O ṣeun fun lilo si Nature.com.O nlo ẹya ẹrọ aṣawakiri kan pẹlu atilẹyin CSS lopin.Fun iriri ti o dara julọ, a ṣeduro pe ki o lo ẹrọ aṣawakiri imudojuiwọn kan (tabi mu Ipo Ibamu ṣiṣẹ ni Internet Explorer).Ni afikun, lati rii daju atilẹyin ti nlọ lọwọ, a fihan aaye naa laisi awọn aza ati JavaScript.
Ṣe afihan carousel ti awọn kikọja mẹta ni ẹẹkan.Lo awọn Bọtini Iṣaaju ati Next lati gbe nipasẹ awọn ifaworanhan mẹta ni akoko kan, tabi lo awọn bọtini ifaworanhan ni ipari lati gbe nipasẹ awọn ifaworanhan mẹta ni akoko kan.
Aye ti awọn irin ti o jade nipasẹ itankalẹ makirowefu jẹ ariyanjiyan nitori awọn irin ṣe ina ni irọrun.Ṣugbọn ohun ti o jẹ iyanilenu ni pe awọn oniwadi rii pe iṣẹlẹ idasilẹ arc nfunni ni ipa-ọna ti o ni ileri fun iṣelọpọ ti awọn ohun elo nanomaterials nipasẹ pipin awọn ohun elo.Iwadi yii n ṣe idagbasoke igbesẹ kan sibẹsibẹ ọna sintetiki ti ifarada ti o ṣajọpọ alapapo makirowefu ati arc ina lati yi epo ọpẹ robi pada si nanocarbon oofa (MNC), eyiti a le gbero bi yiyan tuntun fun iṣelọpọ epo ọpẹ.O kan kolaginni ti a alabọde pẹlu egbo alagbara, irin waya (dielectric alabọde) ati ferrocene (ayase) labẹ die-die inert awọn ipo.Ọna yii ti ṣe afihan ni aṣeyọri fun alapapo ni iwọn otutu lati 190.9 si 472.0 ° C pẹlu ọpọlọpọ awọn akoko iṣelọpọ (10-20 min).Awọn MNC ti a pese silẹ tuntun ṣe afihan awọn aaye pẹlu iwọn aropin ti 20.38-31.04 nm, eto mesoporous (SBET: 14.83–151.95 m2/g) ati akoonu giga ti erogba ti o wa titi (52.79–71.24 wt.%), bakanna bi D ati G awọn ẹgbẹ (ID / g) 0.98-0.99.Ipilẹṣẹ ti awọn oke titun ni irisi FTIR (522.29-588.48 cm-1) jẹri ni ojurere ti wiwa awọn agbo ogun FeO ni ferrocene.Magnetometers ṣe afihan ekunrere magnetization giga (22.32-26.84 emu/g) ninu awọn ohun elo ferromagnetic.Lilo awọn MNCs ni itọju omi idọti ni a ti ṣe afihan nipasẹ ṣiṣe iṣiro agbara adsorption wọn nipa lilo idanwo adsorption buluu methylene (MB) ni ọpọlọpọ awọn ifọkansi lati 5 si 20 ppm.Awọn MNC ti a gba ni akoko iṣelọpọ (minti 20) ṣe afihan ṣiṣe adsorption ti o ga julọ (10.36 mg/g) ni akawe si awọn miiran, ati pe oṣuwọn yiyọ MB dye jẹ 87.79%.Nitorinaa, awọn iye Langmuir ko ni ireti ni akawe si awọn iye Freundlich, pẹlu R2 jẹ nipa 0.80, 0.98 ati 0.99 fun awọn MNC ti a ṣajọpọ ni iṣẹju 10 (MNC10), 15 min (MNC15) ati 20 min (MNC20) lẹsẹsẹ.Nitoribẹẹ, eto adsorption wa ni ipo oriṣiriṣi.Nitorina, makirowefu arcing nfunni ni ọna ti o ni ileri fun iyipada CPO si MNC, eyiti o le yọ awọn awọ ti o ni ipalara kuro.
Ìtọjú Makirowefu le gbona awọn ẹya inu ti awọn ohun elo nipasẹ ibaraenisepo molikula ti awọn aaye itanna.Idahun makirowefu yii jẹ alailẹgbẹ ni pe o ṣe agbega iyara kan ati idahun igbona aṣọ.Nitorinaa, o ṣee ṣe lati ṣe iyara ilana alapapo ati mu awọn aati kemikali pọ si2.Ni akoko kanna, nitori akoko ifasẹku kukuru, ifaseyin makirowefu le ṣe agbejade awọn ọja ti mimọ giga ati ikore giga3,4.Nitori awọn ohun-ini iyalẹnu rẹ, itankalẹ makirowefu ṣe irọrun awọn iṣelọpọ makirowefu ti o nifẹ ti o lo ninu ọpọlọpọ awọn ijinlẹ, pẹlu awọn aati kemikali ati iṣelọpọ ti nanomaterials5,6.Lakoko ilana alapapo, awọn ohun-ini dielectric ti olugba inu alabọde ṣe ipa ipinnu kan, nitori pe o ṣẹda aaye gbigbona ni alabọde, eyiti o yori si dida awọn nanocarbons pẹlu awọn ohun-ini oriṣiriṣi ati awọn ohun-ini.Iwadi nipasẹ Omoriyekomwan et al.Ṣiṣejade awọn nanofibers erogba ṣofo lati awọn ekuro ọpẹ ni lilo erogba ti a mu ṣiṣẹ ati nitrogen8.Ni afikun, Fu ati Hamid pinnu lilo ayase fun iṣelọpọ ti epo igi ọpẹ ti a mu ṣiṣẹ carbon ni adiro microwave 350 W9.Nitorinaa, ọna ti o jọra le ṣee lo lati yi epo ọpẹ robi pada si awọn MNC nipa iṣafihan awọn apanirun ti o yẹ.
Iyanu ti o nifẹ ni a ti ṣakiyesi laarin itankalẹ makirowefu ati awọn irin pẹlu awọn egbegbe to mu, awọn aami tabi awọn irregularities submicroscopic10.Iwaju awọn nkan meji wọnyi yoo ni ipa nipasẹ aaki itanna tabi sipaki (ti a tọka si bi idasilẹ arc) 11,12.Aaki naa yoo ṣe agbega didasilẹ ti awọn aaye gbigbona agbegbe diẹ sii ati ni ipa lori iṣesi, nitorinaa imudarasi akopọ kemikali ti agbegbe13.Iyatọ pataki yii ati iyanilenu ti ṣe ifamọra ọpọlọpọ awọn iwadii bii yiyọkuro ti idoti14,15, biomass tar cracking16, makirowefu ṣe iranlọwọ pyrolysis17,18 ati iṣelọpọ ohun elo19,20,21.
Laipe, awọn nanocarbons bii carbon nanotubes, carbon nanospheres, ati awọn oxide graphene ti o dinku ti ṣe ifamọra akiyesi nitori awọn ohun-ini wọn.Awọn nanocarbons wọnyi ni agbara nla fun awọn ohun elo ti o wa lati iran agbara si isọ omi tabi decontamination23.Ni afikun, awọn ohun-ini erogba to dara julọ nilo, ṣugbọn ni akoko kanna, awọn ohun-ini oofa to dara ni a nilo.Eyi jẹ iwulo pupọ fun awọn ohun elo multifunctional pẹlu adsorption giga ti awọn ions irin ati awọn awọ ni itọju omi idọti, awọn iyipada oofa ni awọn ohun elo biofuels ati paapaa awọn olutọpa makirowefu ṣiṣe giga24,25,26,27,28.Ni akoko kanna, awọn carbons wọnyi ni anfani miiran, pẹlu ilosoke ninu agbegbe dada ti aaye ti nṣiṣe lọwọ ayẹwo.
Ni awọn ọdun aipẹ, iwadii sinu awọn ohun elo nanocarbon oofa ti wa ni igbega.Ni deede, awọn nanocarbons oofa wọnyi jẹ awọn ohun elo multifunctional ti o ni awọn ohun elo oofa ti nanosized ti o le fa awọn ayase ita lati fesi, gẹgẹbi elekitirotaki ita tabi awọn aaye oofa miiran29.Nitori awọn ohun-ini oofa wọn, awọn nanocarbons oofa le ni idapo pẹlu ọpọlọpọ awọn eroja ti nṣiṣe lọwọ ati awọn ẹya idiju fun immobilization30.Nibayi, awọn nanocarbons oofa (MNCs) ṣe afihan ṣiṣe to dara julọ ni adsorbing idoti lati awọn ojutu olomi.Ni afikun, agbegbe agbegbe ti o ga julọ ati awọn pores ti a ṣẹda ni MNCs le mu agbara adsorption31 pọ si.Awọn oluyapa oofa le ya awọn MNCs kuro lati awọn solusan ifaseyin giga, titan wọn si ṣiṣeeṣe ati iṣakoso sorbent32.
Ọpọlọpọ awọn oniwadi ti ṣe afihan pe awọn nanocarbons ti o ga julọ le ṣee ṣe ni lilo epo ọpẹ aise33,34.Epo ọpẹ, ti imọ-jinlẹ ti a mọ si Elais Guneensis, ni a gba pe o jẹ ọkan ninu awọn epo ti o jẹun pataki pẹlu iṣelọpọ ni ayika 76.55 milionu toonu ni ọdun 202135. Epo ọpẹ robi tabi CPO ni ipin iwọntunwọnsi ti awọn acids fatty unsaturated (EFAs) ati awọn acids fatty. (Singapore Monetary Authority).Pupọ julọ awọn hydrocarbons ni CPO jẹ triglycerides, glyceride ti o ni awọn paati acetate triglyceride mẹta ati paati glycerol kan36.Awọn hydrocarbons wọnyi le jẹ iṣakojọpọ nitori akoonu erogba nla wọn, ṣiṣe wọn ni awọn iṣaju alawọ ewe ti o ni agbara fun iṣelọpọ nanocarbon37.Ni ibamu si awọn litireso, CNT37,38,39,40, carbon nanospheres33,41 ati graphene34,42,43 ti wa ni maa sise nipa lilo robi ọpẹ epo tabi e je epo.Awọn nanocarbons wọnyi ni agbara nla ni awọn ohun elo ti o wa lati iran agbara si isọ omi tabi imukuro.
Iṣajọpọ gbona gẹgẹbi CVD38 tabi pyrolysis33 ti di ọna ti o wuyi fun jijẹ ti epo ọpẹ.Laanu, awọn iwọn otutu ti o ga julọ ninu ilana naa nmu iye owo ti iṣelọpọ sii.Ṣiṣejade ohun elo ti o fẹ julọ 44 nilo gigun, awọn ilana apọn ati awọn ọna mimọ.Bibẹẹkọ, iwulo fun iyapa ti ara ati fifọ jẹ eyiti ko ṣee ṣe nitori iduroṣinṣin to dara ti epo ọpẹ robi ni awọn iwọn otutu giga45.Nitorinaa, awọn iwọn otutu ti o ga julọ tun nilo lati yi epo ọpẹ robi pada si awọn ohun elo carbonaceous.Arc omi ni a le gbero bi agbara ti o dara julọ ati ọna tuntun fun iṣelọpọ ti nanocarbon magnetic 46.Ọna yii n pese agbara taara fun awọn iṣaju ati awọn solusan ni awọn ipinlẹ ti o ni itara pupọ.Isọjade arc le fa awọn iwe adehun erogba ninu epo ọpẹ robi lati fọ.Bibẹẹkọ, aye elekiturodu ti a lo le nilo lati pade awọn ibeere lile, eyiti yoo ṣe idinwo iwọn iwọn ile-iṣẹ, nitorinaa ọna ti o munadoko tun nilo lati ni idagbasoke.
Si ti o dara julọ ti imọ wa, iwadii lori idasilẹ arc nipa lilo awọn microwaves bi ọna fun sisọpọ awọn nanocarbons ni opin.Ni akoko kanna, lilo epo ọpẹ robi bi iṣaaju ko ti ṣawari ni kikun.Nitorinaa, iwadii yii ni ero lati ṣawari iṣeeṣe ti iṣelọpọ awọn nanocarbons oofa lati awọn ipilẹṣẹ epo ọpẹ aise nipa lilo aaki ina mọnamọna nipa lilo adiro makirowefu kan.Opo epo ọpẹ yẹ ki o ṣe afihan ni awọn ọja ati awọn ohun elo titun.Ọna tuntun yii si isọdọtun epo-ọpẹ le ṣe iranlọwọ igbelaruge eka eto-ọrọ ati jẹ orisun owo-wiwọle miiran fun awọn ti n ṣe epo ọpẹ, paapaa ni ipa lori awọn oko epo ọpẹ kekere ti awọn agbe.Gẹ́gẹ́ bí ìwádìí kan tí àwọn oníṣòwò kéékèèké ní ilẹ̀ Áfíríkà ṣe láti ọwọ́ Ayompe et al., àwọn oníṣòwò kéékèèké máa ń gba owó púpọ̀ sí i bí wọ́n bá ṣe àwọn ìdìpọ̀ èso tuntun fúnra wọn tí wọ́n sì ń ta epo ọ̀pẹ ògidì dípò kí wọ́n ta á fún àwọn alágbẹ̀dẹ̀, èyí tí ó jẹ́ iṣẹ́ olówó iyebíye àti iṣẹ́ tí ó bani nínú jẹ́47.Ni akoko kanna, ilosoke ninu awọn pipade ile-iṣẹ nitori COVID-19 ti kan awọn ọja ohun elo ti o da lori epo-ọpẹ.O yanilenu, niwọn bi ọpọlọpọ awọn ile ni iwọle si awọn adiro makirowefu ati ọna ti a dabaa ninu iwadii yii ni a le gbero pe o ṣeeṣe ati ti ifarada, iṣelọpọ MNC ni a le gbero bi yiyan si awọn oko epo ọpẹ kekere.Nibayi, lori iwọn nla, awọn ile-iṣẹ le ṣe idoko-owo ni awọn reactors nla lati ṣe agbejade awọn TNC nla.
Iwadi yii ni pataki ni wiwa ilana iṣelọpọ nipa lilo irin alagbara bi alabọde dielectric fun awọn akoko pupọ.Pupọ awọn ijinlẹ gbogbogbo nipa lilo awọn microwaves ati awọn nanocarbons daba akoko iṣelọpọ itẹwọgba ti awọn iṣẹju 30 tabi diẹ sii33,34.Lati le ṣe atilẹyin iraye si ati imọran ilowo to ṣee ṣe, iwadi yii ni ero lati gba awọn MNC pẹlu awọn akoko iṣelọpọ apapọ ni isalẹ.Ni akoko kanna, iwadi naa ya aworan kan ti ipele imurasilẹ imọ-ẹrọ 3 bi imọran ti jẹri ati imuse lori iwọn-iwọn yàrá kan.Nigbamii, awọn MNC ti o yọrisi jẹ afihan nipasẹ ti ara, kemikali, ati awọn ohun-ini oofa.Methylene blue ti a lẹhinna lo lati ṣe afihan agbara adsorption ti awọn MNC ti o jẹ abajade.
A ti gba epo epo robi lati Apas Balung Mill, Sawit Kinabalu Sdn.Bhd., Tawau, ati pe o jẹ lilo bi iṣaju erogba fun iṣelọpọ.Ni idi eyi, okun waya irin alagbara pẹlu iwọn ila opin ti 0.90 mm ni a lo bi alabọde dielectric.Ferrocene (99%), ti a gba lati Sigma-Aldrich, AMẸRIKA, ni a yan bi ayase ninu iṣẹ yii.Methylene blue (Bendosen, 100 g) ni a tun lo fun awọn adanwo adsorption.
Ninu iwadi yii, adiro makirowefu ile kan (Panasonic: SAM-MG23K3513GK) ti yipada si riakito makirowefu kan.Awọn ihò mẹta ni a ṣe ni apa oke ti adiro makirowefu fun ẹnu-ọna ati iṣan gaasi ati thermocouple.Awọn iwadii thermocouple jẹ idabobo pẹlu awọn tubes seramiki ati gbe labẹ awọn ipo kanna fun idanwo kọọkan lati yago fun awọn ijamba.Nibayi, ẹrọ ifasilẹ gilasi borosilicate pẹlu ideri iho mẹta ni a lo lati gba awọn ayẹwo ati atẹgun.Aworan atọka ti ẹrọ riakito makirowefu ni a le tọka si ni Afihan Afikun 1.
Lilo epo ọpẹ robi bi iṣaju erogba ati ferrocene bi ayase, awọn nanocarbons oofa ni a ṣepọ.Nipa 5% nipasẹ iwuwo ti ayase ferrocene ni a pese sile nipasẹ ọna ayase slurry.Ferrocene ti dapọ pẹlu 20 milimita ti epo ọpẹ robi ni 60 rpm fun ọgbọn išẹju 30.Lẹhinna a gbe adalu naa lọ si alumina crucible, ati okun waya irin alagbara ti 30 cm gigun ti a fi sii ati gbe ni inaro inu inu crucible.Gbe awọn alumina crucible sinu gilasi riakito ki o si oluso ni aabo inu awọn makirowefu adiro pẹlu kan edidi gilasi ideri.Nitrogen ti fẹ sinu iyẹwu 5 iṣẹju ṣaaju ibẹrẹ ti iṣesi lati yọ afẹfẹ aifẹ kuro ninu iyẹwu naa.Agbara makirowefu ti pọ si 800W nitori eyi ni agbara makirowefu ti o pọju ti o le ṣetọju ibẹrẹ arc ti o dara.Nitorinaa, eyi le ṣe alabapin si ṣiṣẹda awọn ipo ọjo fun awọn aati sintetiki.Ni akoko kanna, eyi tun jẹ iwọn agbara lilo pupọ ni awọn wattis fun awọn aati fusion makirowefu48,49.Awọn adalu ti a kikan fun 10, 15 tabi 20 iṣẹju nigba ti lenu.Lẹhin ipari ifasẹyin, riakito ati makirowefu jẹ tutu nipa ti ara si iwọn otutu yara.Ọja ikẹhin ti o wa ninu alumina crucible jẹ ojoriro dudu pẹlu awọn onirin helical.
Omi dudu ni a gba ati ki o fo ni ọpọlọpọ igba miiran pẹlu ethanol, isopropanol (70%) ati omi distilled.Lẹhin fifọ ati mimọ, ọja naa ti gbẹ ni alẹ kan ni 80 ° C ni adiro ti aṣa lati tu awọn aimọ ti aifẹ kuro.Lẹhinna a gba ọja naa fun isọdi.Awọn ayẹwo ti a samisi MNC10, MNC15, ati MNC20 ni a lo lati ṣajọpọ awọn nanocarbons oofa fun awọn iṣẹju 10, iṣẹju 15, ati awọn iṣẹju 20.
Ṣe akiyesi mofoloji MNC pẹlu microscope elekitironi ti njadejade aaye kan tabi FESEM (awoṣe Zeiss Auriga) ni 100 si 150 kX titobi.Ni akoko kanna, a ṣe atupale akojọpọ ipilẹ nipasẹ agbara-pipade X-ray spectroscopy (EDS).Onínọmbà EMF ni a ṣe ni ijinna iṣẹ ti 2.8 mm ati foliteji isare ti 1 kV.Agbegbe dada kan pato ati awọn iye pore MNC ni iwọn nipasẹ ọna Brunauer-Emmett-Teller (BET), pẹlu isotherm adsorption-desorption ti N2 ni 77 K. A ṣe itupalẹ naa nipa lilo mita agbegbe dada awoṣe (MICROMERITIC ASAP 2020) .
Awọn crystallinity ati alakoso awọn nanocarbons magnetic ni ipinnu nipasẹ X-ray powder diffraction tabi XRD (Burker D8 Advance) ni λ = 0.154 nm.Diffractograms ni a gba silẹ laarin 2θ = 5 ati 85° ni iwọn iwoye ti 2° min-1.Ni afikun, ilana kemikali ti awọn MNCs ni a ṣe iwadii ni lilo Fourier transform infurarẹẹdi spectroscopy (FTIR).A ṣe itupalẹ naa nipa lilo Perkin Elmer FTIR-Spectrum 400 pẹlu awọn iyara ọlọjẹ ti o wa lati 4000 si 400 cm-1.Ni kikọ ẹkọ awọn ẹya igbekale ti awọn nanocarbons oofa, Raman spectroscopy ni a ṣe ni lilo laser neodymium-doped laser (532 nm) ni U-RAMAN spectroscopy pẹlu ipinnu 100X kan.
magnetometer gbigbọn tabi VSM (Lake Shore 7400 jara) ni a lo lati wiwọn itẹlọrun oofa ti ohun elo afẹfẹ irin ni awọn MNCs.Aaye oofa ti o to 8 kOe ni a lo ati pe awọn aaye 200 ti gba.
Nigbati o ba n ṣe ikẹkọ agbara ti awọn MNC bi awọn adsorbents ninu awọn adanwo adsorption, awọ cationic methylene blue (MB) ni a lo.Awọn MNCs (20 miligiramu) ni a ṣafikun si milimita 20 ti ojutu olomi ti buluu methylene pẹlu awọn ifọkansi boṣewa ni iwọn 5–20 mg/L50.pH ti ojutu ti ṣeto ni pH didoju ti 7 jakejado iwadi naa.Ojutu naa ni a gbe soke ni 150 rpm ati 303.15 K lori ẹrọ gbigbọn (Lab Companion: SI-300R).Awọn MNC ti wa niya pẹlu lilo oofa.Lo spectrophotometer UV-visible (Varian Cary 50 UV-Vis Spectrophotometer) lati ṣe akiyesi ifọkansi ti ojutu MB ṣaaju ati lẹhin adanwo adsorption, ati tọka si igbọnwọ boṣewa buluu methylene ni iwọn gigun ti o pọju ti 664 nm.Idanwo naa tun ṣe ni igba mẹta ati pe a fun ni iye apapọ.Yiyọ MG lati inu ojutu jẹ iṣiro nipa lilo idogba gbogbogbo fun iye MC adsorbed ni iwọntunwọnsi qe ati ipin ogorun yiyọ kuro%.
Awọn idanwo lori isotherm adsorption ni a tun ṣe pẹlu aruwo ti ọpọlọpọ awọn ifọkansi (5-20 mg / l) ti awọn solusan MG ati 20 mg ti adsorbent ni iwọn otutu igbagbogbo ti 293.15 K. mg fun gbogbo awọn MNCs.
Iron ati erogba oofa ti ṣe iwadi lọpọlọpọ ni awọn ewadun diẹ sẹhin.Awọn ohun elo oofa ti o da lori erogba wọnyi n fa ifamọra pọ si nitori awọn ohun-ini itanna eleto wọn ti o dara julọ, ti o yori si ọpọlọpọ awọn ohun elo imọ-ẹrọ ti o pọju, ni pataki ni awọn ohun elo itanna ati itọju omi.Ninu iwadi yii, awọn nanocarbons ni a ṣepọ nipasẹ fifọ awọn hydrocarbons ni epo ọpẹ robi nipa lilo itusilẹ microwave.Iṣọkan naa ni a ṣe ni awọn akoko oriṣiriṣi, lati iṣẹju 10 si 20, ni ipin ti o wa titi (5: 1) ti iṣaju ati ayase, ni lilo olugba lọwọlọwọ irin (SS yiyi) ati inert apakan (afẹfẹ aifẹ ti a wẹ pẹlu nitrogen ni ibẹrẹ ti idanwo).Abajade awọn ohun idogo carbonaceous wa ni irisi lulú ti o lagbara dudu, bi o ṣe han ninu Ọpọtọ Afikun. 2a.Awọn ikore erogba ti o ṣaju jẹ isunmọ 5.57%, 8.21%, ati 11.67% ni awọn akoko iṣelọpọ ti awọn iṣẹju 10, iṣẹju 15, ati iṣẹju 20, lẹsẹsẹ.Oju iṣẹlẹ yii ni imọran pe awọn akoko iṣelọpọ gigun ṣe alabapin si awọn eso ti o ga julọ51-awọn eso kekere, o ṣeeṣe julọ nitori awọn akoko ifasẹyin kukuru ati iṣẹ ṣiṣe ayase kekere.
Nibayi, Idite ti iwọn otutu kolaginni dipo akoko fun awọn nanocarbons ti o gba ni a le tọka si ni Afikun Iṣiro 2b.Awọn iwọn otutu ti o ga julọ ti a gba fun MNC10, MNC15 ati MNC20 jẹ 190.9°C, 434.5°C ati 472°C, lẹsẹsẹ.Fun ọkọọkan ti tẹ, a le rii ite ti o ga, ti o nfihan iwọn otutu igbagbogbo ninu inu riakito nitori ooru ti ipilẹṣẹ lakoko arc irin.Eyi ni a le rii ni iṣẹju 0–2, iṣẹju 0–5, ati awọn iṣẹju 0–8 fun MNC10, MNC15, ati MNC20, lẹsẹsẹ.Lẹhin ti o de aaye kan, ite naa tẹsiwaju lati raba si iwọn otutu ti o ga julọ, ati pe ite naa di iwọntunwọnsi.
Mikroskopi elekitironi ti njadejadejade aaye (FESEM) ni a lo lati ṣe akiyesi oju-aye oju-aye ti awọn ayẹwo MNC.Bi o han ni ọpọtọ.1, awọn nanocarbons oofa ni ọna ti o yatọ die-die ti o yatọ ni akoko iṣelọpọ ti o yatọ.Awọn aworan ti FESEM MNC10 ni ọpọtọ.1a,b fihan pe awọn Ibiyi ti erogba agbegbe oriširiši entangled ati so micro- ati nanospheres nitori ga dada ẹdọfu.Ni akoko kanna, wiwa ti awọn ologun van der Waals nyorisi iṣakojọpọ ti awọn aaye erogba52.Ilọsoke ni akoko kolaginni yorisi ni awọn iwọn kekere ati ilosoke ninu nọmba awọn aaye nitori awọn aati fifun gigun.Lori ọpọtọ.1c fihan pe MNC15 ni apẹrẹ iyipo pipe.Sibẹsibẹ, awọn agbegbe ti a kojọpọ le tun ṣe awọn mesopores, eyiti o le di aaye ti o dara fun ipolowo buluu methylene.Ni giga giga ti awọn akoko 15,000 ni Ọpọtọ 1d diẹ sii awọn aaye erogba ni a le rii agglomerated pẹlu iwọn apapọ ti 20.38 nm.
Awọn aworan FESEM ti awọn nanocarbons ti a ṣepọ lẹhin iṣẹju 10 (a, b), 15 min (c, d) ati 20 min (e-g) ni 7000 ati 15000 igba imudara.
Lori ọpọtọ.1e-g MNC20 ṣe afihan idagbasoke ti awọn pores pẹlu awọn aaye kekere lori dada ti erogba oofa ati tun ṣe apejọ mofoloji ti erogba ti mu ṣiṣẹ oofa53.Pores ti o yatọ si awọn iwọn ila opin ati awọn iwọn ti wa ni laileto wa lori dada ti erogba oofa.Nitorina, eyi le ṣe alaye idi ti MNC20 ṣe afihan agbegbe ti o tobi ju ati iwọn didun pore bi a ti fihan nipasẹ BET onínọmbà, bi diẹ sii awọn pores ti a ṣẹda lori aaye rẹ ju ni awọn akoko sintetiki miiran.Micrographs ti o ya ni giga giga ti awọn akoko 15,000 ṣe afihan awọn iwọn patiku inhomogeneous ati awọn apẹrẹ alaibamu, bi a ṣe han ni aworan 1g.Nigbati akoko idagba ba pọ si iṣẹju 20, diẹ sii awọn agbegbe agglomerated ni a ṣẹda.
Ni iyanilenu, awọn flakes erogba alayipo ni a tun rii ni agbegbe kanna.Iwọn ila opin ti awọn aaye yatọ lati 5.18 si 96.36 nm.Ibiyi le jẹ nitori iṣẹlẹ ti iparun iyatọ, eyiti o jẹ irọrun nipasẹ iwọn otutu giga ati awọn microwaves.Iwọn aaye ti a ṣe iṣiro ti awọn MNCs ti a pese silẹ jẹ aropin 20.38 nm fun MNC10, 24.80 nm fun MNC15, ati 31.04 nm fun MNC20.Pipin titobi awọn aaye jẹ afihan ni afikun ọpọtọ.3.
Nọmba afikun 4 n ṣe afihan iwoye EDS ati awọn akopọ akojọpọ ipilẹ ti MNC10, MNC15, ati MNC20, lẹsẹsẹ.Gẹgẹbi iwoye, a ṣe akiyesi pe nanocarbon kọọkan ni iye ti o yatọ ti C, O, ati Fe.Eyi jẹ nitori ọpọlọpọ ifoyina ati awọn aati didan ti o waye lakoko akoko iṣelọpọ afikun.Iye nla ti C ni a gbagbọ lati wa lati ipilẹṣẹ erogba, epo ọpẹ robi.Nibayi, ipin kekere ti O jẹ nitori ilana ifoyina lakoko iṣelọpọ.Ni akoko kanna, Fe ti wa ni idasi si irin oxide ti a fi silẹ lori dada nanocarbon lẹhin ibajẹ ferrocene.Ní àfikún, Àfikún Àwòrán 5a–c ṣàfihàn ìyàwòrán ti MNC10, MNC15, àti MNC20 eroja.Da lori maapu ipilẹ, o ṣe akiyesi pe Fe ti pin daradara lori dada MNC.
Onínọmbà adsorption-desorption nitrogen n pese alaye nipa ẹrọ adsorption ati igbekalẹ la kọja ohun elo naa.N2 adsorption isotherms ati awọn aworan ti MNC BET dada ti han ni Ọpọtọ.2. Da lori awọn aworan FESEM, ihuwasi adsorption ni a nireti lati ṣe afihan apapo ti microporous ati awọn ẹya mesoporous nitori ikojọpọ.Sibẹsibẹ, awọn aworan ti o wa ni aworan 2 fihan pe adsorbent dabi iru IV isotherm ati iru H2 hysteresis loop ti IUPAC55.Iru isotherm yii nigbagbogbo jẹ iru awọn ohun elo mesoporous.Ihuwasi adsorption ti mesopores jẹ ipinnu nigbagbogbo nipasẹ ibaraenisepo ti awọn aati adsorption-adsorption pẹlu awọn moleku ti ọrọ ti di.S-sókè tabi S-sókè adsorption isotherms ti wa ni nigbagbogbo ṣẹlẹ nipasẹ nikan-Layer-multilayer adsorption atẹle nipa a lasan ninu eyi ti gaasi condens sinu kan omi ipele ninu awọn pores ni titẹ ni isalẹ awọn ekunrere titẹ ti olopobobo olomi, mọ bi pore condensation 56. Imudanu capillary ni awọn pores waye ni awọn titẹ ibatan (p / po) loke 0.50.Nibayi, awọn eka pore be afihan H2-iru hysteresis, eyi ti o ti wa ni Wọn si pore plugging tabi jijo ni a dín ibiti o ti pores.
Awọn paramita ti ara ti dada ti o gba lati awọn idanwo BET ni a fihan ni tabili 1. Ilẹ agbegbe BET ati iwọn didun pore lapapọ pọ si ni pataki pẹlu akoko iṣelọpọ pọ si.Awọn iwọn pore apapọ ti MNC10, MNC15, ati MNC20 jẹ 7.2779 nm, 7.6275 nm, ati 7.8223 nm, lẹsẹsẹ.Gẹgẹbi awọn iṣeduro IUPAC, awọn pores agbedemeji wọnyi le jẹ ipin bi awọn ohun elo mesoporous.Ẹya mesoporous le ṣe buluu methylene diẹ sii ni irọrun permeable ati adsorbable nipasẹ MNC57.Aago Synthesis ti o pọju (MNC20) ṣe afihan agbegbe ti o ga julọ, ti MNC15 ati MNC10 tẹle.Ti o ga BET dada agbegbe le mu adsorption iṣẹ bi diẹ surfactant ojula wa.
Awọn ilana ifasilẹ X-ray ti awọn MNC ti a ṣepọ ni a fihan ni aworan 3. Ni awọn iwọn otutu ti o ga, ferrocene tun nfa ati awọn fọọmu irin oxide.Lori ọpọtọ.3a fihan ilana XRD ti MNC10.O ṣe afihan awọn oke meji ni 2θ, 43.0 ° ati 62.32 °, eyiti a yàn si ɣ-Fe2O3 (JCPDS # 39-1346).Ni akoko kanna, Fe3O4 ni oke ti o ni igara ni 2θ: 35.27 °.Ni apa keji, ni MHC15 diffraction Àpẹẹrẹ ni Ọpọtọ. 3b fihan titun ga ju, eyi ti o ti wa ni seese ni nkan ṣe pẹlu ilosoke ninu otutu ati synthesis akoko.Botilẹjẹpe 2θ: 26.202° tente oke ko kere si, ilana iyapa jẹ ibamu pẹlu faili JCPDS graphite (JCPDS #75-1621), ti o nfihan wiwa awọn kirisita graphite laarin nanocarbon.Oke yii ko si ni MNC10, o ṣee ṣe nitori iwọn otutu arc kekere lakoko iṣelọpọ.Ni 2θ awọn akoko akoko mẹta wa: 30.082 °, 35.502 °, 57.422 ° ti a sọ si Fe3O4.O tun fihan awọn oke meji ti o nfihan wiwa ti ɣ-Fe2O3 ni 2θ: 43.102 ° ati 62.632 °.Fun MNC ti a ṣepọ fun awọn iṣẹju 20 (MNC20), bi a ṣe han ni Ọpọtọ. 3c, a le ṣe akiyesi ilana iyatọ ti o jọra ni MNK15.Oke ayaworan ni 26.382° tun le rii ni MNC20.Awọn oke didasilẹ mẹta ti o han ni 2θ: 30.102°, 35.612°, 57.402° wa fun Fe3O4.Ni afikun, wiwa ti ε-Fe2O3 han ni 2θ: 42.972 ° ati 62.61.Iwaju awọn agbo ogun oxide iron ninu awọn MNC ti o yọrisi le ni ipa rere lori agbara lati adsorb methylene buluu ni ọjọ iwaju.
Awọn abuda asopọ kemikali ni MNC ati awọn ayẹwo CPO ni a pinnu lati inu irisi ifojusọna FTIR ni Atọka Afikun 6. Ni ibẹrẹ, awọn oke pataki mẹfa ti epo epo robi ṣe aṣoju awọn paati kemikali mẹrin ti o yatọ gẹgẹbi a ti ṣalaye ninu Tabili Imudara 1. Awọn oke ipilẹ ti a damọ ni CPO jẹ 2913.81 cm-1, 2840 cm-1 ati 1463.34 cm-1, eyiti o tọka si awọn gbigbọn gbigbọn CH ti awọn alkanes ati awọn ẹgbẹ aliphatic CH2 tabi CH3 miiran.Awọn igbo ti o ga julọ ti a mọ jẹ 1740.85 cm-1 ati 1160.83 cm-1.Oke ni 1740.85 cm-1 jẹ iwe adehun C = O ti o gbooro nipasẹ ester carbonyl ti ẹgbẹ iṣẹ ṣiṣe triglyceride.Nibayi, tente oke ni 1160.83 cm-1 jẹ aami ti ẹgbẹ CO58.59 ester ti o gbooro.Nibayi, tente oke ni 813.54 cm-1 jẹ aami ti ẹgbẹ alkane.
Nitorinaa, diẹ ninu awọn giga gbigba ni epo ọpẹ robi ti sọnu bi akoko iṣelọpọ pọ si.Awọn oke ni 2913.81 cm-1 ati 2840 cm-1 tun le ṣe akiyesi ni MNC10, ṣugbọn o jẹ iyanilẹnu pe ni MNC15 ati MNC20 awọn oke giga maa n parẹ nitori ifoyina.Nibayi, itupalẹ FTIR ti awọn nanocarbons oofa ṣe afihan awọn giga gbigba gbigba tuntun ti o nsoju awọn ẹgbẹ iṣẹ ṣiṣe oriṣiriṣi marun ti MNC10-20.Awọn oke giga wọnyi tun jẹ atokọ ni Tabili Ifikun 1. Oke ti o wa ni 2325.91 cm-1 jẹ isan asymmetric CH ti ẹgbẹ aliphatic CH360.Iwọn ti o ga julọ ni 1463.34-1443.47 cm-1 fihan CH2 ati CH atunse ti awọn ẹgbẹ aliphatic gẹgẹbi epo ọpẹ, ṣugbọn oke bẹrẹ lati dinku pẹlu akoko.Oke ti o wa ni 813.54-875.35 cm–1 jẹ ami ti ẹgbẹ aladun CH-alkane.
Nibayi, awọn ti o ga julọ ni 2101.74 cm-1 ati 1589.18 cm-1 duro fun CC 61 bonds ti o ṣẹda C = C alkyne ati awọn oruka aromatic, lẹsẹsẹ.Oke kekere kan ni 1695.15 cm-1 ṣe afihan asopọ C = O ti ọra acid ọfẹ lati ẹgbẹ carbonyl.O ti gba lati CPO carbonyl ati ferrocene lakoko iṣelọpọ.Awọn oke giga tuntun ti a ṣẹda ni sakani lati 539.04 si 588.48 cm-1 jẹ ti asopọ gbigbọn Fe-O ti ferrocene.Da lori awọn oke giga ti o han ni Atọka Afikun 4, o le rii pe akoko iṣelọpọ le dinku ọpọlọpọ awọn oke giga ati tun-isopọ ni awọn nanocarbons oofa.
Itupalẹ Spectroscopic ti pipinka Raman ti awọn nanocarbons oofa ti o gba ni awọn akoko oriṣiriṣi ti iṣelọpọ nipa lilo laser isẹlẹ kan pẹlu igbi gigun ti 514 nm ni a fihan ni Nọmba 4. Gbogbo awọn iwoye ti MNC10, MNC15 ati MNC20 ni awọn ẹgbẹ nla meji ti o ni nkan ṣe pẹlu carbon sp3 kekere, nigbagbogbo ti a rii ni awọn kirisita nanographite pẹlu awọn abawọn ni awọn ipo gbigbọn ti eya erogba sp262.Oke akọkọ, ti o wa ni agbegbe 1333-1354 cm-1, duro fun ẹgbẹ D, eyiti ko dara fun graphite ti o dara julọ ati pe o ni ibamu pẹlu rudurudu igbekale ati awọn aimọ miiran63,64.Oke keji ti o ṣe pataki julọ ni ayika 1537-1595 cm-1 dide lati isunmọ inu ọkọ ofurufu tabi kirisita ati awọn fọọmu graphite ti a paṣẹ.Bibẹẹkọ, tente oke ti yipada nipasẹ iwọn 10 cm-1 ni akawe si ẹgbẹ graphite G, ti o nfihan pe awọn MNC ni aṣẹ akopọ dì kekere ati igbekalẹ aibuku.Awọn kikankikan ibatan ti awọn ẹgbẹ D ati G (ID/IG) ni a lo lati ṣe iṣiro mimọ ti awọn kirisita ati awọn ayẹwo lẹẹdi.Gẹgẹbi onínọmbà spectroscopic Raman, gbogbo awọn MNC ni awọn iye ID/IG ni iwọn 0.98-0.99, ti n tọka awọn abawọn igbekalẹ nitori isọpọ Sp3.Ipo yii le ṣe alaye wiwa ti awọn oke giga 2θ ti o kere ju ni iwoye XPA: 26.20 ° fun MNK15 ati 26.28 ° fun MNK20, bi a ṣe han ni Fig. 4, eyiti a yàn si oke graphite ninu faili JCPDS.Awọn ipin ID/IG MNC ti o gba ni iṣẹ yii wa ni iwọn awọn nanocarbons oofa miiran, fun apẹẹrẹ, 0.85-1.03 fun ọna hydrothermal ati 0.78-0.9665.66 fun ọna pyrolytic.Nitorinaa, ipin yii tọka si pe ọna sintetiki ti o wa lọwọlọwọ le ṣee lo jakejado.
Awọn abuda oofa ti awọn MNC ni a ṣe atupale nipa lilo magnetometer gbigbọn.Abajade hysteresis ti han ni Fig.5.Gẹgẹbi ofin, awọn MNC gba oofa wọn lati ferrocene lakoko iṣelọpọ.Awọn ohun-ini oofa miiran le ṣe alekun agbara adsorption ti awọn nanocarbons ni ọjọ iwaju.Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 5, awọn ayẹwo le ṣe idanimọ bi awọn ohun elo superparamagnetic.Gẹgẹbi Wahajuddin & Arora67, ipo superparamagnetic ni pe ayẹwo jẹ magnetized si magnetization saturation (MS) nigbati aaye oofa ita ti lo.Nigbamii, awọn ibaraenisepo oofa ti o ku ko han ninu awọn ayẹwo67.O jẹ akiyesi pe magnetization saturation pọ si pẹlu akoko iṣelọpọ.O yanilenu, MNC15 ni itẹlọrun oofa ti o ga julọ nitori idasile oofa to lagbara (magnetization) le fa nipasẹ akoko iṣelọpọ ti aipe ni iwaju oofa ita.Eyi le jẹ nitori wiwa Fe3O4, eyiti o ni awọn ohun-ini oofa to dara julọ ni akawe si awọn oxides iron miiran bii ɣ-Fe2O.Ilana ti akoko adsorption ti saturation fun ibi-ẹyọkan ti MNCs jẹ MNC15>MNC10>MNC20.Awọn paramita oofa ti o gba ni a fun ni tabili.2.
Iwọn to kere julọ ti itẹlọrun oofa nigba lilo awọn oofa aṣa ni ipinya oofa jẹ nipa 16.3 emu g-1.Agbara ti awọn MNCs lati yọkuro awọn idoti gẹgẹbi awọn awọ ni agbegbe omi ati irọrun ti yiyọ kuro ti awọn MNC ti di awọn ifosiwewe afikun fun awọn nanocarbons ti a gba.Awọn ijinlẹ ti fihan pe itẹlọrun oofa ti LSM ni a gba pe o ga.Nitorinaa, gbogbo awọn ayẹwo de awọn iye itẹlọrun oofa diẹ sii ju to fun ilana iyapa oofa.
Laipẹ, awọn ila irin tabi awọn okun waya ti fa akiyesi bi awọn ayase tabi dielectrics ni awọn ilana idapọ makirowefu.Awọn aati Makirowefu ti awọn irin fa awọn iwọn otutu giga tabi awọn aati laarin riakito.Iwadi yi nperare wipe sample ati iloniniye (coiled) alagbara, irin waya dẹrọ makirowefu itujade ati alapapo irin.Irin alagbara, irin ti sọ aibikita ni ipari, eyiti o yori si awọn iye giga ti iwuwo idiyele oju ati aaye ina ita.Nigbati idiyele naa ba ti ni agbara kainetik ti o to, awọn patikulu ti o gba agbara yoo fo jade kuro ninu irin alagbara, ti nfa ayika lati ionize, ti njade idasilẹ tabi sipaki 68.Iyọkuro irin ṣe idasi pataki si awọn aati wo inu ojutu ti o tẹle pẹlu awọn aaye gbigbona otutu giga.Ni ibamu si maapu iwọn otutu ni Ọpọtọ 2b Afikun, iwọn otutu nyara ni kiakia, ti o nfihan wiwa awọn aaye gbigbona iwọn otutu ti o ga ni afikun si iṣẹlẹ isọjade ti o lagbara.
Ni idi eyi, a ṣe akiyesi ipa gbigbona, niwon awọn elekitironi ti o ni ailagbara le gbe ati ki o ṣojumọ lori oju ati lori tip69.Nigbati irin alagbara ba jẹ ọgbẹ, agbegbe dada nla ti irin ni ojutu ṣe iranlọwọ fa awọn ṣiṣan eddy lori dada ohun elo naa ati ṣetọju ipa alapapo.Ipo yii ṣe iranlọwọ ni imunadoko lati cleave awọn ẹwọn erogba gigun ti CPO ati ferrocene ati ferrocene.Gẹgẹbi a ṣe han ni Ọpọtọ 2b Afikun, iwọn otutu igbagbogbo tọkasi pe ipa alapapo aṣọ kan ni a ṣe akiyesi ni ojutu.
Ilana ti a dabaa fun dida awọn MNC ni a fihan ni Atọka Afikun 7. Awọn ẹwọn erogba gigun ti CPO ati ferrocene bẹrẹ lati kiraki ni iwọn otutu giga.Epo naa fọ lulẹ lati ṣe awọn hydrocarbons pipin ti o di awọn iṣaju erogba ti a mọ si globules ni aworan FESEM MNC1070.Nitori agbara ti agbegbe ati titẹ 71 ni awọn ipo oju-aye.Ni akoko kan naa, ferrocene tun dojuijako, lara kan ayase lati erogba awọn ọta nile lori Fe.Dekun iparun ki o si waye ati erogba mojuto oxidizes lati dagba ohun amorphous ati graphitic erogba Layer lori oke ti mojuto.Bi akoko ti n pọ si, iwọn ti aaye naa di deede ati aṣọ.Ni akoko kanna, awọn ologun van der Waals ti o wa tẹlẹ tun yorisi agglomeration ti spheres52.Lakoko idinku awọn ions Fe si Fe3O4 ati ɣ-Fe2O3 (ni ibamu si itupalẹ alakoso X-ray), awọn oriṣiriṣi awọn ohun elo irin ti a ṣẹda lori oju awọn nanocarbons, eyiti o yori si dida awọn nanocarbons oofa.Aworan aworan EDS fihan pe awọn ọta Fe ni a pin kaakiri lori dada MNC, bi o ṣe han ninu Awọn eeya Ifikun 5a-c.
Iyatọ ni pe ni akoko iṣelọpọ ti awọn iṣẹju 20, iṣakojọpọ erogba waye.O ṣe awọn pores ti o tobi ju lori awọn MNCs, ni iyanju pe awọn MNCs le ṣe akiyesi bi erogba ti a mu ṣiṣẹ, bi a ṣe han ninu awọn aworan FESEM ni 1e-g.Iyatọ yii ni awọn iwọn pore le jẹ ibatan si ilowosi ti ohun elo afẹfẹ lati ferrocene.Ni akoko kanna, nitori iwọn otutu ti o ga, awọn irẹjẹ ti o bajẹ wa.Awọn nanocarbons oofa ṣe afihan oriṣiriṣi awọn ẹda ara ni awọn akoko iṣelọpọ oriṣiriṣi.Awọn Nanocarbons jẹ diẹ sii lati ṣe awọn apẹrẹ ti iyipo pẹlu awọn akoko iṣelọpọ kukuru.Ni akoko kanna, awọn pores ati awọn irẹjẹ jẹ aṣeyọri, biotilejepe iyatọ ninu akoko iṣelọpọ jẹ nikan laarin awọn iṣẹju 5.
Awọn nanocarbons oofa le yọ awọn idoti kuro ni agbegbe inu omi.Agbara wọn lati yọkuro ni rọọrun lẹhin lilo jẹ afikun ifosiwewe fun lilo awọn nanocarbons ti a gba ni iṣẹ yii bi awọn olupolowo.Ni kikọ awọn ohun-ini adsorption ti awọn nanocarbons oofa, a ṣe iwadii agbara ti awọn MNCs lati decolorize methylene blue (MB) awọn ojutu ni 30 ° C laisi atunṣe pH eyikeyi.Ọpọlọpọ awọn ijinlẹ ti pari pe iṣẹ ti awọn ohun mimu erogba ni iwọn otutu ti 25-40 °C ko ṣe ipa pataki ni ṣiṣe ipinnu yiyọkuro MC.Botilẹjẹpe awọn iye pH to gaju ṣe ipa pataki, awọn idiyele le dagba lori awọn ẹgbẹ iṣẹ ṣiṣe dada, eyiti o yori si idalọwọduro ti ibaraenisepo adsorbate-adsorbent ati ni ipa lori adsorption.Nitorina, awọn ipo ti o wa loke ni a yan ninu iwadi yii ni imọran awọn ipo wọnyi ati iwulo fun itọju omi idọti aṣoju.
Ninu iṣẹ yii, idanwo adsorption ipele kan ni a ṣe nipasẹ fifi 20 miligiramu ti MNCs si 20 milimita ti ojutu olomi ti buluu methylene pẹlu ọpọlọpọ awọn ifọkansi ibẹrẹ boṣewa (5-20 ppm) ni akoko olubasọrọ ti o wa titi60.Nọmba afikun 8 fihan ipo ti awọn ifọkansi oriṣiriṣi (5-20 ppm) ti awọn solusan buluu methylene ṣaaju ati lẹhin itọju pẹlu MNC10, MNC15, ati MNC20.Nigbati o ba nlo ọpọlọpọ awọn MNC, ipele awọ ti awọn solusan MB dinku.O yanilenu, a rii pe MNC20 ni irọrun discolored awọn solusan MB ni ifọkansi ti 5 ppm.Nibayi, MNC20 tun dinku ipele awọ ti ojutu MB ni akawe si awọn MNC miiran.UV ti o han julọ.Oniranran ti MNC10-20 ti han ni Atọka Afikun 9. Nibayi, oṣuwọn yiyọ kuro ati alaye adsorption jẹ afihan ni Nọmba 9. 6 ati ni tabili 3, lẹsẹsẹ.
Awọn oke buluu methylene ti o lagbara ni a le rii ni 664 nm ati 600 nm.Gẹgẹbi ofin, kikankikan ti tente oke diẹdiẹ dinku pẹlu idinku ifọkansi ibẹrẹ ti ojutu MG.Ni afikun 9a fihan UV-han spectra ti MB solusan ti awọn orisirisi awọn ifọkansi lẹhin itọju pẹlu MNC10, eyi ti nikan die-die yi pada awọn kikankikan ti awọn ga ju.Ni apa keji, awọn oke gbigba ti awọn solusan MB dinku ni pataki lẹhin itọju pẹlu MNC15 ati MNC20, bi a ṣe han ni Awọn eeya Iyọkuro 9b ati c, lẹsẹsẹ.Awọn ayipada wọnyi ni a rii ni kedere bi ifọkansi ti ojutu MG dinku.Bibẹẹkọ, awọn iyipada iwoye ti o waye nipasẹ gbogbo awọn kabon oofa mẹta ti to lati yọ awọ buluu methylene kuro.
Da lori Table 3, awọn esi fun iye ti MC adsorbed ati awọn ogorun ti MC adsorbed ti wa ni han ni 3. 6. Awọn adsorption ti MG pọ pẹlu awọn lilo ti o ga ni ibẹrẹ ifọkansi fun gbogbo MNCs.Nibayi, ipin adsorption tabi oṣuwọn yiyọkuro MB (MBR) ṣe afihan aṣa idakeji nigbati ifọkansi ibẹrẹ pọ si.Ni awọn ifọkansi akọkọ MC ni isalẹ, awọn aaye ti nṣiṣe lọwọ ko wa lori dada adsorbent.Bi ifọkansi dye ṣe n pọ si, nọmba awọn aaye ti nṣiṣe lọwọ ti ko gba laaye ti o wa fun ipolowo ti awọn ohun elo awọ yoo dinku.Awọn miiran ti pinnu pe labẹ awọn ipo wọnyi itẹlọrun ti awọn aaye ti nṣiṣe lọwọ ti biosorption yoo ṣaṣeyọri72.
Laanu fun MNC10, MBR pọ si ati dinku lẹhin 10 ppm ti ojutu MB.Ni akoko kanna, nikan kan gan kekere ara ti MG ti wa ni adsorbed.Eyi tọkasi pe 10 ppm jẹ ifọkansi ti o dara julọ fun ipolowo MNC10.Fun gbogbo awọn MNC ti a ṣe iwadi ninu iṣẹ yii, aṣẹ ti awọn agbara adsorption jẹ bi atẹle: MNC20> MNC15> MNC10, awọn iye apapọ jẹ 10.36 mg/g, 6.85 mg/g ati 0.71 mg/g, apapọ yiyọ kuro ti awọn oṣuwọn MG je 87, 79%, 62,26% ati 5,75%.Nitorinaa, MNC20 ṣe afihan awọn abuda adsorption ti o dara julọ laarin awọn nanocarbons oofa ti a ti ṣajọpọ, ni akiyesi agbara adsorption ati iwoye UV-han.Botilẹjẹpe agbara adsorption jẹ kekere ni akawe si awọn nanocarbons oofa miiran bii MWCNT magnetic composite (11.86 mg/g) ati halloysite nanotube-magnetic Fe3O4 nanoparticles (18.44 mg/g), iwadi yii ko nilo afikun lilo ti akikan.Awọn kemikali ṣiṣẹ bi awọn ayase.pese awọn ọna sintetiki ti o mọ ati ti o ṣeeṣe73,74.
Gẹgẹbi a ti fihan nipasẹ awọn iye SBET ti awọn MNCs, dada kan pato ti o ga julọ pese awọn aaye ti nṣiṣe lọwọ diẹ sii fun ipolowo ti ojutu MB.Eyi n di ọkan ninu awọn ẹya ipilẹ ti awọn nanocarbons sintetiki.Ni akoko kanna, nitori iwọn kekere ti awọn MNCs, akoko iṣelọpọ jẹ kukuru ati itẹwọgba, eyiti o ni ibamu si awọn agbara akọkọ ti awọn adsorbents75 ti o ni ileri.Ti a fiwera si awọn adsorbents adayeba ti aṣa, awọn MNCs ti a ṣepọ ti ni oofa ati pe o le ni irọrun yọkuro lati ojutu labẹ iṣe aaye oofa ita76.Nitorinaa, akoko ti o nilo fun gbogbo ilana itọju ti dinku.
Awọn isotherms adsorption jẹ pataki lati ni oye ilana ilana adsorption ati lẹhinna lati ṣafihan bii awọn ipin adsorbate laarin omi ati awọn ipele to lagbara nigbati iwọntunwọnsi ba de.Awọn idogba Langmuir ati Freundlich ni a lo gẹgẹbi awọn idogba isotherm boṣewa, eyiti o ṣe alaye ilana ti adsorption, bi o ti han ni Nọmba 7. Awoṣe Langmuir daradara ṣe afihan iṣelọpọ ti Layer adsorbate kan ni ita ita ti adsorbent.Isotherms ti wa ni ti o dara ju apejuwe bi isokan adsorption roboto.Ni akoko kanna, Freundlich isotherm ti o dara julọ sọ pe ikopa ti ọpọlọpọ awọn agbegbe adsorbent ati agbara adsorption ni titẹ adsorbate si oju ti ko ni ibatan.
Awoṣe isotherm fun Langmuir isotherm (a-c) ati Freundlich isotherm (d–f) fun MNC10, MNC15 ati MNC20.
Awọn isotherms adsorption ni awọn ifọkansi solute kekere jẹ igbagbogbo linear77.Aṣoju laini ti awoṣe isotherm Langmuir le ṣe afihan ni idogba kan.1 Ṣe ipinnu awọn paramita adsorption.
KL (l/mg) jẹ ibakan Langmuir ti o nsoju isọdọmọ ti MB si MNC.Nibayi, qmax jẹ agbara adsorption ti o pọju (mg/g), qe jẹ ifọkansi adsorbed ti MC (mg/g), ati Ce ni ifọkansi iwọntunwọnsi ti ojutu MC.Ikosile laini ti awoṣe isotherm Freundlich ni a le ṣe apejuwe bi atẹle:
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹta-16-2023