সবুজ কৃত্রিম হ্রাস গ্রাফিন অক্সাইড এবং ন্যানো-জিরো আয়রন কমপ্লেক্স দ্বারা জল থেকে ডক্সিসাইক্লিন অ্যান্টিবায়োটিকগুলিকে সিনারজিস্টিক অপসারণ

Nature.com পরিদর্শন করার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ. আপনি যে ব্রাউজার সংস্করণটি ব্যবহার করছেন তাতে সীমিত CSS সমর্থন রয়েছে৷ সেরা অভিজ্ঞতার জন্য, আমরা আপনাকে একটি আপডেট করা ব্রাউজার ব্যবহার করার পরামর্শ দিই (অথবা ইন্টারনেট এক্সপ্লোরারে সামঞ্জস্য মোড অক্ষম করুন)৷ ইতিমধ্যে, অব্যাহত সমর্থন নিশ্চিত করতে, আমরা স্টাইল এবং জাভাস্ক্রিপ্ট ছাড়াই সাইটটিকে রেন্ডার করব।
এই কাজে, কম ক্ষতিকারক রাসায়নিক সংশ্লেষণের মতো "সবুজ" রসায়নের নীতিগুলি মেনে চলার জন্য একটি হ্রাসকারী এজেন্ট এবং স্টেবিলাইজার হিসাবে সোফোরা হলুদ পাতার নির্যাস ব্যবহার করে একটি সহজ এবং পরিবেশগতভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ পদ্ধতি ব্যবহার করে rGO/nZVI কম্পোজিটগুলি প্রথমবারের মতো সংশ্লেষিত হয়েছিল। SEM, EDX, XPS, XRD, FTIR, এবং zeta সম্ভাবনার মতো কম্পোজিটগুলির সফল সংশ্লেষণকে যাচাই করার জন্য বেশ কয়েকটি সরঞ্জাম ব্যবহার করা হয়েছে, যা সফল যৌগিক বানান নির্দেশ করে। অ্যান্টিবায়োটিক ডক্সিসাইক্লিনের বিভিন্ন প্রারম্ভিক ঘনত্বে নভেল কম্পোজিট এবং বিশুদ্ধ এনজেডভিআই অপসারণের ক্ষমতাকে আরজিও এবং এনজেডভিআই-এর মধ্যে সিনারজিস্টিক প্রভাব তদন্তের জন্য তুলনা করা হয়েছিল। 25mg L-1, 25°C এবং 0.05g অপসারণের শর্তে, বিশুদ্ধ nZVI-এর শোষণকারী অপসারণের হার ছিল 90%, যেখানে rGO/nZVI কম্পোজিট দ্বারা ডক্সিসাইক্লিনের শোষণকারী অপসারণের হার 94.6% এ পৌঁছেছে, যা নিশ্চিত করে যে nZVI এবং . শোষণ প্রক্রিয়াটি একটি ছদ্ম-সেকেন্ড অর্ডারের সাথে মিলে যায় এবং 25 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং pH 7-এ সর্বাধিক 31.61 মিলিগ্রাম জি-1 এর শোষণ ক্ষমতা সহ ফ্রুন্ডলিচ মডেলের সাথে ভাল চুক্তিতে রয়েছে। ডিসি অপসারণের জন্য একটি যুক্তিসঙ্গত প্রক্রিয়া প্রস্তাব করা হয়েছে। এছাড়াও, পরপর ছয়টি পুনর্জন্ম চক্রের পরে rGO/nZVI যৌগটির পুনঃব্যবহারযোগ্যতা ছিল 60%।
পানির ঘাটতি ও দূষণ এখন সব দেশের জন্যই মারাত্মক হুমকি। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, জল দূষণ, বিশেষ করে অ্যান্টিবায়োটিক দূষণ, COVID-19 মহামারী 1,2,3 এর সময় উত্পাদন এবং ব্যবহার বৃদ্ধির কারণে বেড়েছে। অতএব, বর্জ্য জলে অ্যান্টিবায়োটিক নির্মূল করার জন্য একটি কার্যকর প্রযুক্তির বিকাশ একটি জরুরি কাজ।
টেট্রাসাইক্লিন গ্রুপের একটি প্রতিরোধী আধা-সিন্থেটিক অ্যান্টিবায়োটিক হল ডক্সিসাইক্লিন (DC)4,5। এটি রিপোর্ট করা হয়েছে যে ভূগর্ভস্থ জল এবং ভূপৃষ্ঠের জলের ডিসি অবশিষ্টাংশগুলি বিপাক করা যায় না, শুধুমাত্র 20-50% বিপাক হয় এবং বাকিগুলি পরিবেশে ছেড়ে দেওয়া হয়, যা গুরুতর পরিবেশগত এবং স্বাস্থ্য সমস্যার সৃষ্টি করে।
নিম্ন স্তরে DC-এর এক্সপোজার জলজ সালোকসংশ্লেষী অণুজীবকে মেরে ফেলতে পারে, অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল ব্যাকটেরিয়া ছড়াতে পারে এবং অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়াতে পারে, তাই এই দূষককে অবশ্যই বর্জ্য জল থেকে অপসারণ করতে হবে। পানিতে ডিসির প্রাকৃতিক অবক্ষয় একটি খুব ধীর প্রক্রিয়া। ফটোলাইসিস, বায়োডিগ্রেডেশন এবং শোষণের মতো ভৌত-রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলি শুধুমাত্র কম ঘনত্বে এবং খুব কম হারে 7,8 হ্রাস করতে পারে। যাইহোক, সবচেয়ে লাভজনক, সহজ, পরিবেশ বান্ধব, পরিচালনা করা সহজ এবং দক্ষ পদ্ধতি হল শোষণ9,10।
ন্যানো জিরো ভ্যালেন্ট আয়রন (এনজেডভিআই) একটি অত্যন্ত শক্তিশালী উপাদান যা মেট্রোনিডাজল, ডায়াজেপাম, সিপ্রোফ্লক্সাসিন, ক্লোরামফেনিকল এবং টেট্রাসাইক্লিন সহ জল থেকে অনেক অ্যান্টিবায়োটিক অপসারণ করতে পারে। এই ক্ষমতাটি nZVI-এর আশ্চর্যজনক বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, যেমন উচ্চ প্রতিক্রিয়াশীলতা, বৃহৎ পৃষ্ঠ এলাকা এবং অসংখ্য বহিরাগত বাঁধাই সাইট11। যাইহোক, ভ্যান ডের ওয়েলস বাহিনী এবং উচ্চ চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যের কারণে nZVI জলীয় মিডিয়াতে একত্রিত হওয়ার প্রবণতা রয়েছে, যা nZVI10,12-এর প্রতিক্রিয়াশীলতাকে বাধা দেয় এমন অক্সাইড স্তরগুলির গঠনের কারণে দূষকগুলি অপসারণে এর কার্যকারিতা হ্রাস করে। এনজেডভিআই কণার সমষ্টি তাদের পৃষ্ঠতলগুলিকে সার্ফ্যাক্ট্যান্ট এবং পলিমারগুলির সাথে পরিবর্তন করে বা কম্পোজিট আকারে অন্যান্য ন্যানোম্যাটেরিয়ালের সাথে একত্রিত করে হ্রাস করা যেতে পারে, যা পরিবেশে তাদের স্থিতিশীলতা উন্নত করার জন্য একটি কার্যকর পদ্ধতি হিসাবে প্রমাণিত হয়েছে13,14৷
গ্রাফিন হল একটি দ্বি-মাত্রিক কার্বন ন্যানোমেটেরিয়াল যা একটি মধুচক্রের জালিতে সাজানো sp2-সংকর কার্বন পরমাণু নিয়ে গঠিত। এটির একটি বৃহৎ পৃষ্ঠ এলাকা, উল্লেখযোগ্য যান্ত্রিক শক্তি, চমৎকার ইলেক্ট্রোক্যাটালিটিক কার্যকলাপ, উচ্চ তাপ পরিবাহিতা, দ্রুত ইলেকট্রন গতিশীলতা এবং এটির পৃষ্ঠে অজৈব ন্যানো পার্টিকেলগুলিকে সমর্থন করার জন্য একটি উপযুক্ত বাহক উপাদান রয়েছে। ধাতব ন্যানো পার্টিকেল এবং গ্রাফিনের সংমিশ্রণ প্রতিটি উপাদানের স্বতন্ত্র সুবিধাগুলিকে ব্যাপকভাবে অতিক্রম করতে পারে এবং এর উচ্চতর শারীরিক এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, আরও দক্ষ জল চিকিত্সার জন্য ন্যানো পার্টিকেলগুলির একটি সর্বোত্তম বিতরণ প্রদান করে।
উদ্ভিদের নির্যাস ক্ষতিকারক রাসায়নিক হ্রাসকারী এজেন্টগুলির সর্বোত্তম বিকল্প যা সাধারণত হ্রাসকৃত গ্রাফিন অক্সাইড (আরজিও) এবং এনজেডভিআই সংশ্লেষণে ব্যবহৃত হয় কারণ এগুলি উপলব্ধ, সস্তা, এক-পদক্ষেপ, পরিবেশগতভাবে নিরাপদ এবং হ্রাসকারী এজেন্ট হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। যেমন ফ্ল্যাভোনয়েড এবং ফেনোলিক যৌগও স্টেবিলাইজার হিসেবে কাজ করে। অতএব, অ্যাট্রিপ্লেক্স হ্যালিমাস এল. পাতার নির্যাস এই গবেষণায় rGO/nZVI কম্পোজিটগুলির সংশ্লেষণের জন্য মেরামত এবং বন্ধকারী এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। Amaranthaceae পরিবারের অ্যাট্রিপ্লেক্স হ্যালিমাস হল একটি নাইট্রোজেন-প্রেমী বহুবর্ষজীবী গুল্ম, যার বিস্তৃত ভৌগলিক পরিসর ১৬।
উপলব্ধ সাহিত্য অনুসারে, অ্যাট্রিপ্লেক্স হ্যালিমাস (এ. হ্যালিমাস) প্রথমে একটি অর্থনৈতিক এবং পরিবেশগতভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ সংশ্লেষণ পদ্ধতি হিসাবে rGO/nZVI কম্পোজিট তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। এইভাবে, এই কাজের লক্ষ্য চারটি অংশ নিয়ে গঠিত: (1) rGO/nZVI এর ফাইটোসিন্থেসিস এবং A. হ্যালিমাস জলজ পাতার নির্যাস ব্যবহার করে প্যারেন্টাল nZVI কম্পোজিট, (2) তাদের সফল বানোয়াট নিশ্চিত করতে একাধিক পদ্ধতি ব্যবহার করে ফাইটোসিন্থেসাইজড কম্পোজিটগুলির চরিত্রায়ন, (3) ) বিভিন্ন প্রতিক্রিয়া পরামিতিগুলির অধীনে ডক্সিসাইক্লিন অ্যান্টিবায়োটিকের জৈব দূষক শোষণ এবং অপসারণের ক্ষেত্রে rGO এবং nZVI-এর সমন্বয়গত প্রভাব অধ্যয়ন করুন, শোষণ প্রক্রিয়ার শর্তগুলিকে অপ্টিমাইজ করুন, (3) প্রক্রিয়াকরণ চক্রের পরে বিভিন্ন অবিচ্ছিন্ন চিকিত্সার মধ্যে যৌগিক পদার্থের তদন্ত করুন।
ডক্সিসাইক্লিন হাইড্রোক্লোরাইড (DC, MM = 480.90, রাসায়নিক সূত্র C22H24N2O·HCl, 98%), আয়রন ক্লোরাইড হেক্সাহাইড্রেট (FeCl3.6H2O, 97%), সিগমা-অলড্রিচ, USA থেকে কেনা গ্রাফাইট পাউডার। সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড (NaOH, 97%), ইথানল (C2H5OH, 99.9%) এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড (HCl, 37%) Merck, USA থেকে কেনা হয়েছিল৷ NaCl, KCl, CaCl2, MnCl2 এবং MgCl2 তিয়ানজিন কমিও কেমিক্যাল রিএজেন্ট কোং লিমিটেড থেকে কেনা হয়েছে। সমস্ত বিকারক উচ্চ বিশ্লেষণাত্মক বিশুদ্ধতার। সমস্ত জলীয় দ্রবণ প্রস্তুত করতে ডাবল-পাসিত জল ব্যবহার করা হয়েছিল।
A. halimus-এর প্রতিনিধি নমুনাগুলি নীল নদের ব-দ্বীপে তাদের প্রাকৃতিক আবাসস্থল থেকে সংগ্রহ করা হয়েছে এবং মিশরের ভূমধ্যসাগরীয় উপকূল বরাবর ভূমি। উদ্ভিদ উপাদান প্রযোজ্য জাতীয় এবং আন্তর্জাতিক নির্দেশিকা অনুযায়ী সংগ্রহ করা হয়েছে17. Pro. Manal Fawzi Boulos18 অনুযায়ী উদ্ভিদের নমুনা চিহ্নিত করেছেন, এবং আলেকজান্দ্রিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের পরিবেশ বিজ্ঞান বিভাগ বৈজ্ঞানিক উদ্দেশ্যে অধ্যয়নকৃত উদ্ভিদ প্রজাতির সংগ্রহের অনুমোদন দেয়। নমুনা ভাউচার টানটা ইউনিভার্সিটি হার্বেরিয়াম (TANE) এ অনুষ্ঠিত হয়, ভাউচার নং। 14 122–14 127, একটি পাবলিক হার্বেরিয়াম যা জমা করা উপকরণগুলিতে অ্যাক্সেস প্রদান করে। এছাড়াও, ধুলো বা ময়লা অপসারণের জন্য, গাছের পাতাগুলিকে ছোট ছোট টুকরো করে কেটে নিন, কল এবং পাতিত জল দিয়ে 3 বার ধুয়ে ফেলুন এবং তারপর 50 ডিগ্রি সেলসিয়াসে শুকিয়ে নিন। গাছটি গুঁড়ো করা হয়েছিল, 5 গ্রাম সূক্ষ্ম পাউডার 100 মিলি পাতিত জলে ডুবিয়ে একটি নির্যাস পাওয়ার জন্য 20 মিনিটের জন্য 70 ডিগ্রি সেলসিয়াসে নাড়তে হয়েছিল। Bacillus nicotianae-এর প্রাপ্ত নির্যাস হোয়াটম্যান ফিল্টার পেপারের মাধ্যমে ফিল্টার করা হয়েছিল এবং আরও ব্যবহারের জন্য 4°C তাপমাত্রায় পরিষ্কার এবং জীবাণুমুক্ত টিউবে সংরক্ষণ করা হয়েছিল।
চিত্র 1 এ দেখানো হয়েছে, GO পরিবর্তিত হামারস পদ্ধতি দ্বারা গ্রাফাইট পাউডার থেকে তৈরি করা হয়েছিল। 10 মিলিগ্রাম GO পাউডার 50 মিলি ডিওনাইজড জলে সোনিকেশনের অধীনে 30 মিনিটের জন্য ছড়িয়ে দেওয়া হয়েছিল এবং তারপরে 0.9 গ্রাম FeCl3 এবং 2.9 গ্রাম NaAc 60 মিনিটের জন্য মিশ্রিত করা হয়েছিল। 20 মিলি অ্যাট্রিপ্লেক্স পাতার নির্যাস নাড়ার সাথে নাড়ার সাথে যোগ করা হয়েছিল এবং 80 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় 8 ঘন্টা রেখে দেওয়া হয়েছিল। ফলস্বরূপ কালো সাসপেনশন ফিল্টার করা হয়েছিল। প্রস্তুত ন্যানোকম্পোজিটগুলিকে ইথানল এবং বিডিস্টিল করা জল দিয়ে ধুয়ে তারপর 50 ডিগ্রি সেলসিয়াসে 12 ঘন্টার জন্য ভ্যাকুয়াম ওভেনে শুকানো হয়।
rGO/nZVI এবং nZVI কমপ্লেক্সের সবুজ সংশ্লেষণের পরিকল্পিত এবং ডিজিটাল ফটোগ্রাফ এবং অ্যাট্রিপ্লেক্স হ্যালিমাস নির্যাস ব্যবহার করে দূষিত জল থেকে ডিসি অ্যান্টিবায়োটিক অপসারণ।
সংক্ষেপে, চিত্র 1-এ দেখানো হিসাবে, 0.05 M Fe3+ আয়ন ধারণকারী একটি আয়রন ক্লোরাইড দ্রবণের 10 মিলি তিক্ত পাতার নির্যাস দ্রবণে 20 মিলি ড্রপওয়াইজে যোগ করা হয়েছিল 60 মিনিটের জন্য মাঝারি গরম এবং নাড়ার সাথে, এবং তারপরে দ্রবণটি সেন্ট্রিফিউজ করা হয়েছিল 14,000 rpm (Hermle , 15,000 rpm) কালো কণা দেওয়ার জন্য 15 মিনিটের জন্য, যেগুলি তারপরে ইথানল এবং পাতিত জল দিয়ে 3 বার ধুয়ে তারপর 60° C. তাপমাত্রায় ভ্যাকুয়াম ওভেনে রাতারাতি শুকানো হয়।
উদ্ভিদ-সংশ্লেষিত rGO/nZVI এবং nZVI সংমিশ্রণগুলি 200-800 nm স্ক্যানিং পরিসরে UV-দৃশ্যমান স্পেকট্রোস্কোপি (T70/T80 সিরিজ UV/Vis স্পেকট্রোফোটোমিটার, PG Instruments Ltd, UK) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছিল। rGO/nZVI এবং nZVI কম্পোজিটগুলির টপোগ্রাফি এবং আকার বন্টন বিশ্লেষণ করতে, TEM স্পেকট্রোস্কোপি (JOEL, JEM-2100F, জাপান, ত্বরান্বিত ভোল্টেজ 200 kV) ব্যবহার করা হয়েছিল। পুনরুদ্ধার এবং স্থিতিশীলকরণ প্রক্রিয়ার জন্য দায়ী উদ্ভিদের নির্যাসের সাথে জড়িত কার্যকরী গোষ্ঠীগুলির মূল্যায়ন করার জন্য, FT-IR স্পেকট্রোস্কোপি করা হয়েছিল (4000-600 cm-1 এর পরিসরে JASCO স্পেকট্রোমিটার)। উপরন্তু, একটি জেটা সম্ভাব্য বিশ্লেষক (Zetasizer Nano ZS Malvern) সংশ্লেষিত ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলির পৃষ্ঠের চার্জ অধ্যয়ন করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। গুঁড়ো ন্যানোম্যাটেরিয়ালের এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন পরিমাপের জন্য, একটি এক্স-রে ডিফ্র্যাক্টোমিটার (এক্স'পিআরটি প্রো, নেদারল্যান্ডস) ব্যবহার করা হয়েছিল, যা 20° থেকে 80 পর্যন্ত 2θ রেঞ্জে কারেন্ট (40 mA), ভোল্টেজ (45 kV) এ কাজ করে। ° এবং CuKa1 বিকিরণ (\(\lambda =\ ) 1.54056 Ao)। শক্তি বিচ্ছুরণকারী এক্স-রে স্পেকট্রোমিটার (EDX) (মডেল JEOL JSM-IT100) XPS-এ -10 থেকে 1350 eV পর্যন্ত আল কে-α একরঙা এক্স-রে সংগ্রহ করার সময় মৌলিক রচনা অধ্যয়নের জন্য দায়ী ছিল, স্পট আকার 400 μm কে-আলফা। (থার্মো ফিশার সায়েন্টিফিক, ইউএসএ) পূর্ণ বর্ণালীর ট্রান্সমিশন শক্তি হল 200 eV এবং সংকীর্ণ বর্ণালী হল 50 eV৷ পাউডার নমুনা একটি নমুনা ধারক সম্মুখের চাপা হয়, যা একটি ভ্যাকুয়াম চেম্বারে স্থাপন করা হয়। C 1 s স্পেকট্রাম 284.58 eV তে বাঁধাই শক্তি নির্ধারণের জন্য একটি রেফারেন্স হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল।
জলীয় দ্রবণ থেকে ডক্সিসাইক্লিন (ডিসি) অপসারণে সংশ্লেষিত rGO/nZVI ন্যানোকম্পোজিটগুলির কার্যকারিতা পরীক্ষা করার জন্য শোষণ পরীক্ষাগুলি করা হয়েছিল। শোষণ পরীক্ষাগুলি 25 মিলি এরলেনমেয়ার ফ্লাস্কে 298 কে-তে একটি অরবিটাল শেকার (স্টুয়ার্ট, অরবিটাল শেকার/এসএসএল1) 200 rpm-এর কম্পন গতিতে সঞ্চালিত হয়েছিল। ডিসি স্টক সলিউশন (1000 পিপিএম) বিডিস্টিল করা জলের সাথে পাতলা করে। শোষণ দক্ষতার উপর rGO/nSVI ডোজ এর প্রভাব মূল্যায়ন করতে, 20 মিলি ডিসি দ্রবণে বিভিন্ন ওজনের (0.01–0.07 গ্রাম) ন্যানোকম্পোজিট যোগ করা হয়েছিল। গতিবিদ্যা এবং শোষণ আইসোথার্মগুলি অধ্যয়ন করার জন্য, 0.05 গ্রাম শোষণকারীকে প্রাথমিক ঘনত্ব (25-100 mg L–1) সহ CD এর জলীয় দ্রবণে নিমজ্জিত করা হয়েছিল। ডিসি অপসারণের উপর pH এর প্রভাব pH (3-11) এবং 25°C এ 50 mg L-1 এর প্রাথমিক ঘনত্ব অধ্যয়ন করা হয়েছিল। অল্প পরিমাণে HCl বা NaOH দ্রবণ (ক্রিসন pH মিটার, pH মিটার, pH 25) যোগ করে সিস্টেমের pH সামঞ্জস্য করুন। উপরন্তু, 25-55 ডিগ্রি সেলসিয়াসের পরিসরে শোষণ পরীক্ষায় প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রার প্রভাব তদন্ত করা হয়েছিল। শোষণ প্রক্রিয়ায় আয়নিক শক্তির প্রভাব 50 মিলিগ্রাম এল-1, পিএইচ 3 এবং 7, 25 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং 0.05 গ্রাম একটি শোষণকারী ডোজ। 270 এবং 350 মিটার সর্বোচ্চ তরঙ্গদৈর্ঘ্য (λmax) এ 1.0 সেমি পথ দৈর্ঘ্য কোয়ার্টজ কিউভেট দিয়ে সজ্জিত একটি ডুয়াল বিম UV-Vis স্পেকট্রোফোটোমিটার (T70/T80 সিরিজ, PG Instruments Ltd, UK) ব্যবহার করে অ-শোষিত DC-এর শোষণ পরিমাপ করা হয়েছিল। DC অ্যান্টিবায়োটিক অপসারণের শতাংশ (R%; Eq. 1) এবং DC, qt, Eq-এর শোষণের পরিমাণ। 2 (mg/g) নিম্নলিখিত সমীকরণ ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়েছিল।
যেখানে %R হল DC অপসারণ ক্ষমতা (%), Co হল 0 সময়ে প্রাথমিক DC ঘনত্ব, এবং C হল যথাক্রমে t সময়ে DC ঘনত্ব (mg L-1)।
যেখানে qe হল শোষণকারী (mg g-1) এর একক ভরের প্রতি DC শোষণের পরিমাণ, Co এবং Ce হল শূন্য সময়ে এবং ভারসাম্যের ঘনত্ব, যথাক্রমে (mg l-1), V হল দ্রবণ আয়তন (l) , এবং m হল শোষণ ভর বিকারক (g)।
SEM ইমেজ (Figs. 2A–C) rGO/nZVI কম্পোজিটের ল্যামেলার রূপবিদ্যা দেখায় যার পৃষ্ঠে সমানভাবে ছড়িয়ে থাকা গোলাকার লোহা ন্যানো পার্টিকেলগুলি rGO পৃষ্ঠের সাথে nZVI NPs-এর সফল সংযুক্তি নির্দেশ করে। উপরন্তু, rGO পাতায় কিছু বলিরেখা রয়েছে, যা A. halimus GO পুনরুদ্ধারের সাথে একযোগে অক্সিজেন-ধারণকারী গ্রুপগুলি অপসারণের বিষয়টি নিশ্চিত করে। এই বৃহৎ বলিরেখাগুলি লোহা NPs সক্রিয় লোড করার জন্য সাইট হিসাবে কাজ করে। nZVI চিত্রগুলি (চিত্র 2D-F) দেখিয়েছে যে গোলাকার লোহার NPগুলি খুব বিক্ষিপ্ত ছিল এবং একত্রিত হয়নি, যা উদ্ভিদের নির্যাসের বোটানিকাল উপাদানগুলির আবরণ প্রকৃতির কারণে। কণার আকার 15-26 nm এর মধ্যে পরিবর্তিত হয়। যাইহোক, কিছু অঞ্চলে bulges এবং cavities এর গঠন সহ একটি mesoporous morphology আছে, যা nZVI এর উচ্চ কার্যকরী শোষণ ক্ষমতা প্রদান করতে পারে, কারণ তারা nZVI এর পৃষ্ঠে DC অণু আটকে যাওয়ার সম্ভাবনা বাড়িয়ে দিতে পারে। যখন রোজা দামেস্কের নির্যাসটি nZVI-এর সংশ্লেষণের জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল, তখন প্রাপ্ত NPগুলি অসঙ্গতিপূর্ণ ছিল, শূন্যতা এবং বিভিন্ন আকারের সাথে, যা Cr(VI) শোষণে তাদের দক্ষতা হ্রাস করে এবং প্রতিক্রিয়ার সময় 23 বাড়িয়ে দেয়। ফলাফলগুলি ওক এবং তুঁত পাতা থেকে সংশ্লেষিত এনজেডভিআই-এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যা মূলত সুস্পষ্ট সমষ্টি ছাড়াই বিভিন্ন ন্যানোমিটার আকারের গোলাকার ন্যানো পার্টিকেল।
rGO/nZVI (AC), nZVI (D, E) কম্পোজিট এবং nZVI/rGO (G) এবং nZVI (H) কম্পোজিটের EDX প্যাটার্নের SEM ছবি।
উদ্ভিদ-সংশ্লেষিত rGO/nZVI এবং nZVI কম্পোজিটগুলির মৌলিক রচনা EDX (চিত্র 2G, H) ব্যবহার করে অধ্যয়ন করা হয়েছিল। অধ্যয়নগুলি দেখায় যে nZVI কার্বন (ভর দ্বারা 38.29%), অক্সিজেন (ভর দ্বারা 47.41%) এবং লোহা (ভর দ্বারা 11.84%) দ্বারা গঠিত, তবে ফসফরাস24 এর মতো অন্যান্য উপাদানও উপস্থিত রয়েছে, যা উদ্ভিদের নির্যাস থেকে পাওয়া যেতে পারে। উপরন্তু, কার্বন এবং অক্সিজেনের উচ্চ শতাংশের কারণ এনজেডভিআই নমুনাগুলিতে উদ্ভিদের নির্যাস থেকে ফাইটোকেমিক্যালের উপস্থিতি। এই উপাদানগুলি rGO-তে সমানভাবে বিতরণ করা হয় কিন্তু বিভিন্ন অনুপাতে: C (39.16 wt %), O (46.98 wt %) এবং Fe (10.99 wt %), EDX rGO/nZVI এছাড়াও অন্যান্য উপাদানের উপস্থিতি দেখায় যেমন S, যা উদ্ভিদ নির্যাস সঙ্গে যুক্ত করা যেতে পারে, ব্যবহার করা হয়. A. হ্যালিমাস ব্যবহার করে rGO/nZVI সংমিশ্রণে বর্তমান C:O অনুপাত এবং আয়রন সামগ্রী ইউক্যালিপটাস পাতার নির্যাস ব্যবহার করার চেয়ে অনেক ভালো, কারণ এটি C (23.44 wt.%), O (68.29 wt.%) এর গঠনকে চিহ্নিত করে। এবং Fe (8.27 wt.%)। wt %) 25. Natasha et al., 2022 ওক এবং তুঁত পাতা থেকে সংশ্লেষিত nZVI-এর অনুরূপ মৌলিক রচনা রিপোর্ট করেছে এবং নিশ্চিত করেছে যে পলিফেনল গ্রুপ এবং পাতার নির্যাসের মধ্যে থাকা অন্যান্য অণুগুলি হ্রাস প্রক্রিয়ার জন্য দায়ী।
উদ্ভিদে সংশ্লেষিত nZVI-এর রূপবিদ্যা (চিত্র S2A,B) ছিল গোলাকার এবং আংশিকভাবে অনিয়মিত, গড় কণার আকার 23.09 ± 3.54 nm, তবে ভ্যান ডার ওয়ালস বাহিনী এবং ফেরোম্যাগনেটিজমের কারণে চেইন সমষ্টি পরিলক্ষিত হয়েছিল। এই প্রধানত দানাদার এবং গোলাকার কণা আকৃতি SEM ফলাফলের সাথে ভাল চুক্তিতে রয়েছে। একই ধরনের পর্যবেক্ষণ আবদেলফাতাহ এট আল দ্বারা পাওয়া গেছে। 2021 সালে যখন ক্যাস্টর বিন পাতার নির্যাস nZVI11 এর সংশ্লেষণে ব্যবহার করা হয়েছিল। Ruelas tuberosa পাতার নির্যাস NPs nZVI-এ একটি হ্রাসকারী এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়, এছাড়াও 20 থেকে 40 nm26 ব্যাস সহ একটি গোলাকার আকৃতি রয়েছে।
হাইব্রিড rGO/nZVI যৌগিক TEM চিত্রগুলি (চিত্র S2C-D) দেখিয়েছে যে rGO হল প্রান্তিক ভাঁজ এবং বলিরেখা সহ একটি বেসাল সমতল যা nZVI NPs-এর জন্য একাধিক লোডিং সাইট প্রদান করে; এই ল্যামেলার রূপবিদ্যাও rGO-এর সফল বানোয়াট নিশ্চিত করে। উপরন্তু, nZVI NPs 5.32 থেকে 27 nm পর্যন্ত কণার আকার সহ একটি গোলাকার আকৃতি ধারণ করে এবং প্রায় অভিন্ন বিচ্ছুরণ সহ rGO স্তরে এম্বেড করা হয়। ইউক্যালিপটাস পাতার নির্যাস Fe NPs/rGO সংশ্লেষিত করতে ব্যবহৃত হয়েছিল; TEM ফলাফলগুলিও নিশ্চিত করেছে যে rGO স্তরের বলিরেখাগুলি বিশুদ্ধ Fe NP-এর চেয়ে Fe NPs-এর বিচ্ছুরণকে উন্নত করেছে এবং কম্পোজিটগুলির প্রতিক্রিয়াশীলতা বাড়িয়েছে। বাঘেরি এট আল দ্বারা অনুরূপ ফলাফল প্রাপ্ত হয়েছিল। 28 যখন প্রায় 17.70 এনএম গড় আয়রন ন্যানো পার্টিকেল আকারের সাথে অতিস্বনক কৌশল ব্যবহার করে যৌগটি তৈরি করা হয়েছিল।
A. halimus, nZVI, GO, rGO, এবং rGO/nZVI কম্পোজিটের FTIR বর্ণালী ডুমুরে দেখানো হয়েছে। 3A. A. হ্যালিমাসের পাতায় পৃষ্ঠের কার্যকরী গোষ্ঠীর উপস্থিতি দেখা যায় 3336 সেমি-1, যা পলিফেনলের সাথে মিলে যায় এবং 1244 সেমি-1, যা প্রোটিন দ্বারা উত্পাদিত কার্বনিল গ্রুপের সাথে মিলে যায়। অন্যান্য গোষ্ঠী যেমন 2918 cm-1-এ অ্যালকেন, 1647 cm-1-এ অ্যালকেনস এবং 1030 cm-1-এ CO-O-CO এক্সটেনশনগুলিও পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে, যা উদ্ভিদের উপাদানগুলির উপস্থিতি নির্দেশ করে যা সিলিং এজেন্ট হিসাবে কাজ করে এবং পুনরুদ্ধারের জন্য দায়ী। Fe2+ ​​থেকে Fe0 এবং GO-তে rGO29। সাধারণভাবে, এনজেডভিআই স্পেকট্রা তিক্ত শর্করার মতো একই শোষণের শিখর দেখায়, তবে কিছুটা স্থানান্তরিত অবস্থানের সাথে। OH স্ট্রেচিং কম্পন (ফেনলস) এর সাথে যুক্ত 3244 cm-1-এ একটি তীব্র ব্যান্ড দেখা যায়, 1615-এ একটি পিক C=C-এর সাথে মিলে যায়, এবং 1546 এবং 1011 cm-1-এ ব্যান্ডগুলি C=O (পলিফেনল এবং ফ্ল্যাভোনয়েড) প্রসারিত হওয়ার কারণে দেখা দেয়। , CN -সুগন্ধযুক্ত অ্যামাইনস এবং অ্যালিফ্যাটিক অ্যামাইনগুলির গ্রুপগুলিও যথাক্রমে 1310 সেমি-1 এবং 1190 সেমি-1 এ পরিলক্ষিত হয়েছে। GO-এর FTIR স্পেকট্রাম 1041 cm-1-এ অ্যালকক্সি (CO) স্ট্রেচিং ব্যান্ড, 1291 cm-1-এ epoxy (CO) স্ট্রেচিং ব্যান্ড, C=O স্ট্রেচ সহ অনেকগুলি উচ্চ-তীব্রতার অক্সিজেন-ধারণকারী গোষ্ঠীর উপস্থিতি দেখায়। 1619 cm-1 এ C=C স্ট্রেচিং কম্পনের একটি ব্যান্ড, 1708 cm-1 এ একটি ব্যান্ড এবং 3384 cm-1 এ OH গ্রুপ স্ট্রেচিং কম্পনের একটি বিস্তৃত ব্যান্ড উপস্থিত হয়েছে, যা উন্নত হামারস পদ্ধতি দ্বারা নিশ্চিত করা হয়েছে, যা সফলভাবে অক্সিডাইজ করে গ্রাফাইট প্রক্রিয়া। GO স্পেকট্রার সাথে rGO এবং rGO/nZVI কম্পোজিটের তুলনা করার সময়, 3270 cm-1-এ OH-এর মতো কিছু অক্সিজেন-ধারণকারী গোষ্ঠীর তীব্রতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়, অন্যগুলি, যেমন C=O 1729 cm-1, সম্পূর্ণরূপে হ্রাস পায় হ্রাস অদৃশ্য হয়ে গেছে, যা A. হ্যালিমাস নির্যাস দ্বারা GO-তে অক্সিজেন-ধারণকারী কার্যকরী গ্রুপের সফল অপসারণের ইঙ্গিত দেয়। C=C টেনশনে rGO-এর নতুন তীক্ষ্ণ বৈশিষ্ট্যযুক্ত শিখরগুলি 1560 এবং 1405 cm-1 এর কাছাকাছি পরিলক্ষিত হয়, যা GO থেকে rGO-তে হ্রাস নিশ্চিত করে। 1043 থেকে 1015 cm-1 এবং 982 থেকে 918 cm-1 পর্যন্ত বৈচিত্র লক্ষ্য করা গেছে, সম্ভবত উদ্ভিদ উপাদান 31,32 এর অন্তর্ভুক্তির কারণে। ওয়েং এট আল।, 2018 এছাড়াও GO-তে অক্সিজেনযুক্ত কার্যকরী গোষ্ঠীগুলির একটি উল্লেখযোগ্য ক্ষয় পর্যবেক্ষণ করেছে, যা বায়োরিডাকশনের মাধ্যমে rGO-এর সফল গঠন নিশ্চিত করেছে, যেহেতু ইউক্যালিপটাস পাতার নির্যাস, যা হ্রাসকৃত আয়রন গ্রাফিন অক্সাইড কম্পোজিট সংশ্লেষিত করতে ব্যবহৃত হয়েছিল, উদ্ভিদের এফটিআইআর স্পেকট্রার কাছাকাছি দেখায়। কার্যকরী গ্রুপ। 33।
A. গ্যালিয়ামের FTIR বর্ণালী, nZVI, rGO, GO, কম্পোজিট rGO/nZVI (A)। Roentgenogrammy কম্পোজিট rGO, GO, nZVI এবং rGO/nZVI (B)।
rGO/nZVI এবং nZVI কম্পোজিটগুলির গঠন মূলত এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন প্যাটার্ন (চিত্র 3B) দ্বারা নিশ্চিত করা হয়েছিল। সূচক (110) (JCPDS নং. 06–0696)11-এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ 2Ɵ 44.5° এ একটি উচ্চ-তীব্রতা Fe0 শিখর পরিলক্ষিত হয়েছে। (311) সমতলের 35.1°-এ আরেকটি শিখর ম্যাগনেটাইট Fe3O4 কে দায়ী করা হয়, ϒ-FeOOH (JCPDS নং. 17-0536)34 এর উপস্থিতির কারণে (440) সমতলের মিলার সূচকের সাথে 63.2° যুক্ত হতে পারে। GO-এর এক্স-রে প্যাটার্নটি 2Ɵ 10.3°-এ একটি তীক্ষ্ণ শিখর এবং 21.1°-এ আরেকটি শিখর দেখায়, যা গ্রাফাইটের সম্পূর্ণ এক্সফোলিয়েশন নির্দেশ করে এবং GO35-এর পৃষ্ঠে অক্সিজেন-ধারণকারী গ্রুপের উপস্থিতি হাইলাইট করে। rGO এবং rGO/nZVI-এর যৌগিক নিদর্শনগুলি যথাক্রমে rGO এবং rGO/nZVI কম্পোজিটগুলির জন্য বৈশিষ্ট্যযুক্ত GO শিখরগুলির অদৃশ্য হওয়া এবং বিস্তৃত rGO শিখরগুলির গঠনকে 2Ɵ 22.17 এবং 24.7° রেকর্ড করেছে, যা উদ্ভিদ দ্বারা GO-এর সফল পুনরুদ্ধার নিশ্চিত করেছে৷ যাইহোক, যৌগিক rGO/nZVI প্যাটার্নে, Fe0 (110) এবং bcc Fe0 (200) এর ল্যাটিস প্লেনের সাথে যুক্ত অতিরিক্ত শিখরগুলি যথাক্রমে 44.9\(^\circ\) এবং 65.22\(^\circ\) এ পরিলক্ষিত হয়েছে। .
জিটা পটেনশিয়াল হল একটি কণার পৃষ্ঠের সাথে সংযুক্ত একটি আয়নিক স্তর এবং একটি জলীয় দ্রবণের মধ্যে সম্ভাব্যতা যা একটি উপাদানের ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে এবং এর স্থায়িত্ব পরিমাপ করে37। উদ্ভিদ-সংশ্লেষিত nZVI, GO, এবং rGO/nZVI কম্পোজিটগুলির জেটা সম্ভাব্য বিশ্লেষণ তাদের পৃষ্ঠে যথাক্রমে -20.8, -22, এবং -27.4 mV নেতিবাচক চার্জের উপস্থিতির কারণে তাদের স্থিতিশীলতা দেখিয়েছে, যেমন চিত্র S1A-তে দেখানো হয়েছে। গ. . এই জাতীয় ফলাফলগুলি বেশ কয়েকটি প্রতিবেদনের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ যা উল্লেখ করে যে -25 mV-এর কম জিটা সম্ভাব্য মান সহ কণা ধারণকারী সমাধানগুলি সাধারণত এই কণাগুলির মধ্যে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বিকর্ষণের কারণে উচ্চ মাত্রার স্থিতিশীলতা দেখায়। rGO এবং nZVI-এর সংমিশ্রণ কম্পোজিটকে আরও নেতিবাচক চার্জ অর্জন করতে দেয় এবং এইভাবে একা GO বা nZVI-এর চেয়ে উচ্চতর স্থিতিশীলতা রয়েছে। অতএব, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বিকর্ষণের ঘটনাটি স্থিতিশীল rGO/nZVI39 কম্পোজিট গঠনের দিকে পরিচালিত করবে। GO-এর নেতিবাচক পৃষ্ঠ এটিকে সমষ্টি ছাড়াই জলীয় মাধ্যমে সমানভাবে বিচ্ছুরিত হতে দেয়, যা nZVI-এর সাথে মিথস্ক্রিয়া করার জন্য অনুকূল পরিস্থিতি তৈরি করে। তিক্ত তরমুজের নির্যাসটিতে বিভিন্ন কার্যকরী গোষ্ঠীর উপস্থিতির সাথে নেতিবাচক চার্জ যুক্ত হতে পারে, যা GO এবং আয়রন পূর্বসূর এবং উদ্ভিদের নির্যাস যথাক্রমে rGO এবং nZVI এবং rGO/nZVI কমপ্লেক্স গঠনের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া নিশ্চিত করে। এই উদ্ভিদ যৌগগুলি ক্যাপিং এজেন্ট হিসাবেও কাজ করতে পারে, কারণ তারা ফলস্বরূপ ন্যানো পার্টিকেলগুলির একত্রীকরণ রোধ করে এবং এইভাবে তাদের স্থায়িত্ব বাড়ায়40।
nZVI এবং rGO/nZVI কম্পোজিটগুলির মৌলিক রচনা এবং ভ্যালেন্স অবস্থাগুলি XPS দ্বারা নির্ধারিত হয়েছিল (চিত্র 4)৷ সামগ্রিক XPS গবেষণায় দেখা গেছে যে rGO/nZVI যৌগ প্রধানত C, O, এবং Fe উপাদানগুলির সমন্বয়ে গঠিত, যা EDS ম্যাপিং (চিত্র 4F–H) এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। C1s বর্ণালীতে 284.59 eV, 286.21 eV এবং 288.21 eV যথাক্রমে CC, CO এবং C=O প্রতিনিধিত্বকারী তিনটি শিখর রয়েছে। O1s বর্ণালীকে তিনটি শিখরে বিভক্ত করা হয়েছিল, যার মধ্যে রয়েছে 531.17 eV, 532.97 eV, এবং 535.45 eV, যা যথাক্রমে O=CO, CO, এবং NO গ্রুপের জন্য নির্ধারিত ছিল। যাইহোক, 710.43, 714.57 এবং 724.79 eV-এর শিখরগুলি যথাক্রমে Fe 2p3/2, Fe+3 এবং Fe p1/2 নির্দেশ করে। nZVI (চিত্র 4C-E) এর XPS স্পেকট্রা C, O, এবং Fe উপাদানগুলির জন্য শিখর দেখায়। 284.77, 286.25, এবং 287.62 eV-এ পিকগুলি লোহা-কার্বন সংকর ধাতুগুলির উপস্থিতি নিশ্চিত করে, কারণ তারা যথাক্রমে CC, C-OH এবং CO উল্লেখ করে। O1s বর্ণালী তিনটি শিখর C–O/আয়রন কার্বনেট (531.19 eV), হাইড্রক্সিল র‌্যাডিক্যাল (532.4 eV) এবং O–C=O (533.47 eV) এর সাথে মিলে যায়। 719.6-এর শিখরটি Fe0-এর জন্য দায়ী, যখন FeOOH 717.3 এবং 723.7 eV-তে শিখর দেখায়, উপরন্তু, 725.8 eV-এর শিখর Fe2O342.43-এর উপস্থিতি নির্দেশ করে।
যথাক্রমে nZVI এবং rGO/nZVI কম্পোজিটগুলির XPS অধ্যয়ন (A, B)। nZVI C1s (C), Fe2p (D), এবং O1s (E) এবং rGO/nZVI C1s (F), Fe2p (G), O1s (H) কম্পোজিটের সম্পূর্ণ স্পেকট্রা।
N2 শোষণ/ডিসোর্পশন আইসোথার্ম (চিত্র 5A, B) দেখায় যে nZVI এবং rGO/nZVI কম্পোজিট টাইপ II এর অন্তর্গত। উপরন্তু, nZVI-এর নির্দিষ্ট সারফেস এরিয়া (SBET) 47.4549 থেকে বেড়ে 152.52 m2/g হয়েছে rGO দিয়ে অন্ধ করার পর। এই ফলাফলটি rGO ব্লাইন্ডিংয়ের পরে nZVI-এর চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্য হ্রাস দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে, যার ফলে কণা একত্রিতকরণ হ্রাস পায় এবং কম্পোজিটগুলির পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি পায়। উপরন্তু, চিত্র 5C-তে দেখানো হয়েছে, rGO/nZVI কম্পোজিটের ছিদ্রের পরিমাণ (8.94 nm) মূল nZVI (2.873 nm) এর চেয়ে বেশি। এই ফলাফল El-Monaem et al এর সাথে একমত। 45।
প্রাথমিক ঘনত্বের বৃদ্ধির উপর নির্ভর করে rGO/nZVI কম্পোজিট এবং আসল nZVI-এর মধ্যে ডিসি অপসারণের জন্য শোষণ ক্ষমতা মূল্যায়ন করার জন্য, বিভিন্ন প্রাথমিক ঘনত্বে DC-তে প্রতিটি শোষণকারী (0.05 গ্রাম) এর একটি ধ্রুবক ডোজ যোগ করে একটি তুলনা করা হয়েছিল। তদন্ত সমাধান [25]. -100 মিলিগ্রাম l–1] 25 ডিগ্রি সেলসিয়াসে। ফলাফলগুলি দেখায় যে rGO/nZVI কম্পোজিটের অপসারণের দক্ষতা (94.6%) কম ঘনত্বে (25 mg L-1) মূল nZVI (90%) এর চেয়ে বেশি। যাইহোক, যখন প্রারম্ভিক ঘনত্ব 100 মিলিগ্রাম L-1-এ বাড়ানো হয়, তখন rGO/nZVI এবং পিতামাতার nZVI-এর অপসারণের দক্ষতা যথাক্রমে 70% এবং 65%-এ নেমে আসে (চিত্র 6A), যা কম সক্রিয় সাইট এবং এর অবনতির কারণে হতে পারে। nZVI কণা। বিপরীতে, rGO/nZVI ডিসি অপসারণের একটি উচ্চতর দক্ষতা দেখিয়েছে, যা rGO এবং nZVI-এর মধ্যে একটি সমন্বয়গত প্রভাবের কারণে হতে পারে, যেখানে শোষণের জন্য উপলব্ধ স্থিতিশীল সক্রিয় সাইটগুলি অনেক বেশি এবং rGO/nZVI-এর ক্ষেত্রে, আরও বেশি। ডিসি অক্ষত nZVI এর চেয়ে শোষিত হতে পারে। উপরন্তু, ডুমুর মধ্যে. 6B দেখায় যে rGO/nZVI এবং nZVI কম্পোজিটগুলির শোষণ ক্ষমতা 9.4 mg/g থেকে বেড়ে 30 mg/g এবং 9 mg/g হয়েছে, প্রাথমিক ঘনত্ব 25-100 mg/L থেকে বেড়েছে। -1.1 থেকে 28.73 মিলিগ্রাম জি-1। অতএব, ডিসি অপসারণের হারটি প্রাথমিক ডিসি ঘনত্বের সাথে নেতিবাচকভাবে সম্পর্কিত ছিল, যা দ্রবণে ডিসিকে শোষণ এবং অপসারণের জন্য প্রতিটি শোষণকারী দ্বারা সমর্থিত সীমিত সংখ্যক প্রতিক্রিয়া কেন্দ্রের কারণে হয়েছিল। সুতরাং, এই ফলাফলগুলি থেকে এই সিদ্ধান্তে আসা যেতে পারে যে rGO/nZVI কম্পোজিটগুলির শোষণ এবং হ্রাসের উচ্চতর দক্ষতা রয়েছে এবং rGO/nZVI-এর সংমিশ্রণে rGO একটি শোষণকারী এবং একটি ক্যারিয়ার উপাদান হিসাবে উভয়ই ব্যবহার করা যেতে পারে।
rGO/nZVI এবং nZVI কম্পোজিটের অপসারণের দক্ষতা এবং DC শোষণ ক্ষমতা ছিল (A, B) [Co = 25 mg l-1–100 mg l-1, T = 25 °C, ডোজ = 0.05 g], pH। শোষণ ক্ষমতা এবং rGO/nZVI কম্পোজিটগুলিতে DC অপসারণ দক্ষতার উপর (C) [Co = 50 mg L–1, pH = 3–11, T = 25°C, ডোজ = 0.05 g]।
সমাধান pH হল শোষণ প্রক্রিয়ার অধ্যয়নের একটি গুরুত্বপূর্ণ ফ্যাক্টর, যেহেতু এটি শোষণকারীর আয়নকরণ, প্রজাতি এবং আয়নকরণের মাত্রাকে প্রভাবিত করে। পরীক্ষাটি 25°C এ একটি ধ্রুবক শোষণকারী ডোজ (0.05 গ্রাম) এবং pH পরিসরে (3-11) 50 মিলিগ্রাম এল-1 এর প্রাথমিক ঘনত্ব সহ করা হয়েছিল। একটি সাহিত্য পর্যালোচনা 46 অনুসারে, ডিসি হল একটি অ্যামফিফিলিক অণু যার বিভিন্ন পিএইচ স্তরে বেশ কয়েকটি আয়নিজেবল কার্যকরী গ্রুপ (ফেনল, অ্যামিনো গ্রুপ, অ্যালকোহল) রয়েছে। ফলস্বরূপ, DC-এর বিভিন্ন ফাংশন এবং rGO/nZVI কম্পোজিটের পৃষ্ঠে সম্পর্কিত কাঠামোগুলি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিকভাবে মিথস্ক্রিয়া করতে পারে এবং cations, zwitterions এবং anions হিসাবে বিদ্যমান থাকতে পারে, DC অণু pH <3.3-তে cationic (DCH3+) হিসাবে বিদ্যমান। zwitterionic (DCH20) 3.3 < pH < 7.7 এবং anionic (DCH− বা DC2−) PH 7.7 এ। ফলস্বরূপ, DC-এর বিভিন্ন ফাংশন এবং rGO/nZVI কম্পোজিটের পৃষ্ঠে সম্পর্কিত কাঠামোগুলি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিকভাবে মিথস্ক্রিয়া করতে পারে এবং cations, zwitterions এবং anions হিসাবে বিদ্যমান থাকতে পারে, DC অণু pH <3.3-তে cationic (DCH3+) হিসাবে বিদ্যমান। zwitterionic (DCH20) 3.3 < pH < 7.7 এবং anionic (DCH- বা DC2-) PH 7.7 এ। В результате различные функции ДК и связанных с ними структур на поверхности композита rGO/nZVI могут взаивчатимость взаимость ут существовать виде катионов, цвиттер-ионов и анионов, молекула ДК существует виде катиона (DCH3+) при, <3 ионный (DCH20) 3,3 < pH < 7,7 и анионный (DCH- বা DC2-) পিএইচ 7,7। ফলস্বরূপ, rGO/nZVI কম্পোজিটের পৃষ্ঠে DC এবং সম্পর্কিত কাঠামোর বিভিন্ন ফাংশন ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিকভাবে যোগাযোগ করতে পারে এবং ক্যাটেশন, zwitterions এবং anions আকারে বিদ্যমান থাকতে পারে; DC অণু pH < 3.3 এ ক্যাটেশন (DCH3+) হিসাবে বিদ্যমান; আয়নিক (DCH20) 3.3 < pH < 7.7 এবং anionic (DCH- বা DC2-) pH 7.7 এ।因此, DC 的各种功能和rGO/nZVI 、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-) PH 7.7।因此 ， ডিসি 的 种 功能 和 和 和 和 和 复合 材料 表面 表面 的 相关 结构 可能 会 发生 静电 相互 ， 并 可能 以 阳离子 两 性 和 阴 离子 形式 ， ， 形式 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子 阳离子存在，两性离子(DCH20) 3.3 < pH < 7.7 和阴离子(DCH- 或DC2-) PH 7.7। Следовательно, различные функции ДК и родственных им структур на поверхности композита rGO/nZVI могут вступатевстевистевистевитель я и существовать в виде катионов, цвиттер-ионов и анионов, а молекулы ДК являются катионными (ДЦГ3+) при ,3р. অতএব, rGO/nZVI কম্পোজিটের পৃষ্ঠে DC এবং সম্পর্কিত কাঠামোর বিভিন্ন ফাংশন ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক মিথস্ক্রিয়ায় প্রবেশ করতে পারে এবং ক্যাটেশন, zwitterions এবং anions আকারে বিদ্যমান থাকে, যখন DC অণুগুলি pH <3.3-তে cationic (DCH3+) হয়। Он существует виде цвиттер-iona (DCH20) থেকে 3,3 < pH < 7,7 এবং অ্যানিওনা (DCH- বা DC2-) পিএইচ 7,7। এটি 3.3 < pH < 7.7 এ একটি zwitterion (DCH20) এবং pH 7.7 এ একটি anion (DCH- বা DC2-) হিসাবে বিদ্যমান।3 থেকে 7 পর্যন্ত pH বৃদ্ধির সাথে, শোষণ ক্ষমতা এবং ডিসি অপসারণের কার্যকারিতা 11.2 মিলিগ্রাম/জি (56%) থেকে 17 মিলিগ্রাম/জি (85%) (চিত্র 6C) হয়েছে। যাইহোক, পিএইচ 9 এবং 11-এ বৃদ্ধি পাওয়ায়, শোষণ ক্ষমতা এবং অপসারণের দক্ষতা কিছুটা হ্রাস পেয়েছে, যথাক্রমে 10.6 মিলিগ্রাম/জি (53%) থেকে 6 মিগ্রা/জি (30%)। 3 থেকে 7 পর্যন্ত pH বৃদ্ধির সাথে, DCs প্রধানত zwitterions আকারে বিদ্যমান ছিল, যা তাদের প্রায় ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিকভাবে আকৃষ্ট বা rGO/nZVI কম্পোজিট দ্বারা বিতাড়িত করে তোলে, প্রধানত ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক মিথস্ক্রিয়া দ্বারা। pH 8.2 এর উপরে বেড়ে যাওয়ায়, শোষণকারীর পৃষ্ঠটি নেতিবাচকভাবে চার্জ করা হয়েছিল, এইভাবে নেতিবাচক চার্জযুক্ত ডক্সিসাইক্লিন এবং শোষণকারী পৃষ্ঠের মধ্যে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বিকর্ষণের কারণে শোষণ ক্ষমতা হ্রাস পায় এবং হ্রাস পায়। এই প্রবণতাটি পরামর্শ দেয় যে rGO/nZVI কম্পোজিটগুলিতে DC শোষণ অত্যন্ত pH-নির্ভর, এবং ফলাফলগুলিও নির্দেশ করে যে rGO/nZVI কম্পোজিটগুলি অ্যাসিডিক এবং নিরপেক্ষ অবস্থার অধীনে শোষণকারী হিসাবে উপযুক্ত।
DC এর জলীয় দ্রবণ শোষণের উপর তাপমাত্রার প্রভাব (25-55°C) এ পরিচালিত হয়েছিল। চিত্র 7A rGO/nZVI-এ DC অ্যান্টিবায়োটিকের অপসারণের দক্ষতার উপর তাপমাত্রা বৃদ্ধির প্রভাব দেখায়, এটা স্পষ্ট যে অপসারণ ক্ষমতা এবং শোষণ ক্ষমতা 83.44% এবং 13.9 mg/g থেকে বেড়ে 47% এবং 7.83 mg/g হয়েছে। , যথাক্রমে। এই উল্লেখযোগ্য হ্রাস ডিসি আয়নগুলির তাপ শক্তি বৃদ্ধির কারণে হতে পারে, যা ডিসোর্পশন47 এর দিকে পরিচালিত করে।
rGO/nZVI কম্পোজিট (A) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, ডোজ = 0.05 g], CD Effect-এর অপসারণের দক্ষতা এবং অপসারণের দক্ষতার উপর শোষণ ক্ষমতার উপর তাপমাত্রার প্রভাব rGO/nSVI কম্পোজিট (B) [Co = 50 mg L–1, pH = 7, T = 25°C] (C, D) [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, মাত্রা = 0.05 গ্রাম]।
অপসারণের দক্ষতা এবং শোষণ ক্ষমতার উপর যৌগিক শোষণকারী rGO/nZVI-এর ডোজ 0.01 গ্রাম থেকে 0.07 গ্রাম পর্যন্ত বাড়ানোর প্রভাব চিত্রে দেখানো হয়েছে। 7B. শোষণকারীর ডোজ বৃদ্ধির ফলে শোষণ ক্ষমতা 33.43 mg/g থেকে 6.74 mg/g-এ হ্রাস পেয়েছে। যাইহোক, শোষণকারী ডোজ 0.01 গ্রাম থেকে 0.07 গ্রাম বৃদ্ধির সাথে, অপসারণের কার্যকারিতা 66.8% থেকে 96% পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, যা সেই অনুযায়ী, ন্যানোকম্পোজিট পৃষ্ঠের সক্রিয় কেন্দ্রগুলির সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে যুক্ত হতে পারে।
শোষণ ক্ষমতা এবং অপসারণ দক্ষতার উপর প্রাথমিক ঘনত্বের প্রভাব [25-100 mg L-1, 25°C, pH 7, ডোজ 0.05 g] অধ্যয়ন করা হয়েছিল। যখন প্রাথমিক ঘনত্ব 25 mg L-1 থেকে 100 mg L-1-এ বৃদ্ধি করা হয়, তখন rGO/nZVI কম্পোজিট অপসারণের শতাংশ 94.6% থেকে কমে 65% (চিত্র 7C), সম্ভবত কাঙ্ক্ষিত সক্রিয়ের অনুপস্থিতির কারণে সাইট . DC49 এর বড় ঘনত্ব শোষণ করে। অন্যদিকে, প্রাথমিক ঘনত্ব বাড়ার সাথে সাথে শোষণ ক্ষমতাও 9.4 মিলিগ্রাম/জি থেকে 30 মিলিগ্রাম/জি পর্যন্ত ভারসাম্য না পৌঁছানো পর্যন্ত বৃদ্ধি পেয়েছে (চিত্র 7ডি)। এই অনিবার্য প্রতিক্রিয়াটি rGO/nZVI কম্পোজিটের পৃষ্ঠ 50-এ পৌঁছানোর জন্য DC আয়ন ভর স্থানান্তর প্রতিরোধের চেয়ে বেশি প্রাথমিক DC ঘনত্ব সহ চালিকা শক্তি বৃদ্ধির কারণে।
যোগাযোগের সময় এবং গতিবিদ্যা অধ্যয়নের লক্ষ্য হল শোষণের ভারসাম্যের সময় বোঝা। প্রথমত, যোগাযোগের সময়ের প্রথম 40 মিনিটের মধ্যে ডিসি শোষণের পরিমাণ পুরো সময় (100 মিনিট) জুড়ে শোষণ করা মোট পরিমাণের প্রায় অর্ধেক ছিল। দ্রবণে থাকা DC অণুগুলি সংঘর্ষের ফলে rGO/nZVI কম্পোজিটের পৃষ্ঠে দ্রুত স্থানান্তরিত হয় যার ফলে উল্লেখযোগ্য শোষণ হয়। 40 মিনিটের পরে, ডিসি শোষণ ধীরে ধীরে এবং ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায় যতক্ষণ না 60 মিনিটের পরে ভারসাম্য পৌঁছায় (চিত্র 7D)। যেহেতু একটি যুক্তিসঙ্গত পরিমাণ প্রথম 40 মিনিটের মধ্যে শোষণ করা হয়, তাই ডিসি অণুর সাথে কম সংঘর্ষ হবে এবং অ-শোষিত অণুর জন্য কম সক্রিয় সাইট পাওয়া যাবে। অতএব, শোষণ হার হ্রাস করা যেতে পারে51.
শোষণ গতিবিদ্যাকে আরও ভালভাবে বোঝার জন্য, ছদ্ম প্রথম ক্রম (চিত্র 8A), ছদ্ম দ্বিতীয় ক্রম (চিত্র 8B), এবং এলোভিচ (চিত্র 8C) গতিশীল মডেলের লাইন প্লটগুলি ব্যবহার করা হয়েছিল। গতিবিদ্যা অধ্যয়ন (টেবিল এস 1) থেকে প্রাপ্ত পরামিতিগুলি থেকে, এটি স্পষ্ট হয়ে যায় যে সিউডোসেকেন্ড মডেলটি শোষণ গতিবিদ্যা বর্ণনা করার জন্য সর্বোত্তম মডেল, যেখানে R2 মান অন্য দুটি মডেলের চেয়ে বেশি সেট করা হয়েছে। গণনাকৃত শোষণ ক্ষমতার (qe, cal) মধ্যেও মিল রয়েছে। ছদ্ম-দ্বিতীয় ক্রম এবং পরীক্ষামূলক মান (qe, exp.) আরও প্রমাণ যে ছদ্ম-দ্বিতীয় ক্রম অন্যান্য মডেলের তুলনায় একটি ভাল মডেল। সারণি 1 এ দেখানো হিসাবে, α (প্রাথমিক শোষণ হার) এবং β (ডিসোর্পশন ধ্রুবক) এর মানগুলি নিশ্চিত করে যে শোষণের হার শোষণ হারের চেয়ে বেশি, ইঙ্গিত করে যে DC rGO/nZVI52 কম্পোজিটে দক্ষতার সাথে শোষণ করে। .
ছদ্ম-দ্বিতীয় ক্রম (A), ছদ্ম-প্রথম ক্রম (B) এবং এলোভিচ (C) এর রৈখিক শোষণ গতিশীল প্লট [Co = 25–100 mg l–1, pH = 7, T = 25 °C, মাত্রা = 0.05 গ্রাম ]।
শোষণ আইসোথার্মের অধ্যয়নগুলি বিভিন্ন শোষণ ঘনত্ব (ডিসি) এবং সিস্টেম তাপমাত্রায় শোষণকারী (RGO/nRVI কম্পোজিট) এর শোষণ ক্ষমতা নির্ধারণ করতে সহায়তা করে। সর্বাধিক শোষণ ক্ষমতা ল্যাংমুইর আইসোথার্ম ব্যবহার করে গণনা করা হয়েছিল, যা নির্দেশ করে যে শোষণটি একজাত ছিল এবং তাদের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া ছাড়াই শোষণকারীর পৃষ্ঠে একটি শোষণকারী মনোলেয়ার গঠন অন্তর্ভুক্ত করে। আরও দুটি বহুল ব্যবহৃত আইসোথার্ম মডেল হল ফ্রুন্ডলিচ এবং টেমকিন মডেল। যদিও ফ্রুন্ডলিচ মডেলটি শোষণ ক্ষমতা গণনা করার জন্য ব্যবহার করা হয় না, এটি ভিন্নধর্মী শোষণ প্রক্রিয়া বুঝতে সাহায্য করে এবং শোষণকারীর শূন্যপদে বিভিন্ন শক্তি থাকে, যখন টেমকিন মডেল শোষণের ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য বুঝতে সাহায্য করে।
চিত্র 9A-C যথাক্রমে ল্যাংমুইর, ফ্রেইন্ডলিচ এবং টেমকিন মডেলের লাইন প্লট দেখায়। ফ্রুন্ডলিচ (চিত্র 9A) এবং ল্যাংমুইর (চিত্র 9B) লাইন প্লটগুলি থেকে গণনা করা R2 মানগুলি এবং সারণী 2 এ উপস্থাপিত দেখায় যে rGO/nZVI যৌগের ডিসি শোষণ ফ্রুন্ডলিচ (0.996) এবং ল্যাংমুইর (0.988) আইসোথারকে অনুসরণ করে। মডেল এবং টেমকিন (0.985)। ল্যাংমুইর আইসোথার্ম মডেল ব্যবহার করে গণনা করা সর্বাধিক শোষণ ক্ষমতা (qmax), ছিল 31.61 মিলিগ্রাম জি-1। উপরন্তু, মাত্রাবিহীন বিচ্ছেদ ফ্যাক্টর (RL) এর গণনা করা মান 0 এবং 1 (0.097) এর মধ্যে, যা একটি অনুকূল শোষণ প্রক্রিয়া নির্দেশ করে। অন্যথায়, গণনাকৃত ফ্রুন্ডলিচ ধ্রুবক (n = 2.756) এই শোষণ প্রক্রিয়ার জন্য একটি পছন্দ নির্দেশ করে। টেমকিন আইসোথার্মের রৈখিক মডেল (চিত্র 9C) অনুসারে, rGO/nZVI কম্পোজিটে DC-এর শোষণ একটি শারীরিক শোষণ প্রক্রিয়া, যেহেতু b হল ˂ 82 kJ mol-1 (0.408)55। যদিও শারীরিক শোষণ সাধারণত দুর্বল ভ্যান ডের ওয়ালস বাহিনী দ্বারা মধ্যস্থতা করে, rGO/nZVI কম্পোজিটগুলিতে সরাসরি বর্তমান শোষণের জন্য কম শোষণ শক্তির প্রয়োজন হয় [56, 57]।
ফ্রুন্ডলিচ (এ), ল্যাংমুইর (বি), এবং টেমকিন (সি) রৈখিক শোষণ আইসোথার্ম [Co = 25–100 mg L–1, pH = 7, T = 25 °C, মাত্রা = 0.05 g]। rGO/nZVI কম্পোজিট (D) [Co = 25–100 mg l-1, pH = 7, T = 25–55 °C এবং ডোজ = 0.05 g] দ্বারা ডিসি শোষণের জন্য ভ্যানট হফ সমীকরণের প্লট।
rGO/nZVI কম্পোজিট থেকে ডিসি অপসারণের উপর প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা পরিবর্তনের প্রভাব মূল্যায়ন করতে, এনট্রপি পরিবর্তন (ΔS), এনথালপি পরিবর্তন (ΔH) এবং মুক্ত শক্তি পরিবর্তন (ΔG) এর মতো তাপগতিগত পরামিতিগুলি সমীকরণ থেকে গণনা করা হয়েছিল। 3 এবং 458।
যেখানে \({K}_{e}\)=\(\frac{{C}_{Ae}}{{C}_{e}}\) – থার্মোডাইনামিক ভারসাম্য ধ্রুবক, Ce এবং CAe – সমাধানে rGO, সারফেস ভারসাম্যে যথাক্রমে /nZVI DC ঘনত্ব। R এবং RT হল যথাক্রমে গ্যাসের ধ্রুবক এবং শোষণ তাপমাত্রা। 1/T এর বিপরীতে ln Ke প্লট করা একটি সরল রেখা দেয় (চিত্র 9D) যেখান থেকে ∆S এবং ∆H নির্ণয় করা যায়।
একটি নেতিবাচক ΔH মান নির্দেশ করে যে প্রক্রিয়াটি এক্সোথার্মিক। অন্যদিকে, ΔH মান শারীরিক শোষণ প্রক্রিয়ার মধ্যে রয়েছে। সারণি 3-তে নেতিবাচক ΔG মানগুলি নির্দেশ করে যে শোষণ সম্ভব এবং স্বতঃস্ফূর্ত। ΔS-এর নেতিবাচক মানগুলি তরল ইন্টারফেসে শোষণকারী অণুর উচ্চ ক্রম নির্দেশ করে (সারণী 3)।
সারণী 4 পূর্ববর্তী গবেষণায় রিপোর্ট করা অন্যান্য adsorbents সঙ্গে rGO/nZVI যৌগিক তুলনা করে। এটা স্পষ্ট যে ভিজিও/এনসিভিআই কম্পোজিটের উচ্চ শোষণ ক্ষমতা রয়েছে এবং এটি জল থেকে ডিসি অ্যান্টিবায়োটিক অপসারণের জন্য একটি প্রতিশ্রুতিশীল উপাদান হতে পারে। উপরন্তু, rGO/nZVI কম্পোজিটগুলির শোষণ 60 মিনিটের ভারসাম্যের সময় সহ একটি দ্রুত প্রক্রিয়া। rGO/nZVI কম্পোজিটগুলির চমৎকার শোষণ বৈশিষ্ট্যগুলি rGO এবং nZVI-এর সিনার্জিস্টিক প্রভাব দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে।
চিত্র 10A, B rGO/nZVI এবং nZVI কমপ্লেক্স দ্বারা DC অ্যান্টিবায়োটিক অপসারণের জন্য যৌক্তিক প্রক্রিয়া চিত্রিত করে। ডিসি শোষণের দক্ষতার উপর pH-এর প্রভাবের উপর পরীক্ষা-নিরীক্ষার ফলাফল অনুসারে, 3 থেকে 7 পর্যন্ত pH বৃদ্ধির সাথে, rGO/nZVI কম্পোজিটের ডিসি শোষণ ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক মিথস্ক্রিয়া দ্বারা নিয়ন্ত্রিত ছিল না, যেহেতু এটি একটি zwitterion হিসাবে কাজ করে; অতএব, pH মানের পরিবর্তন শোষণ প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করে না। পরবর্তীকালে, শোষণ প্রক্রিয়াটি হাইড্রোজেন বন্ধন, হাইড্রোফোবিক প্রভাব এবং rGO/nZVI কম্পোজিট এবং DC66 এর মধ্যে π-π স্ট্যাকিং মিথস্ক্রিয়াগুলির মতো অ-ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক মিথস্ক্রিয়া দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হতে পারে। এটি সুপরিচিত যে স্তরযুক্ত গ্রাফিনের পৃষ্ঠে সুগন্ধযুক্ত শোষণের প্রক্রিয়াটি মূল চালিকা শক্তি হিসাবে π–π স্ট্যাকিং মিথস্ক্রিয়া দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়েছে। যৌগ হল গ্রাফিনের অনুরূপ একটি স্তরবিশিষ্ট উপাদান যা π-π* ট্রানজিশনের কারণে সর্বাধিক 233 এনএম শোষণ করে। DC adsorbate-এর আণবিক কাঠামোতে চারটি সুগন্ধি বলয়ের উপস্থিতির উপর ভিত্তি করে, আমরা অনুমান করেছি যে সুগন্ধযুক্ত DC (π-ইলেক্ট্রন গ্রহণকারী) এবং π-ইলেকট্রন সমৃদ্ধ অঞ্চলের মধ্যে π-π-স্ট্যাকিং মিথস্ক্রিয়া করার একটি প্রক্রিয়া রয়েছে। RGO পৃষ্ঠ। /nZVI কম্পোজিট। উপরন্তু, ডুমুর দেখানো হিসাবে. 10B, FTIR অধ্যয়নগুলি ডিসির সাথে rGO/nZVI কম্পোজিটগুলির আণবিক মিথস্ক্রিয়া অধ্যয়ন করার জন্য সঞ্চালিত হয়েছিল এবং DC শোষণের পরে rGO/nZVI কম্পোজিটগুলির FTIR স্পেকট্রা চিত্র 10B-তে দেখানো হয়েছে। 10 খ. 2111 সেমি-1-এ একটি নতুন শিখর পরিলক্ষিত হয়, যা C=C বন্ডের ফ্রেমওয়ার্ক কম্পনের সাথে মিলে যায়, যা 67 rGO/nZVI-এর পৃষ্ঠে সংশ্লিষ্ট জৈব কার্যকরী গোষ্ঠীর উপস্থিতি নির্দেশ করে। অন্যান্য শিখরগুলি 1561 থেকে 1548 cm-1 এবং 1399 থেকে 1360 cm-1 পর্যন্ত স্থানান্তরিত হয়, যা আরও নিশ্চিত করে যে π-π মিথস্ক্রিয়াগুলি গ্রাফিন এবং জৈব দূষণকারী68,69 এর শোষণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। ডিসি শোষণের পরে, কিছু অক্সিজেন-ধারণকারী গোষ্ঠীর তীব্রতা, যেমন ওএইচ, কমে 3270 সেমি-1-এ নেমে আসে, যা পরামর্শ দেয় যে হাইড্রোজেন বন্ধন হল শোষণ প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে একটি। এইভাবে, ফলাফলের উপর ভিত্তি করে, rGO/nZVI কম্পোজিটে DC শোষণ প্রধানত π-π স্ট্যাকিং মিথস্ক্রিয়া এবং H-বন্ডের কারণে ঘটে।
rGO/nZVI এবং nZVI কমপ্লেক্স (A) দ্বারা ডিসি অ্যান্টিবায়োটিকের শোষণের যুক্তিসঙ্গত প্রক্রিয়া। rGO/nZVI এবং nZVI (B) এ DC এর FTIR শোষণ বর্ণালী।
3244, 1615, 1546, এবং 1011 cm–1 এ nZVI-এর শোষণ ব্যান্ডের তীব্রতা nZVI (চিত্র 10B) এনজেডভিআই-এর তুলনায় ডিসি শোষণের পরে বৃদ্ধি পেয়েছে, যা কার্বক্সিলিক অ্যাসিডের সম্ভাব্য কার্যকরী গ্রুপগুলির সাথে মিথস্ক্রিয়া সম্পর্কিত হওয়া উচিত। ডিসিতে হে গ্রুপ। যাইহোক, সমস্ত পর্যবেক্ষিত ব্যান্ডে সংক্রমণের এই নিম্ন শতাংশ শোষণ প্রক্রিয়ার আগে nZVI-এর তুলনায় ফাইটোসিন্থেটিক শোষণকারী (nZVI) এর শোষণ দক্ষতার কোন উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন নির্দেশ করে না। nZVI71 এর সাথে কিছু DC অপসারণ গবেষণা অনুসারে, যখন nZVI H2O এর সাথে বিক্রিয়া করে, তখন ইলেকট্রন নির্গত হয় এবং তারপর H+ উচ্চ হ্রাসযোগ্য সক্রিয় হাইড্রোজেন তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। অবশেষে, কিছু ক্যাটানিক যৌগ সক্রিয় হাইড্রোজেন থেকে ইলেকট্রন গ্রহণ করে, যার ফলে -C=N এবং -C=C- হয়, যা বেনজিন বলয়ের বিভাজনের জন্য দায়ী।