియు 24.7° వద్ద లక్షణ GO శిఖరాల అదృశ్యం మరియు విస్తృత rGO శిఖరాలు ఏర్పడటాన్ని నమోదు చేశాయి, ఇది మొక్కల సారం ద్వారా GO యొక్క విజయవంతమైన పునరుద్ధరణను నిర్ధారించింది. అయినప్పటికీ, మిశ్రమ rGO/nZVI నమూనాలో, Fe0 (110) మరియు bcc Fe0 (200) యొక్క లాటిస్ ప్లేన్‌తో అనుబంధించబడిన అదనపు శిఖరాలు వరుసగా 44.9\(^\circ\) మరియు 65.22\(^\circ\) వద్ద గమనించబడ్డాయి. .
జీటా పొటెన్షియల్ అనేది ఒక కణం యొక్క ఉపరితలంతో జతచేయబడిన అయానిక్ పొర మరియు ఒక పదార్థం యొక్క ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ లక్షణాలను నిర్ణయించే మరియు దాని స్థిరత్వాన్ని కొలిచే సజల ద్రావణం మధ్య సంభావ్యత. ప్లాంట్-సింథసైజ్డ్ nZVI, GO, మరియు rGO/nZVI మిశ్రమాల యొక్క జీటా సంభావ్య విశ్లేషణ వాటి ఉపరితలంపై వరుసగా -20.8, -22 మరియు -27.4 mV యొక్క ప్రతికూల ఛార్జీల ఉనికి కారణంగా వాటి స్థిరత్వాన్ని చూపింది, మూర్తి S1A-లో చూపబడింది. సి. . -25 mV కంటే తక్కువ జీటా సంభావ్య విలువలు కలిగిన కణాలను కలిగి ఉన్న పరిష్కారాలు సాధారణంగా ఈ కణాల మధ్య ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ వికర్షణ కారణంగా అధిక స్థాయి స్థిరత్వాన్ని చూపుతాయని పేర్కొన్న అనేక నివేదికలతో ఇటువంటి ఫలితాలు స్థిరంగా ఉంటాయి. rGO మరియు nZVI కలయిక మిశ్రమాన్ని మరింత ప్రతికూల ఛార్జీలను పొందేందుకు అనుమతిస్తుంది మరియు తద్వారా GO లేదా nZVI కంటే ఎక్కువ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది. అందువల్ల, ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ వికర్షణ యొక్క దృగ్విషయం స్థిరమైన rGO/nZVI39 మిశ్రమాలు ఏర్పడటానికి దారి తీస్తుంది. GO యొక్క ప్రతికూల ఉపరితలం సమీకరణ లేకుండా సజల మాధ్యమంలో సమానంగా చెదరగొట్టడానికి అనుమతిస్తుంది, ఇది nZVIతో పరస్పర చర్యకు అనుకూలమైన పరిస్థితులను సృష్టిస్తుంది. చేదు పుచ్చకాయ సారంలో వివిధ ఫంక్షనల్ గ్రూపుల ఉనికితో ప్రతికూల ఛార్జ్ అనుబంధించబడి ఉండవచ్చు, ఇది GO మరియు ఇనుము పూర్వగాములు మరియు మొక్కల సారం వరుసగా rGO మరియు nZVI మరియు rGO/nZVI కాంప్లెక్స్‌ల మధ్య పరస్పర చర్యను నిర్ధారిస్తుంది. ఈ మొక్కల సమ్మేళనాలు క్యాపింగ్ ఏజెంట్‌లుగా కూడా పనిచేస్తాయి, ఎందుకంటే అవి ఫలితంగా ఏర్పడే నానోపార్టికల్స్ యొక్క సంకలనాన్ని నిరోధిస్తాయి మరియు తద్వారా వాటి స్థిరత్వాన్ని పెంచుతాయి.
nZVI మరియు rGO/nZVI సమ్మేళనాల మూలక కూర్పు మరియు వాలెన్స్ స్థితులు XPS ద్వారా నిర్ణయించబడ్డాయి (Fig. 4). మొత్తం XPS అధ్యయనం rGO/nZVI సమ్మేళనం ప్రధానంగా EDS మ్యాపింగ్ (Fig. 4F-H)కు అనుగుణంగా C, O మరియు Fe మూలకాలతో కూడి ఉంటుందని చూపించింది. C1s స్పెక్ట్రమ్ వరుసగా CC, CO మరియు C=O లను సూచించే 284.59 eV, 286.21 eV మరియు 288.21 eV వద్ద మూడు శిఖరాలను కలిగి ఉంటుంది. O1s స్పెక్ట్రమ్ 531.17 eV, 532.97 eV మరియు 535.45 eVలతో సహా మూడు శిఖరాలుగా విభజించబడింది, ఇవి వరుసగా O=CO, CO మరియు NO సమూహాలకు కేటాయించబడ్డాయి. అయితే, 710.43, 714.57 మరియు 724.79 eV వద్ద ఉన్న శిఖరాలు వరుసగా Fe 2p3/2, Fe+3 మరియు Fe p1/2ని సూచిస్తాయి. nZVI యొక్క XPS స్పెక్ట్రా (Fig. 4C-E) C, O మరియు Fe మూలకాల కోసం శిఖరాలను చూపించింది. 284.77, 286.25, మరియు 287.62 eV వద్ద ఉన్న శిఖరాలు ఇనుము-కార్బన్ మిశ్రమాల ఉనికిని నిర్ధారిస్తాయి, అవి వరుసగా CC, C-OH మరియు COలను సూచిస్తాయి. O1s స్పెక్ట్రం మూడు శిఖరాలు C–O/ఐరన్ కార్బోనేట్ (531.19 eV), హైడ్రాక్సిల్ రాడికల్ (532.4 eV) మరియు O–C=O (533.47 eV)లకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. 719.6 వద్ద ఉన్న శిఖరం Fe0కి ఆపాదించబడింది, అయితే FeOOH 717.3 మరియు 723.7 eV వద్ద గరిష్టాలను చూపుతుంది, అదనంగా, 725.8 eV వద్ద ఉన్న శిఖరం Fe2O342.43 ఉనికిని సూచిస్తుంది.
nZVI మరియు rGO/nZVI మిశ్రమాల XPS అధ్యయనాలు వరుసగా (A, B). nZVI C1s (C), Fe2p (D), మరియు O1s (E) మరియు rGO/nZVI C1s (F), Fe2p (G), O1s (H) మిశ్రమ పూర్తి స్పెక్ట్రా.
N2 అధిశోషణం/నిర్జలీకరణ ఐసోథర్మ్ (Fig. 5A, B) nZVI మరియు rGO/nZVI మిశ్రమాలు టైప్ IIకి చెందినవని చూపిస్తుంది. అదనంగా, nZVI యొక్క నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం (SBET) rGOతో బ్లైండింగ్ తర్వాత 47.4549 నుండి 152.52 m2/gకి పెరిగింది. rGO బ్లైండింగ్ తర్వాత nZVI యొక్క అయస్కాంత లక్షణాల తగ్గుదల ద్వారా ఈ ఫలితం వివరించబడుతుంది, తద్వారా కణ సముదాయాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు మిశ్రమాల ఉపరితల వైశాల్యాన్ని పెంచుతుంది. అదనంగా, అంజీర్ 5Cలో చూపినట్లుగా, rGO/nZVI మిశ్రమం యొక్క పోర్ వాల్యూమ్ (8.94 nm) అసలు nZVI (2.873 nm) కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఈ ఫలితం ఎల్-మోనెమ్ మరియు ఇతరులతో ఒప్పందంలో ఉంది. 45 .
ప్రారంభ ఏకాగ్రత పెరుగుదలపై ఆధారపడి rGO/nZVI మిశ్రమాలు మరియు అసలు nZVI మధ్య DCని తొలగించే శోషణ సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయడానికి, వివిధ ప్రారంభ సాంద్రతలలో DCకి ప్రతి యాడ్సోర్బెంట్ (0.05 గ్రా) యొక్క స్థిరమైన మోతాదును జోడించడం ద్వారా పోలిక చేయబడింది. పరిశోధించిన పరిష్కారం [25]. –100 mg l–1] 25°C వద్ద. RGO/nZVI మిశ్రమం యొక్క తొలగింపు సామర్థ్యం (94.6%) తక్కువ సాంద్రత (25 mg L-1) వద్ద అసలు nZVI (90%) కంటే ఎక్కువగా ఉందని ఫలితాలు చూపించాయి. అయినప్పటికీ, ప్రారంభ ఏకాగ్రత 100 mg L-1కి పెరిగినప్పుడు, rGO/nZVI మరియు తల్లిదండ్రుల nZVI యొక్క తొలగింపు సామర్థ్యం వరుసగా 70% మరియు 65%కి పడిపోయింది (మూర్తి 6A), ఇది తక్కువ క్రియాశీల సైట్‌లు మరియు క్షీణత కారణంగా కావచ్చు. nZVI కణాలు. దీనికి విరుద్ధంగా, rGO/nZVI DC తొలగింపు యొక్క అధిక సామర్థ్యాన్ని చూపించింది, ఇది rGO మరియు nZVI మధ్య సినర్జిస్టిక్ ప్రభావం వల్ల కావచ్చు, దీనిలో అధిశోషణం కోసం అందుబాటులో ఉన్న స్థిరమైన క్రియాశీల సైట్‌లు చాలా ఎక్కువగా ఉంటాయి మరియు rGO/nZVI విషయంలో, మరిన్ని DC చెక్కుచెదరకుండా nZVI కంటే శోషించబడుతుంది. అదనంగా, అంజీర్ లో. 6B 25-100 mg/L నుండి ప్రారంభ ఏకాగ్రత పెరుగుదలతో, rGO/nZVI మరియు nZVI మిశ్రమాల శోషణ సామర్థ్యం వరుసగా 9.4 mg/g నుండి 30 mg/g మరియు 9 mg/gకి పెరిగిందని చూపిస్తుంది. -1.1 నుండి 28.73 mg g-1. అందువల్ల, DC తొలగింపు రేటు ప్రారంభ DC ఏకాగ్రతతో ప్రతికూలంగా సంబంధం కలిగి ఉంది, ఇది ద్రావణంలో DC యొక్క అధిశోషణం మరియు తొలగింపు కోసం ప్రతి యాడ్సోర్బెంట్ మద్దతు ఇచ్చే పరిమిత సంఖ్యలో ప్రతిచర్య కేంద్రాల కారణంగా ఉంది. అందువల్ల, ఈ ఫలితాల నుండి rGO/nZVI మిశ్రమాలు అధిశోషణం మరియు తగ్గింపు యొక్క అధిక సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉన్నాయని నిర్ధారించవచ్చు మరియు rGO/nZVI యొక్క కూర్పులోని rGOని యాడ్సోర్బెంట్‌గా మరియు క్యారియర్ మెటీరియల్‌గా ఉపయోగించవచ్చు.
rGO/nZVI మరియు nZVI సమ్మేళనం కోసం తొలగింపు సామర్థ్యం మరియు DC అధిశోషణం సామర్థ్యం (A, B) [Co = 25 mg l-1–100 mg l-1, T = 25 °C, మోతాదు = 0.05 g], pH. శోషణ సామర్థ్యం మరియు rGO/nZVI మిశ్రమాలపై DC తొలగింపు సామర్థ్యంపై (C) [Co = 50 mg L–1, pH = 3-11, T = 25 ° C, మోతాదు = 0.05 గ్రా].
శోషణ ప్రక్రియల అధ్యయనంలో సొల్యూషన్ pH కీలకమైన అంశం, ఎందుకంటే ఇది అయోనైజేషన్, స్పెసియేషన్ మరియు యాడ్సోర్బెంట్ యొక్క అయనీకరణ స్థాయిని ప్రభావితం చేస్తుంది. స్థిరమైన యాడ్సోర్బెంట్ మోతాదు (0.05 గ్రా) మరియు pH పరిధిలో (3–11) 50 mg L-1 ప్రారంభ సాంద్రతతో 25 ° C వద్ద ప్రయోగం జరిగింది. సాహిత్య సమీక్ష 46 ప్రకారం, DC అనేది వివిధ pH స్థాయిలలో అనేక అయోనైజబుల్ ఫంక్షనల్ గ్రూపులతో (ఫినాల్స్, అమైనో గ్రూపులు, ఆల్కహాల్స్) ఒక యాంఫిఫిలిక్ అణువు. ఫలితంగా, DC యొక్క వివిధ విధులు మరియు rGO/nZVI సమ్మేళనం యొక్క ఉపరితలంపై సంబంధిత నిర్మాణాలు ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్‌గా సంకర్షణ చెందుతాయి మరియు కాటయాన్‌లు, జ్విట్టెరియన్‌లు మరియు అయాన్‌లుగా ఉండవచ్చు, DC అణువు pH <3.3 వద్ద కాటినిక్ (DCH3+) వలె ఉంటుంది. zwitterionic (DCH20) 3.3 < pH <7.7 మరియు PH 7.7 వద్ద అయోనిక్ (DCH− లేదా DC2−). ఫలితంగా, DC యొక్క వివిధ విధులు మరియు rGO/nZVI సమ్మేళనం యొక్క ఉపరితలంపై సంబంధిత నిర్మాణాలు ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్‌గా సంకర్షణ చెందుతాయి మరియు కాటయాన్‌లు, జ్విట్టెరియన్‌లు మరియు అయాన్‌లుగా ఉండవచ్చు, DC అణువు pH <3.3 వద్ద కాటినిక్ (DCH3+) వలె ఉంటుంది. zwitterionic (DCH20) 3.3 < pH <7.7 మరియు PH 7.7 వద్ద అయానిక్ (DCH- లేదా DC2-). В резлттате различные фенкции дкккзкззанных н нархктоурхххтరికి/nzvозврరికి остатчески м моడిగా с విచారకరం, цвитер- конов, анонов, а పరీక్ష Н <3,3, цвитер- ионный (DCH20) 3,3 < pH < 7,7 и анионный (DCH- или DC2-) ఉదాహరణకు pH 7,7. ఫలితంగా, rGO/nZVI మిశ్రమం యొక్క ఉపరితలంపై DC యొక్క వివిధ విధులు మరియు సంబంధిత నిర్మాణాలు ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్‌గా సంకర్షణ చెందుతాయి మరియు కాటయాన్‌లు, జ్విట్టెరియన్‌లు మరియు అయాన్‌ల రూపంలో ఉండవచ్చు; DC అణువు pH <3.3 వద్ద కేషన్ (DCH3+)గా ఉంది; అయానిక్ (DCH20) 3.3 < pH <7.7 మరియు pH 7.7 వద్ద అయానిక్ (DCH- లేదా DC2-).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。)存在，两性离子(DCH20) 3.3 < pH <7.7 和阴离子(DCH- 或DC2-) 在PH 7.7。 క్లెడోవాటెల్నో, రజ్లిచ్ ఫంక్సి డోక్ మరియు రోడ్‌స్టబ్‌ఇమ్ స్ట్రక్చర్ ఆన్ పోవర్‌నోస్టీ కంపోజిట ఆర్జిఓ/ఎన్ వీడియో కటియోనోవ్, షావిటర్-ఇయోనోవ్ మరియు ఆనియోనోవ్, ఎ మోలెకుల్ ЦГ3+) при рН < 3,3. అందువల్ల, rGO/nZVI మిశ్రమం యొక్క ఉపరితలంపై DC యొక్క వివిధ విధులు మరియు సంబంధిత నిర్మాణాలు ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఇంటరాక్షన్‌లలోకి ప్రవేశించగలవు మరియు కాటయాన్‌లు, zwitterions మరియు అయాన్‌ల రూపంలో ఉంటాయి, అయితే DC అణువులు pH <3.3 వద్ద కాటినిక్ (DCH3+)గా ఉంటాయి. ఆన్‌లైన్ వెబ్‌సైట్‌లో స్విట్టెర్-ఇయోనా (DCH20) 3,3 < pH < 7,7 и ANIONA (DCH- లేదా DC2-) при pH 7,7. ఇది 3.3 < pH < 7.7 వద్ద zwitterion (DCH20)గా మరియు pH 7.7 వద్ద అయాన్ (DCH- లేదా DC2-)గా ఉంది.3 నుండి 7 వరకు pH పెరుగుదలతో, DC తొలగింపు యొక్క అధిశోషణం సామర్థ్యం మరియు సామర్థ్యం 11.2 mg/g (56%) నుండి 17 mg/g (85%) (Fig. 6C)కి పెరిగింది. అయినప్పటికీ, pH 9 మరియు 11కి పెరగడంతో, అధిశోషణం సామర్థ్యం మరియు తొలగింపు సామర్థ్యం కొంతవరకు తగ్గాయి, వరుసగా 10.6 mg/g (53%) నుండి 6 mg/g (30%)కి. 3 నుండి 7 వరకు pH పెరుగుదలతో, DCలు ప్రధానంగా zwitterions రూపంలో ఉన్నాయి, ఇది వాటిని దాదాపుగా నాన్-ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్‌గా ఆకర్షించింది లేదా rGO/nZVI మిశ్రమాలతో, ప్రధానంగా ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఇంటరాక్షన్ ద్వారా తిప్పికొట్టింది. 8.2 కంటే pH పెరిగినందున, యాడ్సోర్బెంట్ యొక్క ఉపరితలం ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడింది, తద్వారా ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడిన డాక్సీసైక్లిన్ మరియు యాడ్సోర్బెంట్ యొక్క ఉపరితలం మధ్య ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ వికర్షణ కారణంగా అధిశోషణం సామర్థ్యం తగ్గింది మరియు తగ్గింది. ఈ ధోరణి rGO/nZVI మిశ్రమాలపై DC అధిశోషణం అత్యంత pHపై ఆధారపడి ఉంటుందని సూచిస్తుంది మరియు ఆమ్ల మరియు తటస్థ పరిస్థితులలో rGO/nZVI మిశ్రమాలు యాడ్సోర్బెంట్‌లుగా సరిపోతాయని కూడా ఫలితాలు సూచిస్తున్నాయి.
DC యొక్క సజల ద్రావణం యొక్క అధిశోషణంపై ఉష్ణోగ్రత ప్రభావం (25-55 ° C) వద్ద నిర్వహించబడింది. rGO/nZVIపై DC యాంటీబయాటిక్స్ యొక్క తొలగింపు సామర్థ్యంపై ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల ప్రభావాన్ని మూర్తి 7A చూపిస్తుంది, తొలగింపు సామర్థ్యం మరియు శోషణ సామర్థ్యం 83.44% మరియు 13.9 mg/g నుండి 47% మరియు 7.83 mg/gకి పెరిగిందని స్పష్టమవుతుంది. , వరుసగా. ఈ గణనీయమైన తగ్గుదల DC అయాన్ల యొక్క ఉష్ణ శక్తి పెరుగుదల వల్ల కావచ్చు, ఇది నిర్జలీకరణానికి దారితీస్తుంది.
rGO/nZVI మిశ్రమాలపై CD యొక్క తొలగింపు సామర్థ్యం మరియు శోషణ సామర్థ్యంపై ఉష్ణోగ్రత ప్రభావం (A) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, మోతాదు = 0.05 గ్రా], తొలగింపు సామర్థ్యంపై యాడ్సోర్బెంట్ డోస్ మరియు CD ప్రభావం యొక్క తొలగింపు సామర్థ్యం rGO/nSVI కాంపోజిట్ (B) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, T = 25°C] (C, D) [Co = 25–100పై శోషణ సామర్థ్యం మరియు DC తొలగింపు సామర్థ్యంపై ప్రాథమిక ఏకాగ్రత mg L-1, pH = 7, T = 25 °C, మోతాదు = 0.05 గ్రా].
0.01 g నుండి 0.07 g వరకు మిశ్రమ యాడ్సోర్బెంట్ rGO/nZVI యొక్క మోతాదును తొలగింపు సామర్థ్యం మరియు శోషణ సామర్థ్యంపై పెంచడం యొక్క ప్రభావం అంజీర్‌లో చూపబడింది. 7B. యాడ్సోర్బెంట్ మోతాదులో పెరుగుదల 33.43 mg/g నుండి 6.74 mg/g వరకు శోషణ సామర్థ్యం తగ్గడానికి దారితీసింది. అయినప్పటికీ, 0.01 గ్రా నుండి 0.07 గ్రా వరకు యాడ్సోర్బెంట్ మోతాదు పెరుగుదలతో, తొలగింపు సామర్థ్యం 66.8% నుండి 96% వరకు పెరుగుతుంది, దీని ప్రకారం, నానోకంపొజిట్ ఉపరితలంపై క్రియాశీల కేంద్రాల సంఖ్య పెరుగుదలతో సంబంధం కలిగి ఉండవచ్చు.
అధిశోషణం సామర్థ్యం మరియు తొలగింపు సామర్థ్యం [25-100 mg L-1, 25 ° C, pH 7, మోతాదు 0.05 గ్రా]పై ప్రారంభ ఏకాగ్రత ప్రభావం అధ్యయనం చేయబడింది. ప్రారంభ ఏకాగ్రత 25 mg L-1 నుండి 100 mg L-1కి పెరిగినప్పుడు, rGO/nZVI మిశ్రమం యొక్క తొలగింపు శాతం 94.6% నుండి 65%కి తగ్గింది (Fig. 7C), బహుశా కావలసిన క్రియాశీలత లేకపోవడం వల్ల సైట్లు. . DC49 యొక్క పెద్ద సాంద్రతలను శోషిస్తుంది. మరోవైపు, ప్రారంభ ఏకాగ్రత పెరిగినందున, సమతౌల్య స్థితికి చేరుకునే వరకు అధిశోషణం సామర్థ్యం కూడా 9.4 mg/g నుండి 30 mg/g వరకు పెరిగింది (Fig. 7D). rGO/nZVI మిశ్రమం యొక్క ఉపరితలం 50కి చేరుకోవడానికి DC అయాన్ ద్రవ్యరాశి బదిలీ నిరోధకత కంటే ఎక్కువ ప్రారంభ DC గాఢతతో చోదక శక్తి పెరుగుదల కారణంగా ఈ అనివార్య ప్రతిచర్య ఏర్పడింది.
సంప్రదింపు సమయం మరియు గతి అధ్యయనాలు అధిశోషణం యొక్క సమతౌల్య సమయాన్ని అర్థం చేసుకోవడం లక్ష్యంగా పెట్టుకున్నాయి. మొదటిది, సంప్రదింపు సమయం యొక్క మొదటి 40 నిమిషాలలో DC శోషించబడిన మొత్తం మొత్తం సమయం (100 నిమిషాలు) మొత్తంలో శోషించబడిన మొత్తంలో దాదాపు సగం. ద్రావణంలోని DC అణువులు ఢీకొన్నప్పుడు అవి rGO/nZVI మిశ్రమం యొక్క ఉపరితలంపైకి వేగంగా వలసపోతాయి, దీని ఫలితంగా గణనీయమైన శోషణం ఏర్పడుతుంది. 40 నిమిషాల తర్వాత, DC అధిశోషణం 60 నిమిషాల తర్వాత సమతౌల్య స్థితికి చేరుకునే వరకు క్రమంగా మరియు నెమ్మదిగా పెరిగింది (Fig. 7D). మొదటి 40 నిమిషాలలో సహేతుకమైన మొత్తం శోషించబడినందున, DC అణువులతో తక్కువ ఘర్షణలు ఉంటాయి మరియు నాన్-అడ్సోర్బ్డ్ అణువుల కోసం తక్కువ క్రియాశీల సైట్‌లు అందుబాటులో ఉంటాయి. కాబట్టి, శోషణ రేటును తగ్గించవచ్చు51.
అధిశోషణ గతిశాస్త్రాన్ని బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి, సూడో ఫస్ట్ ఆర్డర్ (Fig. 8A), సూడో సెకండ్ ఆర్డర్ (Fig. 8B) మరియు ఎలోవిచ్ (Fig. 8C) గతి నమూనాల లైన్ ప్లాట్‌లు ఉపయోగించబడ్డాయి. గతి అధ్యయనాల (టేబుల్ S1) నుండి పొందిన పారామితుల నుండి, శోషణ గతిశాస్త్రాన్ని వివరించడానికి సూడోసెకండ్ మోడల్ ఉత్తమ నమూనా అని స్పష్టమవుతుంది, ఇక్కడ R2 విలువ ఇతర రెండు మోడళ్ల కంటే ఎక్కువగా సెట్ చేయబడింది. లెక్కించిన అధిశోషణ సామర్థ్యాల (qe, cal) మధ్య సారూప్యత కూడా ఉంది. నకిలీ-రెండవ క్రమం మరియు ప్రయోగాత్మక విలువలు (qe, exp.) ఇతర నమూనాల కంటే నకిలీ-రెండవ క్రమం మెరుగైన నమూనా అని రుజువు. టేబుల్ 1లో చూపినట్లుగా, α (ప్రారంభ శోషణ రేటు) మరియు β (నిర్జలీకరణ స్థిరాంకం) యొక్క విలువలు శోషణ రేటు నిర్జలీకరణ రేటు కంటే ఎక్కువగా ఉందని నిర్ధారిస్తుంది, DC rGO/nZVI52 మిశ్రమంలో సమర్ధవంతంగా శోషించబడుతుందని సూచిస్తుంది. .
సూడో-సెకండ్ ఆర్డర్ (A), సూడో-ఫస్ట్ ఆర్డర్ (B) మరియు ఎలోవిచ్ (C) [Co = 25–100 mg l–1, pH = 7, T = 25 °C, మోతాదు = 0.05 గ్రా యొక్క లీనియర్ అధిశోషణం గతి ప్లాట్లు ].
శోషణ ఐసోథెర్మ్‌ల అధ్యయనాలు వివిధ యాడ్సోర్బేట్ సాంద్రతలు (DC) మరియు సిస్టమ్ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద యాడ్సోర్బెంట్ (RGO/nRVI కాంపోజిట్) యొక్క శోషణ సామర్థ్యాన్ని నిర్ణయించడంలో సహాయపడతాయి. లాంగ్‌ముయిర్ ఐసోథెర్మ్‌ని ఉపయోగించి గరిష్ట శోషణ సామర్థ్యాన్ని లెక్కించారు, ఇది అధిశోషణం సజాతీయంగా ఉందని సూచించింది మరియు వాటి మధ్య పరస్పర చర్య లేకుండా యాడ్సోర్బెంట్ ఉపరితలంపై యాడ్సోర్బేట్ మోనోలేయర్ ఏర్పడటాన్ని కలిగి ఉంటుంది. విస్తృతంగా ఉపయోగించే రెండు ఇతర ఐసోథర్మ్ మోడల్‌లు ఫ్రూండ్‌లిచ్ మరియు టెమ్‌కిన్ మోడల్‌లు. శోషణ సామర్థ్యాన్ని గణించడానికి Freundlich మోడల్ ఉపయోగించబడనప్పటికీ, ఇది భిన్నమైన శోషణ ప్రక్రియను అర్థం చేసుకోవడానికి సహాయపడుతుంది మరియు యాడ్సోర్బెంట్‌లోని ఖాళీలు వేర్వేరు శక్తులను కలిగి ఉంటాయి, అయితే టెమ్కిన్ మోడల్ అధిశోషణం54 యొక్క భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలను అర్థం చేసుకోవడానికి సహాయపడుతుంది.
గణాంకాలు 9A-C వరుసగా లాంగ్‌ముయిర్, ఫ్రీండ్‌లిచ్ మరియు టెమ్‌కిన్ మోడల్‌ల లైన్ ప్లాట్‌లను చూపుతుంది. Freundlich (Fig. 9A) మరియు Langmuir (Fig. 9B) లైన్ ప్లాట్‌ల నుండి లెక్కించబడిన R2 విలువలు మరియు టేబుల్ 2లో సమర్పించబడినవి rGO/nZVI మిశ్రమంపై DC శోషణం Freundlich (0.996) మరియు Langmuir (0.988) ఐసోథర్‌లను అనుసరిస్తుందని చూపిస్తుంది. నమూనాలు మరియు టెమ్కిన్ (0.985). లాంగ్‌ముయిర్ ఐసోథర్మ్ మోడల్‌ను ఉపయోగించి లెక్కించిన గరిష్ట అధిశోషణ సామర్థ్యం (qmax), 31.61 mg g-1. అదనంగా, డైమెన్షన్‌లెస్ సెపరేషన్ ఫ్యాక్టర్ (RL) యొక్క లెక్కించబడిన విలువ 0 మరియు 1 (0.097) మధ్య ఉంటుంది, ఇది అనుకూలమైన శోషణ ప్రక్రియను సూచిస్తుంది. లేకుంటే, లెక్కించబడిన Freundlich స్థిరాంకం (n = 2.756) ఈ శోషణ ప్రక్రియకు ప్రాధాన్యతను సూచిస్తుంది. టెమ్కిన్ ఐసోథర్మ్ (Fig. 9C) యొక్క సరళ నమూనా ప్రకారం, rGO/nZVI మిశ్రమంపై DC యొక్క అధిశోషణం భౌతిక శోషణ ప్రక్రియ, ఎందుకంటే b అనేది ˂ 82 kJ mol-1 (0.408)55. భౌతిక శోషణం సాధారణంగా బలహీనమైన వాన్ డెర్ వాల్స్ శక్తులచే మధ్యవర్తిత్వం చేయబడినప్పటికీ, rGO/nZVI మిశ్రమాలపై డైరెక్ట్ కరెంట్ శోషణకు తక్కువ శోషణ శక్తి అవసరం [56, 57].
Freundlich (A), Langmuir (B), మరియు Temkin (C) లీనియర్ అధిశోషణం ఐసోథెర్మ్స్ [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, మోతాదు = 0.05 గ్రా]. rGO/nZVI మిశ్రమాల (D) ద్వారా DC అధిశోషణం కోసం van't Hoff సమీకరణం యొక్క ప్లాట్లు [Co = 25–100 mg l-1, pH = 7, T = 25–55 °C మరియు మోతాదు = 0.05 g].
rGO/nZVI మిశ్రమాల నుండి DC తొలగింపుపై ప్రతిచర్య ఉష్ణోగ్రత మార్పు ప్రభావాన్ని అంచనా వేయడానికి, ఎంట్రోపీ మార్పు (ΔS), ఎంథాల్పీ మార్పు (ΔH) మరియు ఉచిత శక్తి మార్పు (ΔG) వంటి థర్మోడైనమిక్ పారామితులు సమీకరణాల నుండి లెక్కించబడ్డాయి. 3 మరియు 458.
ఇక్కడ \({K}_{e}\)=\(\frac{{C}_{Ae}}{{C}_{e}}\) – థర్మోడైనమిక్ ఈక్విలిబ్రియం స్థిరాంకం, Ce మరియు CAe – rGO ద్రావణంలో, ఉపరితల సమతౌల్యం వద్ద వరుసగా /nZVI DC సాంద్రతలు. R మరియు RT వరుసగా గ్యాస్ స్థిరాంకం మరియు శోషణ ఉష్ణోగ్రత. 1/Tకి వ్యతిరేకంగా ln Keని ప్లాట్ చేయడం వలన ∆S మరియు ∆H లను నిర్ణయించడం ద్వారా సరళ రేఖ (Fig. 9D) వస్తుంది.
ప్రతికూల ΔH విలువ ప్రక్రియ ఎక్సోథర్మిక్ అని సూచిస్తుంది. మరోవైపు, ΔH విలువ భౌతిక శోషణ ప్రక్రియలో ఉంటుంది. టేబుల్ 3లోని ప్రతికూల ΔG విలువలు అధిశోషణం సాధ్యమవుతుందని మరియు ఆకస్మికంగా ఉంటుందని సూచిస్తున్నాయి. ΔS యొక్క ప్రతికూల విలువలు ద్రవ ఇంటర్‌ఫేస్ (టేబుల్ 3) వద్ద అధిశోషక అణువుల యొక్క అధిక క్రమాన్ని సూచిస్తాయి.
టేబుల్ 4 rGO/nZVI మిశ్రమాన్ని మునుపటి అధ్యయనాలలో నివేదించబడిన ఇతర యాడ్సోర్బెంట్‌లతో పోల్చింది. VGO/nCVI కాంపోజిట్ అధిక శోషణ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉందని మరియు నీటి నుండి DC యాంటీబయాటిక్‌లను తొలగించడానికి ఒక మంచి మెటీరియల్‌గా ఉండవచ్చని స్పష్టమైంది. అదనంగా, rGO/nZVI మిశ్రమాల శోషణం 60 నిమిషాల సమతౌల్య సమయంతో వేగవంతమైన ప్రక్రియ. rGO/nZVI మిశ్రమాల యొక్క అద్భుతమైన శోషణ లక్షణాలను rGO మరియు nZVI యొక్క సినర్జిస్టిక్ ప్రభావం ద్వారా వివరించవచ్చు.
గణాంకాలు 10A, B rGO/nZVI మరియు nZVI కాంప్లెక్స్‌ల ద్వారా DC యాంటీబయాటిక్‌లను తొలగించే హేతుబద్ధమైన యంత్రాంగాన్ని వివరిస్తాయి. DC అధిశోషణం యొక్క సామర్థ్యంపై pH ప్రభావంపై ప్రయోగాల ఫలితాల ప్రకారం, pH 3 నుండి 7 వరకు పెరగడంతో, rGO/nZVI మిశ్రమంపై DC అధిశోషణం ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ పరస్పర చర్యల ద్వారా నియంత్రించబడదు, ఎందుకంటే ఇది జ్విట్టెరియన్‌గా పనిచేస్తుంది; అందువల్ల, pH విలువలో మార్పు అధిశోషణ ప్రక్రియను ప్రభావితం చేయలేదు. తదనంతరం, హైడ్రోజన్ బంధం, హైడ్రోఫోబిక్ ప్రభావాలు మరియు rGO/nZVI మిశ్రమం మరియు DC66 మధ్య π-π స్టాకింగ్ పరస్పర చర్యల వంటి నాన్-ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ పరస్పర చర్యల ద్వారా అధిశోషణ యంత్రాంగాన్ని నియంత్రించవచ్చు. లేయర్డ్ గ్రాఫేన్ యొక్క ఉపరితలాలపై సుగంధ యాడ్సోర్బేట్‌ల విధానం π-π స్టాకింగ్ ఇంటరాక్షన్‌ల ద్వారా ప్రధాన చోదక శక్తిగా వివరించబడిందని అందరికీ తెలుసు. కాంపోజిట్ అనేది π-π* పరివర్తన కారణంగా గరిష్టంగా 233 nm వద్ద శోషణతో గ్రాఫేన్‌తో సమానమైన లేయర్డ్ పదార్థం. DC యాడ్సోర్బేట్ యొక్క పరమాణు నిర్మాణంలో నాలుగు సుగంధ వలయాల ఉనికి ఆధారంగా, సుగంధ DC (π-ఎలక్ట్రాన్ అంగీకారకం) మరియు π-ఎలక్ట్రాన్లు అధికంగా ఉన్న ప్రాంతానికి మధ్య π-π- స్టాకింగ్ పరస్పర చర్య యొక్క మెకానిజం ఉందని మేము ఊహించాము. RGO ఉపరితలం. /nZVI మిశ్రమాలు. అదనంగా, అంజీర్లో చూపిన విధంగా. 10B ప్రకారం, DCతో rGO/nZVI మిశ్రమాల పరమాణు పరస్పర చర్యను అధ్యయనం చేయడానికి FTIR అధ్యయనాలు జరిగాయి మరియు DC అధిశోషణం తర్వాత rGO/nZVI మిశ్రమాల FTIR స్పెక్ట్రా మూర్తి 10Bలో చూపబడింది. 10b. 2111 cm-1 వద్ద ఒక కొత్త శిఖరం గమనించబడింది, ఇది C=C బాండ్ యొక్క ఫ్రేమ్‌వర్క్ వైబ్రేషన్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది, ఇది 67 rGO/nZVI ఉపరితలంపై సంబంధిత సేంద్రీయ క్రియాత్మక సమూహాల ఉనికిని సూచిస్తుంది. ఇతర శిఖరాలు 1561 నుండి 1548 cm-1కి మరియు 1399 నుండి 1360 cm-1కి మారతాయి, ఇది గ్రాఫేన్ మరియు సేంద్రీయ కాలుష్య కారకాల శోషణలో π-π పరస్పర చర్యలు ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయని కూడా నిర్ధారిస్తుంది. DC శోషణం తర్వాత, OH వంటి కొన్ని ఆక్సిజన్-కలిగిన సమూహాల తీవ్రత 3270 cm-1కి తగ్గింది, ఇది శోషణ విధానాలలో హైడ్రోజన్ బంధం ఒకటి అని సూచిస్తుంది. అందువల్ల, ఫలితాల ఆధారంగా, rGO/nZVI మిశ్రమంపై DC అధిశోషణం ప్రధానంగా π-π స్టాకింగ్ ఇంటరాక్షన్‌లు మరియు H-బాండ్ల కారణంగా సంభవిస్తుంది.
rGO/nZVI మరియు nZVI కాంప్లెక్స్ (A) ద్వారా DC యాంటీబయాటిక్స్ యొక్క శోషణ యొక్క హేతుబద్ధమైన విధానం. rGO/nZVI మరియు nZVI (B)పై DC యొక్క FTIR అధిశోషణం స్పెక్ట్రా.
3244, 1615, 1546, మరియు 1011 cm-1 వద్ద nZVI యొక్క శోషణ బ్యాండ్‌ల తీవ్రత nZVI (Fig. 10B)పై DC శోషణ తర్వాత nZVIతో పోలిస్తే పెరిగింది, ఇది కార్బాక్సిలిక్ యాసిడ్ సమూహాలతో పరస్పర చర్యకు సంబంధించినది. DCలో ఓ గ్రూపులు. అయినప్పటికీ, అన్ని గమనించిన బ్యాండ్‌లలో ప్రసారం యొక్క ఈ తక్కువ శాతం శోషణ ప్రక్రియకు ముందు nZVIతో పోలిస్తే ఫైటోసింథటిక్ యాడ్సోర్బెంట్ (nZVI) యొక్క శోషణ సామర్థ్యంలో గణనీయమైన మార్పును సూచించదు. nZVI71తో కొన్ని DC తొలగింపు పరిశోధనల ప్రకారం, nZVI H2Oతో ప్రతిస్పందించినప్పుడు, ఎలక్ట్రాన్లు విడుదలవుతాయి మరియు తరువాత H+ అధిక తగ్గించగల క్రియాశీల హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. చివరగా, కొన్ని కాటినిక్ సమ్మేళనాలు క్రియాశీల హైడ్రోజన్ నుండి ఎలక్ట్రాన్లను అంగీకరిస్తాయి, ఫలితంగా -C=N మరియు -C=C-, ఇది బెంజీన్ రింగ్ యొక్క విభజనకు కారణమని చెప్పవచ్చు.