Asante kwa kutembelea Nature.com.Unatumia toleo la kivinjari lenye uwezo mdogo wa kutumia CSS.Kwa matumizi bora zaidi, tunapendekeza utumie kivinjari kilichosasishwa (au uzime Hali ya Upatanifu katika Internet Explorer).Kwa kuongeza, ili kuhakikisha usaidizi unaoendelea, tunaonyesha tovuti bila mitindo na JavaScript.
Huonyesha jukwa la slaidi tatu kwa wakati mmoja.Tumia vitufe vilivyotangulia na Vifuatavyo ili kupitia slaidi tatu kwa wakati mmoja, au tumia vitufe vya kutelezesha vilivyo mwishoni ili kupitia slaidi tatu kwa wakati mmoja.
Uwepo wa metali zinazotolewa na mionzi ya microwave ni utata kwa sababu metali huwaka kwa urahisi.Lakini cha kufurahisha ni kwamba watafiti waligundua kuwa hali ya kutokwa kwa arc inatoa njia ya kuahidi ya usanisi wa nanomaterials kwa kugawanya molekuli.Utafiti huu unatengeneza mbinu ya kutengeneza hatua moja lakini nafuu ambayo inachanganya joto la microwave na safu ya umeme kubadilisha mafuta ghafi ya mawese kuwa nanocarbon ya sumaku (MNC), ambayo inaweza kuchukuliwa kama mbadala mpya kwa uzalishaji wa mafuta ya mawese.Inahusisha usanisi wa kati na waya wa chuma usio na jeraha la kudumu (kati ya dielectric) na ferrocene (kichocheo) chini ya hali ya ajizi kwa kiasi.Njia hii imeonyeshwa kwa ufanisi kwa kupokanzwa katika kiwango cha joto kutoka 190.9 hadi 472.0 ° C na nyakati mbalimbali za awali (dakika 10-20).MNCs zilizotayarishwa upya zilionyesha nyanja zenye ukubwa wa wastani wa nm 20.38–31.04, muundo wa mesoporous (SBET: 14.83–151.95 m2/g) na maudhui ya juu ya kaboni fasta (52.79–71.24 wt.%), pamoja na D na G bendi (ID/g) 0.98–0.99.Kuundwa kwa vilele vipya katika wigo wa FTIR (522.29–588.48 cm–1) kunathibitisha kuwepo kwa misombo ya FeO katika ferrocene.Magnetomita huonyesha ujazo wa juu wa sumaku (22.32–26.84 emu/g) katika nyenzo za ferromagnetic.Matumizi ya MNCs katika matibabu ya maji machafu yameonyeshwa kwa kutathmini uwezo wao wa utangazaji kwa kutumia mtihani wa utangazaji wa methylene bluu (MB) katika viwango mbalimbali kutoka 5 hadi 20 ppm.MNCs zilizopatikana wakati wa usanisi (dakika 20) zilionyesha ufanisi wa juu zaidi wa utangazaji (10.36 mg/g) ikilinganishwa na zingine, na kiwango cha kuondoa rangi ya MB kilikuwa 87.79%.Kwa hivyo, maadili ya Langmuir hayana matumaini ikilinganishwa na maadili ya Freundlich, na R2 ikiwa takriban 0.80, 0.98 na 0.99 kwa MNCs zilizoundwa kwa dakika 10 (MNC10), dakika 15 (MNC15) na dakika 20 (MNC20) mtawalia.Kwa hivyo, mfumo wa adsorption uko katika hali tofauti.Kwa hivyo, arcing ya microwave inatoa njia ya kuahidi ya kubadilisha CPO hadi MNC, ambayo inaweza kuondoa dyes hatari.
Mionzi ya microwave inaweza kupasha joto sehemu za ndani kabisa za nyenzo kupitia mwingiliano wa molekuli ya sehemu za sumakuumeme.Jibu hili la microwave ni la kipekee kwa kuwa linakuza majibu ya haraka na ya usawa ya mafuta.Hivyo, inawezekana kuharakisha mchakato wa joto na kuimarisha athari za kemikali2.Wakati huo huo, kutokana na muda mfupi wa majibu, mmenyuko wa microwave unaweza hatimaye kuzalisha bidhaa za usafi wa juu na mavuno ya juu3,4.Kutokana na mali yake ya kushangaza, mionzi ya microwave inawezesha syntheses ya kuvutia ya microwave ambayo hutumiwa katika tafiti nyingi, ikiwa ni pamoja na athari za kemikali na awali ya nanomaterials5,6.Wakati wa mchakato wa kupokanzwa, mali ya dielectric ya mpokeaji ndani ya kati ina jukumu la kuamua, kwa vile inajenga mahali pa moto katikati, ambayo inasababisha kuundwa kwa nanocarbons na morphologies tofauti na mali.Utafiti wa Omoriyekomwan et al.Uzalishaji wa nanofiber za kaboni tupu kutoka kwa punje za mitende kwa kutumia kaboni iliyoamilishwa na nitrojeni8.Kwa kuongezea, Fu na Hamid waliamua matumizi ya kichocheo cha utengenezaji wa kaboni iliyoamilishwa ya nyuzi za mawese katika oveni ya microwave ya 350 W9.Kwa hivyo, mbinu kama hiyo inaweza kutumika kubadilisha mafuta ghafi ya mawese kuwa MNCs kwa kuanzisha watapeli wanaofaa.
Jambo la kuvutia limeonekana kati ya mionzi ya microwave na metali yenye ncha kali, nukta au hitilafu ndogo ndogo10.Uwepo wa vitu hivi viwili utaathiriwa na arc ya umeme au cheche (inayojulikana kama kutokwa kwa arc)11,12.Arc itakuza uundaji wa sehemu za moto zilizojanibishwa zaidi na kuathiri athari, na hivyo kuboresha muundo wa kemikali wa mazingira13.Jambo hili na la kuvutia limevutia tafiti mbalimbali kama vile kuondolewa kwa uchafu14,15, kupasuka kwa lami ya biomasi16, pyrolysis iliyosaidiwa na microwave17,18 na usanisi wa nyenzo19,20,21.
Hivi majuzi, nanokaboni kama vile nanotube za kaboni, nanosphere za kaboni, na oksidi ya grafu iliyopunguzwa iliyorekebishwa zimevutia umakini kutokana na sifa zake.Nanokaboni hizi zina uwezo mkubwa wa matumizi kuanzia uzalishaji wa nishati hadi kusafisha maji au kuondoa uchafu23.Kwa kuongeza, mali bora za kaboni zinahitajika, lakini wakati huo huo, mali nzuri ya magnetic inahitajika.Hii ni muhimu sana kwa matumizi mengi ikiwa ni pamoja na utepetevu wa juu wa ayoni za chuma na rangi katika kutibu maji machafu, virekebishaji sumaku katika nishati ya mimea na hata vifyonzaji vya microwave24,25,26,27,28 vyenye ufanisi mkubwa.Wakati huo huo, kaboni hizi zina faida nyingine, ikiwa ni pamoja na ongezeko la eneo la tovuti ya kazi ya sampuli.
Katika miaka ya hivi karibuni, utafiti wa nyenzo za nanocarbon za sumaku umekuwa ukiongezeka.Kwa kawaida, nanokaboni hizi za sumaku ni nyenzo zinazofanya kazi nyingi zenye nyenzo za sumaku nanosized ambazo zinaweza kusababisha vichocheo vya nje kuathiri, kama vile uga wa sumaku wa nje au uga zinazopishana29.Kwa sababu ya mali zao za sumaku, nanocarboni za sumaku zinaweza kuunganishwa na anuwai ya viungo hai na muundo changamano kwa immobilization30.Wakati huo huo, nanokaboni za sumaku (MNCs) zinaonyesha ufanisi bora katika kutangaza uchafuzi kutoka kwa miyeyusho ya maji.Kwa kuongeza, eneo la juu la uso mahususi na vinyweleo vilivyoundwa katika MNCs vinaweza kuongeza uwezo wa utangazaji31.Vitenganishi vya sumaku vinaweza kutenganisha MNCs kutoka kwa suluhu tendaji sana, na kuzigeuza kuwa sorbent32 inayoweza kutumika na inayoweza kudhibitiwa.
Watafiti kadhaa wameonyesha kuwa nanokaboni za hali ya juu zinaweza kuzalishwa kwa kutumia mafuta ghafi ya mawese33,34.Mafuta ya mawese, yanayojulikana kisayansi kama Elais Guneensis, yanachukuliwa kuwa mojawapo ya mafuta muhimu ya kula yenye tani milioni 76.55 mwaka wa 202135. Mafuta yasiyosafishwa ya mawese au CPO yana uwiano sawia wa asidi zisizojaa mafuta (EFAs) na asidi iliyojaa ya mafuta. (Mamlaka ya Fedha ya Singapore).Hidrokaboni nyingi katika CPO ni triglycerides, glyceride inayojumuisha vipengele vitatu vya acetate ya triglyceride na sehemu moja ya glycerol36.Hidrokaboni hizi zinaweza kuwa za jumla kutokana na maudhui yake makubwa ya kaboni, na kuzifanya kuwa vitangulizi vya kijani kwa ajili ya uzalishaji wa nanocarbon37.Kulingana na maandiko, CNT37,38,39,40, carbon nanospheres33,41 na graphene34,42,43 kawaida huunganishwa kwa kutumia mafuta yasiyosafishwa ya mawese au mafuta ya kula.Nanokaboni hizi zina uwezo mkubwa katika matumizi kuanzia uzalishaji wa nishati hadi kusafisha maji au kuondoa uchafu.
Usanisi wa mafuta kama vile CVD38 au pyrolysis33 imekuwa njia nzuri ya mtengano wa mafuta ya mawese.Kwa bahati mbaya, joto la juu katika mchakato huongeza gharama ya uzalishaji.Kuzalisha nyenzo zinazopendekezwa 44 kunahitaji taratibu za muda mrefu, za kuchosha na njia za kusafisha.Hata hivyo, haja ya kujitenga kimwili na kupasuka haiwezi kukanushwa kutokana na utulivu mzuri wa mafuta ghafi ya mawese kwenye joto la juu45.Kwa hiyo, joto la juu bado linahitajika ili kubadilisha mafuta yasiyosafishwa ya mawese kuwa nyenzo za kaboni.Safu ya kioevu inaweza kuzingatiwa kama njia bora zaidi na mpya ya usanisi wa nanocarbon 46 ya sumaku.Njia hii hutoa nishati ya moja kwa moja kwa watangulizi na ufumbuzi katika majimbo yenye msisimko mkubwa.Kutokwa kwa arc kunaweza kusababisha vifungo vya kaboni kwenye mafuta yasiyosafishwa ya mawese kuvunjika.Walakini, nafasi ya elektrodi inayotumiwa inaweza kuhitaji kukidhi mahitaji magumu, ambayo yatapunguza kiwango cha viwanda, kwa hivyo njia bora bado inahitaji kutengenezwa.
Kwa ufahamu wetu wote, utafiti juu ya kutokwa kwa arc kwa kutumia microwave kama njia ya kusanisi nanokaboni ni mdogo.Wakati huo huo, matumizi ya mafuta yasiyosafishwa ya mawese kama mtangulizi hayajachunguzwa kikamilifu.Kwa hiyo, utafiti huu unalenga kuchunguza uwezekano wa kuzalisha nanocarbons magnetic kutoka kwa watangulizi wa mafuta ya mawese ghafi kwa kutumia arc ya umeme kwa kutumia tanuri ya microwave.Wingi wa mafuta ya mawese unapaswa kuonyeshwa katika bidhaa mpya na matumizi.Mbinu hii mpya ya kusafisha mafuta ya mawese inaweza kusaidia kukuza sekta ya uchumi na kuwa chanzo kingine cha mapato kwa wazalishaji wa michikichi, haswa walioathiri mashamba ya michikichi ya wakulima wadogo.Kulingana na utafiti wa wakulima wadogo wa Kiafrika uliofanywa na Ayompe et al., wakulima wadogo hupata pesa zaidi ikiwa watasindika vishada vya matunda wenyewe na kuuza mafuta mabichi ya mawese badala ya kuwauzia wafanyabiashara wa kati, ambayo ni kazi ya gharama kubwa na inayochosha47.Wakati huo huo, ongezeko la kufungwa kwa kiwanda kutokana na COVID-19 limeathiri bidhaa za matumizi ya mafuta ya mawese.Jambo la kufurahisha ni kwamba, kwa kuwa kaya nyingi zinaweza kufikia tanuri za microwave na njia iliyopendekezwa katika utafiti huu inaweza kuchukuliwa kuwa ya upembuzi yakinifu na ya bei nafuu, uzalishaji wa MNC unaweza kuzingatiwa kama mbadala wa mashamba madogo ya michikichi.Wakati huo huo, kwa kiwango kikubwa, makampuni yanaweza kuwekeza katika mitambo mikubwa ili kuzalisha TNC kubwa.
Utafiti huu unashughulikia zaidi mchakato wa usanisi kwa kutumia chuma cha pua kama njia ya dielectri kwa muda mbalimbali.Tafiti nyingi za jumla kwa kutumia microwave na nanokaboni zinapendekeza muda unaokubalika wa usanisi wa dakika 30 au zaidi33,34.Ili kuunga mkono wazo la vitendo linaloweza kufikiwa na linalowezekana, utafiti huu ulilenga kupata MNCs zilizo na chini ya wastani wa nyakati za usanisi.Wakati huo huo, utafiti unatoa picha ya kiwango cha 3 cha utayari wa teknolojia kwani nadharia hiyo inathibitishwa na kutekelezwa kwa kiwango cha maabara.Baadaye, MNCs zilizotokana ziliainishwa na sifa zao za kimwili, kemikali, na sumaku.Methylene bluu basi ilitumiwa kuonyesha uwezo wa utangazaji wa MNCs zilizotokana.
Mafuta ghafi ya mawese yalipatikana kutoka Kinu cha Apas Balung, Sawit Kinabalu Sdn.Bhd., Tawau, na hutumika kama kitangulizi cha kaboni kwa usanisi.Katika kesi hiyo, waya wa chuma cha pua na kipenyo cha 0.90 mm ilitumiwa kama kati ya dielectric.Ferrocene (usafi 99%), iliyopatikana kutoka Sigma-Aldrich, Marekani, ilichaguliwa kama kichocheo katika kazi hii.Methylene bluu (Bendosen, 100 g) ilitumiwa zaidi kwa majaribio ya utangazaji.
Katika utafiti huu, tanuri ya microwave ya kaya (Panasonic: SAM-MG23K3513GK) ilibadilishwa kuwa reactor ya microwave.Mashimo matatu yalifanywa katika sehemu ya juu ya tanuri ya microwave kwa kuingiza na kutoka kwa gesi na thermocouple.Vichunguzi vya thermocouple viliwekwa maboksi na mirija ya kauri na kuwekwa chini ya hali sawa kwa kila jaribio ili kuzuia ajali.Wakati huo huo, reactor ya kioo ya borosilicate yenye kifuniko cha mashimo matatu ilitumiwa kuzingatia sampuli na trachea.Mchoro wa mpangilio wa kinu cha microwave unaweza kurejelewa katika Kielelezo cha 1 cha Nyongeza.
Kwa kutumia mafuta yasiyosafishwa ya mawese kama kitangulizi cha kaboni na ferrocene kama kichocheo, nanokaboni za sumaku ziliundwa.Takriban 5% kwa uzito wa kichocheo cha ferrocene ilitayarishwa kwa njia ya kichocheo cha tope.Ferrocene ilichanganywa na 20 ml ya mafuta ghafi ya mawese saa 60 rpm kwa dakika 30.Kisha mchanganyiko huo ulihamishiwa kwenye crucible ya alumina, na waya ya chuma cha pua yenye urefu wa 30 cm ilipigwa na kuwekwa kwa wima ndani ya crucible.Weka crucible ya alumina kwenye reactor ya kioo na uimarishe kwa usalama ndani ya tanuri ya microwave na kifuniko cha kioo kilichofungwa.Nitrojeni ilipulizwa ndani ya chemba dakika 5 kabla ya kuanza kwa athari ili kuondoa hewa isiyohitajika kutoka kwa chemba.Nguvu ya microwave imeongezwa hadi 800W kwa sababu hii ndiyo nguvu ya juu zaidi ya microwave ambayo inaweza kudumisha mwanzo mzuri wa arc.Kwa hiyo, hii inaweza kuchangia kuundwa kwa hali nzuri kwa athari za synthetic.Wakati huo huo, hii pia ni safu ya nguvu inayotumika sana katika wati kwa athari za muunganisho wa microwave48,49.Mchanganyiko huo umewekwa moto kwa dakika 10, 15 au 20 wakati wa majibu.Baada ya kukamilika kwa majibu, reactor na microwave vilipozwa kwa joto la kawaida.Bidhaa ya mwisho katika crucible ya alumina ilikuwa mvua nyeusi na waya za helical.
Mvua nyeusi ilikusanywa na kuosha mara kadhaa kwa ethanol, isopropanol (70%) na maji yaliyotengenezwa.Baada ya kuosha na kusafisha, bidhaa hukaushwa usiku mmoja saa 80 ° C katika tanuri ya kawaida ili kuyeyusha uchafu usiohitajika.Kisha bidhaa ilikusanywa kwa uhusika.Sampuli zilizo na lebo ya MNC10, MNC15, na MNC20 zilitumiwa kuunganisha nanokaboni za sumaku kwa dakika 10, dakika 15 na dakika 20.
Angalia mofolojia ya MNC kwa kutumia darubini ya elektroni ya kuchanganua hewa chafu au FESEM (muundo wa Zeiss Auriga) katika ukuzaji wa 100 hadi 150 kX.Wakati huo huo, muundo wa msingi ulichambuliwa na uchunguzi wa X-ray wa kutawanya nishati (EDS).Uchambuzi wa EMF ulifanyika kwa umbali wa kazi wa 2.8 mm na voltage ya kasi ya 1 kV.Eneo mahususi la uso na thamani za vinyweleo vya MNC zilipimwa kwa mbinu ya Brunauer-Emmett-Teller (BET), ikijumuisha isotherm ya adsorption-desorption ya N2 saa 77 K. Uchambuzi ulifanywa kwa kutumia mita ya mfano ya eneo la uso (MICROMERITIC ASAP 2020) .
Fuwele na awamu ya nanocarbons za sumaku ziliamuliwa na diffraction ya poda ya X-ray au XRD (Burker D8 Advance) saa λ = 0.154 nm.Diffractograms zilirekodiwa kati ya 2θ = 5 na 85° kwa kasi ya kuchanganua ya 2° min-1.Kwa kuongeza, muundo wa kemikali wa MNCs ulichunguzwa kwa kutumia Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR).Uchambuzi ulifanywa kwa kutumia Perkin Elmer FTIR-Spectrum 400 yenye kasi ya kuchanganua kuanzia 4000 hadi 400 cm-1.Katika kusoma vipengele vya muundo wa nanokaboni za sumaku, uchunguzi wa Raman ulifanywa kwa kutumia leza ya neodymium-doped (532 nm) katika taswira ya U-RAMAN yenye lengo la 100X.
Magnetomita inayotetemeka au VSM (Msururu wa Lake Shore 7400) ilitumika kupima ujazo wa sumaku wa oksidi ya chuma katika MNCs.Sehemu ya magnetic ya karibu 8 kOe ilitumiwa na pointi 200 zilipatikana.
Wakati wa kusoma uwezo wa MNCs kama adsorbents katika majaribio ya utangazaji, rangi ya cationic ya methylene bluu (MB) ilitumiwa.MNCs (20 mg) ziliongezwa kwa 20 ml ya mmumunyo wa maji wa methylene bluu na viwango vya kawaida vya 5-20 mg/L50.PH ya suluhu iliwekwa katika pH ya upande wowote ya 7 katika kipindi chote cha utafiti.Suluhisho lilichochewa kwa kasi kwa 150 rpm na 303.15 K kwenye shaker ya rotary (Lab Companion: SI-300R).MNC kisha hutenganishwa kwa kutumia sumaku.Tumia spectrophotometer inayoonekana na UV (Varian Cary 50 UV-Vis Spectrophotometer) ili kuona mkusanyiko wa suluhu ya MB kabla na baada ya jaribio la utangazaji, na kurejelea mkunjo wa kawaida wa methylene bluu katika upeo wa urefu wa nm 664.Jaribio lilirudiwa mara tatu na thamani ya wastani ilitolewa.Uondoaji wa MG kutoka kwa suluhisho ulihesabiwa kwa kutumia equation ya jumla kwa kiasi cha MC kilichotangazwa kwa usawa qe na asilimia ya kuondolewa%.
Majaribio ya isotherm ya adsorption pia yalifanyika kwa kuchochea kwa viwango mbalimbali (5-20 mg / l) ya ufumbuzi wa MG na 20 mg ya adsorbent kwa joto la mara kwa mara la 293.15 K. mg kwa MNCs zote.
Iron na kaboni ya sumaku zimesomwa sana katika miongo michache iliyopita.Nyenzo hizi za sumaku zenye msingi wa kaboni zinavutia usikivu unaoongezeka kutokana na sifa zao bora za sumakuumeme, na kusababisha matumizi mbalimbali ya kiteknolojia, hasa katika vifaa vya umeme na matibabu ya maji.Katika utafiti huu, nanokaboni ziliunganishwa kwa kupasua hidrokaboni katika mafuta ghafi ya mawese kwa kutumia kutokwa kwa microwave.Mchanganyiko huo ulifanyika kwa nyakati tofauti, kutoka dakika 10 hadi 20, kwa uwiano uliowekwa (5: 1) wa mtangulizi na kichocheo, kwa kutumia mtozaji wa sasa wa chuma (SS iliyopotoka) na ajizi kwa sehemu (hewa isiyohitajika iliyosafishwa na nitrojeni kwenye mwanzo wa jaribio).Mabaki ya kaboni ya kaboni hutokana na umbo la unga mweusi, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2a wa Nyongeza.Mavuno ya kaboni iliyopungua yalikuwa takriban 5.57%, 8.21%, na 11.67% kwa nyakati za awali za dakika 10, dakika 15, na dakika 20, kwa mtiririko huo.Hali hii inapendekeza kwamba nyakati ndefu za usanisi huchangia mavuno ya juu51-mavuno ya chini, uwezekano mkubwa kutokana na muda mfupi wa majibu na shughuli ya chini ya kichocheo.
Wakati huo huo, njama ya halijoto ya awali dhidi ya muda wa nanokaboni zilizopatikana zinaweza kurejelewa katika Mchoro wa Nyongeza 2b.Viwango vya juu vya halijoto vilivyopatikana kwa MNC10, MNC15 na MNC20 vilikuwa 190.9°C, 434.5°C na 472°C, mtawalia.Kwa kila curve, mteremko mwinuko unaweza kuonekana, unaonyesha kupanda mara kwa mara kwa joto ndani ya reactor kutokana na joto linalozalishwa wakati wa arc ya chuma.Hii inaweza kuonekana kwa dakika 0–2, dakika 0–5, na dakika 0–8 kwa MNC10, MNC15, na MNC20, mtawalia.Baada ya kufikia hatua fulani, mteremko unaendelea kuzunguka kwa joto la juu, na mteremko unakuwa wastani.
Uchanganuzi wa hadubini ya elektroni (FESEM) ilitumika kuangalia hali ya uso ya sampuli za MNC.Kama inavyoonyeshwa kwenye mtini.1, nanokaboni za sumaku zina muundo tofauti kidogo wa kimofolojia katika wakati tofauti wa usanisi.Picha za FSEM MNC10 kwenye tini.1a,b inaonyesha kuwa uundaji wa tufe za kaboni hujumuisha nanospheres ndogo na nanospheres zilizonaswa na kushikamana kutokana na mvutano wa juu wa uso.Wakati huo huo, uwepo wa nguvu za van der Waals husababisha kuunganishwa kwa nyanja za kaboni52.Ongezeko la muda wa usanisi lilisababisha saizi ndogo na kuongezeka kwa idadi ya tufe kutokana na athari ndefu za nyufa.Kwenye mtini.1c inaonyesha kuwa MNC15 ina umbo la duara karibu kabisa.Hata hivyo, tufe zilizojumlishwa bado zinaweza kutengeneza mesopores, ambazo baadaye zinaweza kuwa tovuti nzuri kwa ajili ya utangazaji wa buluu ya methylene.Katika ukuzaji wa juu wa mara 15,000 katika Mtini. 1d tufe za kaboni zaidi zinaweza kuonekana zikiwa zimeunganishwa na ukubwa wa wastani wa nm 20.38.
Picha za FSEM za nanokaboni zilizosanisishwa baada ya dakika 10 (a, b), dakika 15 (c, d) na dakika 20 (e–g) katika ukuzaji wa 7000 na 15000.
Kwenye mtini.1e–g MNC20 inaonyesha maendeleo ya vinyweleo vilivyo na tufe ndogo kwenye uso wa kaboni ya sumaku na kuunganisha tena mofolojia ya kaboni iliyoamilishwa kwa sumaku53.Pores ya kipenyo tofauti na upana ni nasibu iko juu ya uso wa kaboni magnetic.Kwa hivyo, hii inaweza kueleza kwa nini MNC20 ilionyesha eneo kubwa zaidi la uso na ujazo wa tundu kama inavyoonyeshwa na uchanganuzi wa BET, kwani vinyweleo vingi vilijitokeza kwenye uso wake kuliko nyakati zingine za usanifu.Maikrografu zilizochukuliwa kwa ukuzaji wa juu wa mara 15,000 zilionyesha ukubwa wa chembe zisizo sawa na maumbo yasiyo ya kawaida, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1g.Wakati wa ukuaji ulipoongezwa hadi dakika 20, nyanja nyingi zaidi ziliundwa.
Inashangaza, flakes za kaboni zilizopotoka pia zilipatikana katika eneo moja.Kipenyo cha nyanja kilitofautiana kutoka 5.18 hadi 96.36 nm.Uundaji huu unaweza kuwa kutokana na tukio la nucleation tofauti, ambayo inawezeshwa na joto la juu na microwaves.Ukubwa wa duara uliokokotolewa wa MNCs zilizotayarishwa ulikuwa wastani wa nm 20.38 kwa MNC10, nm 24.80 kwa MNC15, na 31.04 nm kwa MNC20.Usambazaji wa ukubwa wa tufe unaonyeshwa kwenye tini la ziada.3.
Kielelezo cha 4 cha Nyongeza kinaonyesha mwonekano wa EDS na muhtasari wa muundo wa vipengele vya MNC10, MNC15, na MNC20, mtawalia.Kwa mujibu wa spectra, ilibainika kuwa kila nanocarbon ina kiasi tofauti cha C, O, na Fe.Hii ni kutokana na athari mbalimbali za oxidation na ngozi zinazotokea wakati wa usanisi wa ziada.Kiasi kikubwa cha C kinaaminika kutoka kwa kitangulizi cha kaboni, mafuta yasiyosafishwa ya mawese.Wakati huo huo, asilimia ya chini ya O ni kutokana na mchakato wa oxidation wakati wa awali.Wakati huo huo, Fe inahusishwa na oksidi ya chuma iliyowekwa kwenye uso wa nanocarbon baada ya kuharibika kwa ferrocene.Zaidi ya hayo, Kielelezo cha Nyongeza 5a–c kinaonyesha uchoraji wa ramani wa vipengele vya MNC10, MNC15 na MNC20.Kulingana na uundaji ramani wa kimsingi, ilionekana kuwa Fe inasambazwa vyema kwenye uso wa MNC.
Uchambuzi wa adsorption-desorption ya nitrojeni hutoa taarifa kuhusu utaratibu wa adsorption na muundo wa porous wa nyenzo.Isothermu za N2 za adsorption na grafu za uso wa MNC BET zinaonyeshwa kwenye Mtini.2. Kulingana na picha za FESEM, tabia ya utangazaji inatarajiwa kuonyesha mchanganyiko wa miundo midogo midogo na ya mesoporous kutokana na kujumlisha.Hata hivyo, grafu katika Kielelezo 2 inaonyesha kwamba adsorbent inafanana na isotherm ya aina ya IV na aina ya H2 hysteresis kitanzi cha IUPAC55.Aina hii ya isotherm mara nyingi ni sawa na ile ya vifaa vya mesoporous.Tabia ya utangazaji wa mesopores kawaida huamuliwa na mwingiliano wa athari za adsorption-adsorption na molekuli za jambo lililofupishwa.Isothermu za adsorption zenye umbo la S au umbo la S kwa kawaida husababishwa na utepetevu wa safu-nyingi-safu moja ikifuatiwa na jambo ambalo gesi hujilimbikiza na kuwa awamu ya kioevu kwenye vinyweleo kwa misukumo iliyo chini ya shinikizo la kueneza kwa umajimaji mwingi, unaojulikana kama ufupishaji wa pore 56. Condensation ya capillary katika pores hutokea kwa shinikizo la jamaa (p / po) juu ya 0.50.Wakati huo huo, muundo tata wa pore unaonyesha hysteresis ya aina ya H2, ambayo inahusishwa na kuziba kwa pore au kuvuja katika safu nyembamba ya pores.
Vigezo vya kimwili vya uso vilivyopatikana kutoka kwa vipimo vya BET vinaonyeshwa katika Jedwali 1. Eneo la uso wa BET na jumla ya kiasi cha pore kiliongezeka kwa kiasi kikubwa kwa kuongezeka kwa muda wa awali.Ukubwa wa wastani wa pore wa MNC10, MNC15, na MNC20 ni 7.2779 nm, 7.6275 nm, na 7.8223 nm, kwa mtiririko huo.Kulingana na mapendekezo ya IUPAC, vinyweleo hivi vya kati vinaweza kuainishwa kama nyenzo za mesoporous.Muundo wa mesoporous unaweza kufanya methylene samawati kupenyeza kwa urahisi na kuvutiwa na MNC57.Muda wa Juu wa Usanisi (MNC20) ulionyesha eneo la juu zaidi, likifuatiwa na MNC15 na MNC10.Sehemu ya juu ya uso wa BET inaweza kuboresha utendakazi wa utangazaji kadiri tovuti nyingi za ziada zinapatikana.
Mifumo ya diffraction ya X-ray ya MNCs iliyounganishwa imeonyeshwa kwenye Mchoro 3. Katika joto la juu, ferrocene pia hupasuka na kuunda oksidi ya chuma.Kwenye mtini.3a inaonyesha muundo wa XRD wa MNC10.Inaonyesha vilele viwili kwa 2θ, 43.0° na 62.32°, ambavyo vimepewa ɣ-Fe2O3 (JCPDS #39–1346).Wakati huo huo, Fe3O4 ina kilele cha shida katika 2θ: 35.27 °.Kwa upande mwingine, katika muundo wa diffraction wa MHC15 kwenye Mchoro 3b unaonyesha vilele vipya, ambavyo vina uwezekano mkubwa wa kuhusishwa na ongezeko la joto na wakati wa awali.Ijapokuwa kilele cha 2θ: 26.202° kina ukali kidogo, muundo wa mtengano unalingana na faili ya grafiti JCPDS (JCPDS #75–1621), ikionyesha kuwepo kwa fuwele za grafiti ndani ya nanokaboni.Kilele hiki hakipo katika MNC10, labda kutokana na joto la chini la safu wakati wa usanisi.Katika 2θ kuna kilele cha wakati tatu: 30.082 °, 35.502 °, 57.422 ° inayohusishwa na Fe3O4.Pia inaonyesha vilele viwili vinavyoonyesha kuwepo kwa ɣ-Fe2O3 kwa 2θ: 43.102 ° na 62.632 °.Kwa MNC iliyosanisishwa kwa dakika 20 (MNC20), kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3c, muundo sawa wa utengano unaweza kuzingatiwa katika MNK15.Kilele cha picha katika 26.382° kinaweza pia kuonekana katika MNC20.Vilele vitatu vikali vilivyoonyeshwa kwa 2θ: 30.102 °, 35.612 °, 57.402 ° ni kwa Fe3O4.Kwa kuongeza, uwepo wa ε-Fe2O3 unaonyeshwa kwa 2θ: 42.972 ° na 62.61.Uwepo wa misombo ya oksidi ya chuma katika MNCs kusababisha inaweza kuwa na athari chanya juu ya uwezo wa adsorb methylene bluu katika siku zijazo.
Sifa za dhamana ya kemikali katika sampuli za MNC na CPO zilibainishwa kutoka kwa mwonekano wa uakisi wa FTIR katika Mchoro wa Nyongeza 6. Hapo awali, vilele sita muhimu vya mafuta yasiyosafishwa ya mawese viliwakilisha viambajengo vinne tofauti vya kemikali kama ilivyofafanuliwa katika Jedwali la Ziada 1. Vilele vya kimsingi vilivyotambuliwa katika CPO. ni 2913.81 cm-1, 2840 cm-1 na 1463.34 cm-1, ambayo inarejelea mitetemo ya kunyoosha ya CH ya alkanes na vikundi vingine vya aliphatic CH2 au CH3.Misitu ya kilele iliyotambuliwa ni 1740.85 cm-1 na 1160.83 cm-1.Kilele cha 1740.85 cm-1 ni dhamana ya C=O inayopanuliwa na ester carbonyl ya kikundi cha utendaji cha triglyceride.Wakati huo huo, kilele cha 1160.83 cm-1 ni alama ya kikundi cha esta cha CO58.59 kilichopanuliwa.Wakati huo huo, kilele cha 813.54 cm-1 ni alama ya kikundi cha alkane.
Kwa hiyo, vilele vingine vya kunyonya katika mafuta yasiyosafishwa ya mawese vilitoweka kadiri muda wa usanisi unavyoongezeka.Vilele vya 2913.81 cm-1 na 2840 cm-1 bado vinaweza kuzingatiwa katika MNC10, lakini inashangaza kwamba katika MNC15 na MNC20 vilele huwa na kutoweka kutokana na oxidation.Wakati huo huo, uchanganuzi wa FTIR wa nanokaboni za sumaku ulifunua vilele vipya vya kunyonya vinavyowakilisha vikundi vitano tofauti vya utendaji vya MNC10-20.Vilele hivi pia vimeorodheshwa katika Jedwali la Ziada la 1. Kilele cha 2325.91 cm-1 ni safu ya CH isiyolingana ya kikundi cha CH360 cha alifatiki.Kilele cha 1463.34-1443.47 cm-1 kinaonyesha CH2 na CH kupinda kwa vikundi vya aliphatic kama vile mafuta ya mawese, lakini kilele huanza kupungua kwa wakati.Kilele cha 813.54–875.35 cm–1 ni alama ya kikundi cha manukato cha CH-alkane.
Wakati huo huo, kilele cha 2101.74 cm-1 na 1589.18 cm-1 kinawakilisha vifungo vya CC 61 vinavyounda C=C alkyne na pete za kunukia, kwa mtiririko huo.Kilele kidogo cha 1695.15 cm-1 kinaonyesha dhamana ya C=O ya asidi ya mafuta ya bure kutoka kwa kikundi cha carbonyl.Inapatikana kutoka kwa CPO carbonyl na ferrocene wakati wa usanisi.Vilele vipya vilivyoundwa katika safu kutoka 539.04 hadi 588.48 cm-1 ni vya dhamana ya mtetemo ya Fe-O ya ferrocene.Kulingana na vilele vilivyoonyeshwa katika Kielelezo cha 4 cha Nyongeza, inaweza kuonekana kuwa muda wa usanisi unaweza kupunguza kilele kadhaa na kuunganisha tena katika nanokaboni za sumaku.
Uchanganuzi wa kimaalum wa mtawanyiko wa Raman wa nanokaboni za sumaku zilizopatikana kwa nyakati tofauti za usanisi kwa kutumia leza ya tukio yenye urefu wa mawimbi wa nm 514 umeonyeshwa kwenye Mchoro 4. Miwonekano yote ya MNC10, MNC15 na MNC20 ina mikanda miwili mikali inayohusishwa na kaboni ya sp3, kwa kawaida. hupatikana katika fuwele za nanographite zilizo na kasoro katika hali za mitetemo za spishi za kaboni sp262.Upeo wa kwanza, ulio katika eneo la 1333-1354 cm-1, unawakilisha bendi ya D, ambayo haifai kwa grafiti bora na inafanana na uharibifu wa muundo na uchafu mwingine63,64.Kilele cha pili muhimu zaidi karibu na 1537-1595 cm-1 kinatoka kwa kunyoosha kwa dhamana ya ndani ya ndege au fuwele na fomu za grafiti zilizoagizwa.Hata hivyo, kilele kilibadilishwa kwa takriban sm-1 10 ikilinganishwa na mkanda wa grafiti G, ikionyesha kuwa MNCs zina mpangilio mdogo wa kuweka karatasi na muundo wenye kasoro.Nguvu za jamaa za bendi za D na G (ID/IG) hutumiwa kutathmini usafi wa sampuli za fuwele na grafiti.Kulingana na uchanganuzi wa picha wa Raman, MNC zote zilikuwa na thamani za kitambulisho/IG katika anuwai ya 0.98-0.99, ikionyesha kasoro za kimuundo kutokana na mseto wa Sp3.Hali hii inaweza kueleza kuwepo kwa vilele vya chini vya 2θ kwenye mwonekano wa XPA: 26.20° kwa MNK15 na 26.28° kwa MNK20, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 4, ambao umepewa kilele cha grafiti kwenye faili ya JCPDS.Uwiano wa ID / IG MNC uliopatikana katika kazi hii ni katika aina mbalimbali za nanocarbons nyingine za magnetic, kwa mfano, 0.85-1.03 kwa njia ya hydrothermal na 0.78-0.9665.66 kwa njia ya pyrolytic.Kwa hiyo, uwiano huu unaonyesha kwamba njia ya sasa ya synthetic inaweza kutumika sana.
Sifa za sumaku za MNCs zilichambuliwa kwa kutumia sumaku inayotetemeka.Hysteresis inayotokana imeonyeshwa kwenye Mchoro.5.Kama sheria, MNCs hupata sumaku yao kutoka kwa ferrocene wakati wa usanisi.Sifa hizi za ziada za sumaku zinaweza kuongeza uwezo wa utangazaji wa nanokaboni katika siku zijazo.Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro wa 5, sampuli zinaweza kutambuliwa kama nyenzo za superparamagnetic.Kulingana na Wahajuddin & Arora67, hali ya sumaku-kubwa ni kwamba sampuli hutiwa sumaku hadi kueneza sumaku (MS) wakati uga wa sumaku wa nje unapowekwa.Baadaye, mwingiliano wa sumaku uliobaki hauonekani tena katika sampuli67.Ni vyema kutambua kwamba magnetization ya kueneza huongezeka kwa wakati wa awali.Inafurahisha, MNC15 ina ujazo wa juu zaidi wa sumaku kwa sababu malezi yenye nguvu ya sumaku (magnetization) yanaweza kusababishwa na wakati mzuri wa usanisi mbele ya sumaku ya nje.Hii inaweza kuwa kutokana na uwepo wa Fe3O4, ambayo ina sifa bora za sumaku ikilinganishwa na oksidi nyingine za chuma kama vile ɣ-Fe2O.Mpangilio wa muda wa uenezi kwa kila kitengo cha MNCs ni MNC15>MNC10>MNC20.Vigezo vya magnetic vilivyopatikana vinatolewa kwenye meza.2.
Thamani ya chini ya kueneza kwa sumaku wakati wa kutumia sumaku za kawaida katika utengano wa sumaku ni karibu 16.3 emu g-1.Uwezo wa MNCs kuondoa uchafu kama vile rangi katika mazingira ya majini na urahisi wa kuondolewa kwa MNCs zimekuwa sababu za ziada za nanokaboni zilizopatikana.Uchunguzi umeonyesha kuwa kueneza kwa sumaku ya LSM inachukuliwa kuwa ya juu.Kwa hivyo, sampuli zote zilifikia maadili ya kueneza kwa sumaku zaidi ya kutosha kwa utaratibu wa kutenganisha sumaku.
Hivi majuzi, vipande vya chuma au waya zimevutia umakini kama vichocheo au umeme katika michakato ya muunganisho wa microwave.Miitikio ya microwave ya metali husababisha joto la juu au athari ndani ya reactor.Utafiti huu unadai kwamba ncha na waya wa chuma cha pua ulioimarishwa (ulioviringwa) hurahisisha umwagaji wa microwave na joto la chuma.Chuma cha pua kimetamka ukali kwenye ncha, ambayo husababisha viwango vya juu vya msongamano wa malipo ya uso na uwanja wa nje wa umeme.Wakati chaji imepata nishati ya kinetic ya kutosha, chembe zinazochajiwa zitaruka kutoka kwenye chuma cha pua, na kusababisha mazingira kuwa ionize, na kutoa uchafu au cheche 68.Utoaji wa chuma hutoa mchango mkubwa kwa majibu ya kupasuka kwa ufumbuzi unaofuatana na maeneo ya joto la juu.Kulingana na ramani ya halijoto katika Kielelezo cha 2b cha Nyongeza, halijoto huongezeka kwa kasi, ikionyesha kuwepo kwa maeneo yenye joto la juu pamoja na hali ya kutokwa kwa nguvu.
Katika kesi hii, athari ya joto huzingatiwa, kwani elektroni zilizofungwa dhaifu zinaweza kusonga na kuzingatia juu ya uso na kwenye ncha69.Wakati chuma cha pua kinajeruhiwa, eneo kubwa la uso wa chuma katika suluhisho husaidia kushawishi mikondo ya eddy kwenye uso wa nyenzo na kudumisha athari ya joto.Hali hii husaidia kwa ufanisi kukata minyororo mirefu ya kaboni ya CPO na ferrocene na ferrocene.Kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo cha 2b cha Nyongeza, kiwango cha joto cha mara kwa mara kinaonyesha kuwa athari ya joto inayofanana huzingatiwa katika suluhisho.
Utaratibu unaopendekezwa wa uundaji wa MNCs umeonyeshwa katika Mchoro wa Nyongeza 7. Minyororo mirefu ya kaboni ya CPO na ferrocene huanza kupasuka kwa joto la juu.Mafuta hutengana na kutengeneza hidrokaboni zilizogawanyika ambazo huwa vitangulizi vya kaboni vinavyojulikana kama globules katika taswira ya FESEM MNC1070.Kutokana na nishati ya mazingira na shinikizo 71 katika hali ya anga.Wakati huo huo, ferrocene pia hupasuka, na kutengeneza kichocheo kutoka kwa atomi za kaboni zilizowekwa kwenye Fe.Nucleation ya haraka kisha hutokea na kiini cha kaboni huoksidisha kuunda safu ya kaboni ya amofasi na ya grafiti juu ya msingi.Wakati unavyoongezeka, saizi ya tufe inakuwa sahihi zaidi na sare.Wakati huo huo, vikosi vilivyopo vya van der Waals pia husababisha mkusanyiko wa nyanja52.Wakati wa kupunguzwa kwa Fe ions kwa Fe3O4 na ɣ-Fe2O3 (kulingana na uchambuzi wa awamu ya X-ray), aina mbalimbali za oksidi za chuma zinaundwa juu ya uso wa nanocarbons, ambayo husababisha kuundwa kwa nanocarbons magnetic.Uchoraji wa ramani za EDS ulionyesha kuwa atomi za Fe zilisambazwa kwa nguvu juu ya uso wa MNC, kama inavyoonyeshwa katika Vielelezo vya Nyongeza 5a-c.
Tofauti ni kwamba wakati wa awali wa dakika 20, mkusanyiko wa kaboni hutokea.Hutengeneza vinyweleo vikubwa kwenye uso wa MNCs, na hivyo kupendekeza kuwa MNCs zinaweza kuchukuliwa kuwa kaboni iliyoamilishwa, kama inavyoonyeshwa kwenye picha za FSEM kwenye Mchoro 1e–g.Tofauti hii katika ukubwa wa pore inaweza kuhusishwa na mchango wa oksidi ya chuma kutoka kwa ferrocene.Wakati huo huo, kutokana na joto la juu lililofikiwa, kuna mizani iliyoharibika.Nanokaboni za sumaku huonyesha mofolojia tofauti kwa nyakati tofauti za usanisi.Nanocarbons zina uwezekano mkubwa wa kuunda maumbo ya duara na nyakati fupi za usanisi.Wakati huo huo, pores na mizani zinapatikana, ingawa tofauti katika wakati wa awali ni ndani ya dakika 5 tu.
Nanokaboni za sumaku zinaweza kuondoa uchafuzi kutoka kwa mazingira ya majini.Uwezo wao wa kuondolewa kwa urahisi baada ya matumizi ni sababu ya ziada ya kutumia nanocarbons zilizopatikana katika kazi hii kama adsorbents.Katika kusoma sifa za utangazaji wa nanokaboni za sumaku, tulichunguza uwezo wa MNCs kupunguza rangi ya suluhu za methylene bluu (MB) kwa 30°C bila marekebisho yoyote ya pH.Tafiti nyingi zimehitimisha kuwa utendaji wa vifyonzaji vya kaboni katika kiwango cha joto cha 25-40 °C hauna jukumu muhimu katika kuamua uondoaji wa MC.Ingawa viwango vya pH vilivyokithiri vina jukumu muhimu, malipo yanaweza kuunda kwenye vikundi vya utendaji vya uso, ambayo husababisha usumbufu wa mwingiliano wa adsorbate-adsorbent na kuathiri utangazaji.Kwa hivyo, hali zilizo hapo juu zilichaguliwa katika utafiti huu kwa kuzingatia hali hizi na hitaji la matibabu ya kawaida ya maji machafu.
Katika kazi hii, jaribio la utangazaji wa kundi lilifanywa kwa kuongeza miligramu 20 za MNCs hadi 20 ml ya mmumunyo wa maji wa methylene bluu na viwango mbalimbali vya awali vya kawaida (5-20 ppm) kwa muda maalum wa kuwasiliana60.Kielelezo cha 8 cha Nyongeza kinaonyesha hali ya viwango mbalimbali (5-20 ppm) ya suluhu za methylene bluu kabla na baada ya matibabu na MNC10, MNC15, na MNC20.Wakati wa kutumia MNCs mbalimbali, kiwango cha rangi ya ufumbuzi wa MB kilipungua.Inafurahisha, ilibainika kuwa MNC20 ilibadilisha suluhu za MB kwa urahisi katika mkusanyiko wa 5 ppm.Wakati huo huo, MNC20 pia ilipunguza kiwango cha rangi ya suluhisho la MB ikilinganishwa na MNCs zingine.Wigo unaoonekana wa UV wa MNC10-20 unaonyeshwa kwenye Kielelezo cha 9 cha Nyongeza. Wakati huo huo, kiwango cha uondoaji na maelezo ya adsorption yanaonyeshwa kwenye Mchoro 9. 6 na katika jedwali la 3, kwa mtiririko huo.
Vilele vya bluu vya methylene vikali vinaweza kupatikana kwa 664 nm na 600 nm.Kama sheria, kiwango cha kilele hupungua polepole na kupungua kwa mkusanyiko wa awali wa suluhisho la MG.Katika Mchoro wa ziada wa 9a unaonyesha wigo unaoonekana wa UV wa ufumbuzi wa MB wa viwango mbalimbali baada ya matibabu na MNC10, ambayo ilibadilisha kidogo tu ukubwa wa kilele.Kwa upande mwingine, vilele vya kunyonya vya suluhu za MB vilipungua kwa kiasi kikubwa baada ya matibabu na MNC15 na MNC20, kama inavyoonyeshwa katika Kielelezo cha Nyongeza 9b na c, mtawalia.Mabadiliko haya yanaonekana wazi wakati mkusanyiko wa ufumbuzi wa MG unapungua.Hata hivyo, mabadiliko ya spectral yaliyopatikana na kaboni zote tatu za magnetic zilitosha kuondoa rangi ya bluu ya methylene.
Kulingana na Jedwali 3, matokeo ya kiasi cha MC adsorbed na asilimia ya MC adsorbed imeonyeshwa kwenye Mchoro 3. 6. Utangazaji wa MG uliongezeka kwa matumizi ya viwango vya juu vya awali kwa MNCs zote.Wakati huo huo, asilimia ya utangazaji au kiwango cha kuondolewa kwa MB (MBR) ilionyesha mwelekeo tofauti wakati mkusanyiko wa awali ulipoongezeka.Katika viwango vya chini vya awali vya MC, tovuti ambazo hazijachukuliwa zilibaki kwenye uso wa adsorbent.Kadiri mkusanyiko wa rangi unavyoongezeka, idadi ya tovuti hai ambazo hazijachukuliwa zinazopatikana kwa utangazaji wa molekuli za rangi zitapungua.Wengine wamehitimisha kuwa chini ya hali hizi kueneza kwa tovuti hai za biosorption kutafikiwa72.
Kwa bahati mbaya kwa MNC10, MBR iliongezeka na kupungua baada ya 10 ppm ya suluhisho la MB.Wakati huo huo, sehemu ndogo tu ya MG ni adsorbed.Hii inaonyesha kuwa 10 ppm ndio mkusanyiko bora zaidi wa utangazaji wa MNC10.Kwa MNC zote zilizosomwa katika kazi hii, mpangilio wa uwezo wa utangazaji ulikuwa kama ifuatavyo: MNC20 > MNC15 > MNC10, maadili ya wastani yalikuwa 10.36 mg/g, 6.85 mg/g na 0.71 mg/g, wastani wa kuondolewa kwa viwango vya MG ilikuwa 87, 79%, 62.26% na 5.75%.Kwa hivyo, MNC20 ilionyesha sifa bora zaidi za utangazaji kati ya nanokaboni za sumaku zilizounganishwa, kwa kuzingatia uwezo wa adsorption na wigo unaoonekana wa UV.Ingawa uwezo wa utangazaji ni wa chini ikilinganishwa na nanokaboni nyingine za sumaku kama vile mchanganyiko wa sumaku wa MWCNT (11.86 mg/g) na nanoparticles ya nanotube-magnetic Fe3O4 (18.44 mg/g), utafiti huu hauhitaji matumizi ya ziada ya kichocheo.Kemikali hufanya kama vichocheo.kutoa njia safi na zinazowezekana za sintetiki73,74.
Kama inavyoonyeshwa na maadili ya SBET ya MNCs, uso maalum wa juu hutoa tovuti amilifu zaidi kwa utangazaji wa suluhisho la MB.Hii inakuwa moja ya sifa kuu za nanokaboni za syntetisk.Wakati huo huo, kutokana na ukubwa mdogo wa MNCs, muda wa awali ni mfupi na unakubalika, ambao unafanana na sifa kuu za adsorbents zinazoahidi75.Ikilinganishwa na adsorbents za kawaida za asili, MNCs zilizounganishwa zimejaa sumaku na zinaweza kuondolewa kwa urahisi kutoka kwa suluhisho chini ya utendakazi wa uwanja wa sumaku wa nje76.Hivyo, muda unaohitajika kwa mchakato mzima wa matibabu umepunguzwa.
Isothermu za adsorption ni muhimu ili kuelewa mchakato wa adsorption na kisha kuonyesha jinsi sehemu za adsorbate kati ya awamu ya kioevu na imara wakati usawa unafikiwa.Milinganyo ya Langmuir na Freundlich hutumiwa kama milinganyo ya kawaida ya isotherm, ambayo inaelezea utaratibu wa utangazaji, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro wa 7. Muundo wa Langmuir unaonyesha vizuri uundaji wa safu moja ya adsorbate kwenye uso wa nje wa adsorbent.Isothermus hufafanuliwa vyema zaidi kama nyuso za utangazaji homogeneous.Wakati huo huo, isotherm ya Freundlich inasema vyema zaidi ushiriki wa mikoa kadhaa ya adsorbent na nishati ya adsorption katika kushinikiza adsorbate kwenye uso usio na usawa.
Kielelezo cha isotherm cha Langmuir (a–c) na Freundlich isotherm (d–f) kwa MNC10, MNC15 na MNC20.
Isothermu za adsorption katika viwango vya chini vya solute kawaida huwa mstari77.Uwakilishi wa mstari wa modeli ya isotherm ya Langmuir inaweza kuonyeshwa kwa mlinganyo.1 Amua vigezo vya utangazaji.
KL (l/mg) ni Langmuir isiyobadilika inayowakilisha uhusiano unaofungamanisha wa MB kwa MNC.Wakati huo huo, qmax ni kiwango cha juu zaidi cha uwezo wa utangazaji (mg/g), qe ni mkusanyiko wa adsorbed wa MC (mg/g), na Ce ni mkusanyiko wa usawa wa suluhisho la MC.Usemi wa mstari wa modeli ya isotherm ya Freundlich inaweza kuelezewa kama ifuatavyo:
Muda wa kutuma: Feb-16-2023