Nature.com сайтаар зочилсонд баярлалаа.Та хязгаарлагдмал CSS дэмжлэгтэй хөтчийн хувилбарыг ашиглаж байна.Хамгийн сайн ашиглахын тулд бид танд шинэчилсэн хөтөч ашиглахыг зөвлөж байна (эсвэл Internet Explorer-д нийцтэй байдлын горимыг идэвхгүй болгох).Нэмж дурдахад, байнгын дэмжлэгийг хангахын тулд бид сайтыг хэв маяг, JavaScript-гүй харуулж байна.
Гурван слайдаас бүрдсэн тойргийг нэг дор харуулна.Өмнөх болон Дараагийн товчийг ашиглан гурван слайдыг нэг дор гүйлгэх, эсвэл төгсгөлд байрлах гулсагч товчлуурыг ашиглан гурван слайдыг нэг дор гүйлгэж болно.
Богино долгионы цацраг туяагаар ялгардаг металлууд байгаа эсэх нь маргаантай байдаг, учир нь металууд амархан гал авалцдаг.Гэхдээ сонирхолтой нь судлаачид нумын ялгаралт нь молекулуудыг хуваах замаар наноматериал нийлэгжүүлэх ирээдүйтэй замыг санал болгож байгааг олж мэдсэн юм.Энэхүү судалгаа нь далдуу модны түүхий тосыг соронзон нанокарбон (MNC) болгон хувиргах богино долгионы халаалт, цахилгаан нумыг хослуулсан нэг алхамтай боловч боломжийн үнэтэй синтетик аргыг боловсруулж байгаа бөгөөд энэ нь далдуу модны тосны үйлдвэрлэлийн шинэ хувилбар гэж үзэж болно.Энэ нь байнгын ороосон зэвэрдэггүй ган утас (диэлектрик орчин) ба ферроцен (катализатор) бүхий орчинг хагас идэвхгүй нөхцөлд нийлэгжүүлдэг.Энэ аргыг янз бүрийн синтезийн хугацаатай (10-20 минут) 190.9-аас 472.0 хэмийн температурт халаахад амжилттай харуулсан.Шинээр бэлтгэсэн MNC-д дунджаар 20.38–31.04 нм хэмжээтэй, мезосүвэрхэг бүтэцтэй (SBET: 14.83–151.95 м2/г), суурин нүүрстөрөгчийн өндөр агууламжтай (52.79–71.24 жин%), түүнчлэн D ба G бөмбөрцөгүүдийг харуулсан. зурвасууд (ID/g) 0.98-0.99.FTIR спектрийн шинэ оргилууд (522.29–588.48 см–1) үүссэн нь ферроценд FeO-ийн нэгдлүүд байгааг харуулж байна.Соронзон хэмжигч нь ферросоронзон материалын өндөр соронзлолын ханалтыг (22.32–26.84 эму/г) харуулдаг.5-аас 20 ppm-ийн янз бүрийн концентрацид метилен хөх (MB) шингээх туршилтыг ашиглан тэдгээрийн шингээх чадварыг үнэлж, бохир ус цэвэршүүлэхэд MNC-ийн хэрэглээг харуулсан.Синтезийн үед (20 минут) олж авсан MNC нь бусадтай харьцуулахад хамгийн өндөр шингээлтийн үр ашгийг (10.36 мг/г) харуулсан ба MB будгийг арилгах түвшин 87.79% байна.Тиймээс Лангмюрийн утгууд нь Фрейндлихийн утгатай харьцуулахад өөдрөг биш бөгөөд 10 минут (MNC10), 15 минут (MNC15) болон 20 минут (MNC20) -д нийлэгжсэн MNC-ийн хувьд R2 нь 0.80, 0.98, 0.99 орчим байна.Үүний үр дүнд шингээлтийн систем нь гетероген төлөв байдалд байна.Тиймээс богино долгионы нум нь CPO-г MNC болгон хувиргах ирээдүйтэй аргыг санал болгодог бөгөөд энэ нь хортой будагч бодисыг арилгах боломжтой юм.
Бичил долгионы цацраг нь цахилгаан соронзон орны молекулын харилцан үйлчлэлээр материалын хамгийн дотоод хэсгийг халааж чаддаг.Энэхүү богино долгионы хариу үйлдэл нь дулааны хариу урвалыг хурдан бөгөөд жигд болгодогоороо онцлог юм.Тиймээс халаалтын процессыг хурдасгах, химийн урвалыг нэмэгдүүлэх боломжтой болно2.Үүний зэрэгцээ, богино долгионы урвалын хариу урвалын үр дүнд эцсийн дүндээ өндөр цэвэршилттэй, өндөр гарцтай бүтээгдэхүүн гарч ирдэг3,4.Гайхамшигтай шинж чанараараа богино долгионы цацраг нь химийн урвал, наноматериалуудын нийлэгжилт зэрэг олон судалгаанд хэрэглэгддэг сонирхолтой бичил долгионы синтезийг хөнгөвчилдөг.Халаалтын явцад орчин дахь хүлээн авагчийн диэлектрик шинж чанар нь шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэдэг, учир нь энэ нь орчинд халуун цэг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь янз бүрийн морфологи, шинж чанартай нанокарбон үүсэхэд хүргэдэг.Omoriyekomwan нар хийсэн судалгаа.Идэвхжүүлсэн нүүрс, азотыг ашиглан далдуу модны цөмөөс хөндий нүүрстөрөгчийн нано фибр үйлдвэрлэх8.Нэмж дурдахад, Фу, Хамид нар 350 W9 богино долгионы зууханд далдуу модны тосны идэвхжүүлсэн нүүрс үйлдвэрлэхэд катализатор ашиглахыг тодорхойлсон.Иймд үүнтэй төстэй арга барилыг ашиглан далдуу модны түүхий тосыг олон улсын үйлдвэр болгон хувиргахад тохиромжтой хог цэвэрлэгчийг нэвтрүүлж болно.
Богино долгионы цацраг болон хурц ирмэгтэй, цэгүүдтэй эсвэл микроскопийн доорх жигд бус байдал бүхий металлын хооронд нэгэн сонирхолтой үзэгдэл ажиглагдсан10.Эдгээр хоёр объект байгаа эсэхэд цахилгаан нум эсвэл оч (ихэвчлэн нуман цэнэг гэж нэрлэдэг) нөлөөлнө.11,12.Нуман нь илүү нутагшсан халуун цэгүүд үүсэхийг дэмжиж, урвалд нөлөөлж, улмаар хүрээлэн буй орчны химийн найрлагыг сайжруулна13.Энэхүү өвөрмөц бөгөөд сонирхолтой үзэгдэл нь бохирдуулагчийг зайлуулах14,15, биомассын давирхайн хагарал16, богино долгионы тусламжтайгаар пиролиз17,18, материалын синтез19,20,21 зэрэг янз бүрийн судалгааг татсан.
Сүүлийн үед нүүрстөрөгчийн нано хоолой, нүүрстөрөгчийн наносфер, өөрчлөгдсөн графены исэл зэрэг нанокарбонууд шинж чанараараа олны анхаарлыг татах болсон.Эдгээр нанокарбонууд нь эрчим хүч үйлдвэрлэхээс эхлээд ус цэвэршүүлэх, халдваргүйжүүлэх хүртэл өргөн хэрэглээний боломжтой юм23.Үүнээс гадна маш сайн нүүрстөрөгчийн шинж чанарууд шаардлагатай боловч үүнтэй зэрэгцэн сайн соронзон шинж чанарууд шаардлагатай.Энэ нь бохир ус цэвэршүүлэхэд металлын ион ба будагч бодисыг шингээх өндөр чадвартай, био түлш дэх соронзон хувиргагч, тэр ч байтугай өндөр үр ашигтай богино долгионы шингээгч зэрэг олон үйлдэлт хэрэглээнд маш хэрэгтэй.Үүний зэрэгцээ эдгээр нүүрстөрөгч нь дээжийн идэвхтэй талбайн гадаргуугийн талбайг нэмэгдүүлэх зэрэг өөр нэг давуу талтай.
Сүүлийн жилүүдэд соронзон нанокарбон материалын судалгаа нэмэгдэж байна.Ерөнхийдөө эдгээр соронзон нанокарбонууд нь гадны электростатик эсвэл хувьсах соронзон орон зэрэг гадны катализаторуудын урвалд ороход хүргэдэг нано хэмжээтэй соронзон материал агуулсан олон үйлдэлт материал юм29.Соронзон шинж чанараараа соронзон нано нүүрстөрөгчийг олон төрлийн идэвхтэй бодис, цогц бүтэцтэй хослуулан хөдөлгөөнгүй болгох боломжтой30.Үүний зэрэгцээ соронзон нанокарбонууд (MNCs) нь усан уусмалаас бохирдуулагчийг шингээхэд маш сайн үр дүнтэй байдаг.Түүнчлэн MNC-д үүссэн өндөр хувийн гадаргуугийн талбай, нүх сүв нь шингээх чадварыг нэмэгдүүлдэг31.Соронзон сепараторууд нь MNC-ийг өндөр реактив уусмалаас салгаж, тэдгээрийг амьдрах чадвартай, удирдах боломжтой сорбент болгон хувиргадаг32.
Хэд хэдэн судлаачид далдуу модны түүхий тосыг ашиглан өндөр чанарын нанокарбон гаргаж авах боломжтойг нотолсон байдаг33,34.Шинжлэх ухаанд Elais Guneensis гэгддэг дал модны тос нь 2021 онд ойролцоогоор 76.55 сая тонн үйлдвэрлэлтэй хүнсний чухал тоснуудын нэг гэж тооцогддог135. Түүхий далдуу модны тос буюу CPO нь ханаагүй тосны хүчил (EFA) болон ханасан тосны хүчлүүдийн тэнцвэртэй харьцааг агуулдаг. (Сингапурын Мөнгөний газар).CPO дахь нүүрсустөрөгчийн ихэнх нь триглицерид, триглицеридын ацетат гурван бүрэлдэхүүн хэсэг, нэг глицеролын бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэх глицерид юм36.Эдгээр нүүрсустөрөгчийг агуулагдах нүүрстөрөгчийн агууламжаас шалтгаалан ерөнхийд нь авч үзэх боломжтой бөгөөд энэ нь нано нүүрстөрөгчийн үйлдвэрлэлийн ногоон урьдал түүхий эд болдог37.Уран зохиолын дагуу CNT37,38,39,40, нүүрстөрөгчийн нанофер33,41, графен34,42,43 нь ихэвчлэн далдуу модны түүхий тос эсвэл хүнсний тосыг ашиглан нийлэгжүүлдэг.Эдгээр нанокарбонууд нь эрчим хүч үйлдвэрлэхээс эхлээд ус цэвэршүүлэх, халдваргүйжүүлэх хүртэл өргөн хэрэглээний боломжтой.
CVD38 эсвэл пиролиз33 зэрэг дулааны синтез нь далдуу модны тосыг задлах таатай арга болжээ.Харамсалтай нь процессын өндөр температур нь үйлдвэрлэлийн өртөгийг нэмэгдүүлдэг.Сонгодог материалыг 44 үйлдвэрлэхэд урт, уйтгартай журам, цэвэрлэх аргууд шаардлагатай.Гэсэн хэдий ч далдуу модны түүхий тос өндөр температурт сайн тогтвортой байдаг тул биет байдлаар тусгаарлах, хагарах хэрэгцээг үгүйсгэх аргагүй юм45.Тиймээс далдуу модны түүхий тосыг нүүрстөрөгчийн материал болгон хувиргахад илүү өндөр температур шаардлагатай хэвээр байна.Шингэн нумыг соронзон нанокарбон 46 нийлэгжүүлэх хамгийн сайн боломж, шинэ арга гэж үзэж болно.Энэ арга нь маш их догдолж буй төлөвт прекурсорууд болон шийдлүүдийг шууд эрчим хүчээр хангадаг.Нуман урсац нь далдуу модны тос дахь нүүрстөрөгчийн холбоог таслахад хүргэдэг.Гэсэн хэдий ч ашигласан электродын зай нь хатуу шаардлагыг хангасан байх шаардлагатай бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийн цар хүрээг хязгаарлах тул үр дүнтэй аргыг боловсруулах шаардлагатай хэвээр байна.
Бидний мэдэж байгаагаар нано нүүрстөрөгчийг нийлэгжүүлэх арга болгон богино долгионы ашиглан нуман цэнэгийн талаарх судалгаа хязгаарлагдмал байдаг.Үүний зэрэгцээ далдуу модны түүхий тосыг урьдал материал болгон ашиглах нь бүрэн судлагдаагүй байна.Иймээс энэхүү судалгаа нь далдуу модны түүхий тосноос бичил долгионы зуух ашиглан цахилгаан нум ашиглан соронзон нано нүүрстөрөгч үйлдвэрлэх боломжийг судлах зорилготой юм.Дал модны тосны элбэг дэлбэг байдал нь шинэ бүтээгдэхүүн, хэрэглээнд тусгагдсан байх ёстой.Дал модны тосыг боловсруулах энэхүү шинэ арга нь эдийн засгийн салбарыг идэвхжүүлж, далдуу модны тос үйлдвэрлэгчид, ялангуяа нөлөөлөлд өртсөн жижиг тариаланчдын далдуу модны тосны тариалангийн орлогын өөр нэг эх үүсвэр болж чадна.Айомпэ нар Африкийн жижиг аж ахуй эрхлэгчдэд хийсэн судалгаагаар жижиг тариаланчид шинэхэн жимсний бөөгнөрөлийг өөрсдөө боловсруулж, далдуу модны түүхий тосыг зуучлагчдад зарж борлуулахаас илүү их мөнгө олдог бөгөөд энэ нь зардал ихтэй, уйтгартай ажил юм47.Үүний зэрэгцээ, COVID-19-ийн улмаас үйлдвэрүүд хаагдах нь далдуу модны тосонд суурилсан бүтээгдэхүүнүүдэд нөлөөлсөн.Сонирхолтой нь ихэнх айл өрх богино долгионы зуух ашиглах боломжтой бөгөөд энэхүү судалгаанд санал болгож буй арга нь боломжийн бөгөөд боломжийн үнэтэй гэж үзэж болох тул MNC үйлдвэрлэлийг далдуу модны жижиг тариалангийн орлуулах хувилбар гэж үзэж болно.Үүний зэрэгцээ, томоохон хэмжээний компаниуд томоохон үйлдвэрүүдийг үйлдвэрлэх томоохон реакторуудад хөрөнгө оруулалт хийх боломжтой.
Энэхүү судалгаа нь зэвэрдэггүй ганг янз бүрийн хугацаанд диэлектрик орчин болгон ашиглах синтезийн үйл явцыг голчлон хамардаг.Богино долгион ба нанокарбон ашигласан ихэнх ерөнхий судалгаанууд 30 минут ба түүнээс дээш синтез хийх зөвшөөрөгдөх хугацааг санал болгодог33,34.Энэхүү судалгаа нь хүртээмжтэй, хэрэгжих боломжтой практик санааг дэмжихийн тулд дунджаас бага синтезийн хугацаатай MNC олж авахыг зорьсон.Үүний зэрэгцээ, онолыг лабораторийн хэмжээнд баталж, хэрэгжүүлж байгаа тул судалгаа нь технологийн бэлэн байдлын 3-р түвшний дүр зургийг зурдаг.Дараа нь үүссэн MNC нь физик, хими, соронзон шинж чанараараа тодорхойлогддог.Дараа нь үүссэн MNC-ийн шингээх чадварыг харуулахын тулд метилен цэнхэрийг ашигласан.
Түүхий далдуу модны тосыг Sawit Kinabalu Sdn-ийн Апас Балунг тээрэмээс гаргаж авсан.Bhd., Tawau, синтезийн нүүрстөрөгчийн урьдал бодис болгон ашигладаг.Энэ тохиолдолд 0.90 мм-ийн диаметртэй зэвэрдэггүй ган утсыг диэлектрик орчин болгон ашигласан.Энэхүү ажилд катализатороор АНУ-ын Сигма-Олдричээс гаргаж авсан ферроценийг (цэвэршил 99%) сонгосон.Метилен хөхийг (Бендосен, 100 гр) цаашид шингээх туршилтанд ашигласан.
Энэхүү судалгаагаар гэр ахуйн богино долгионы зуухыг (Panasonic: SAM-MG23K3513GK) богино долгионы реактор болгон хувиргасан.Богино долгионы зуухны дээд хэсэгт хийн оролт, гаралтын гурван нүх, термопар хийсэн.Термопар датчикуудыг керамик хоолойгоор тусгаарлаж, ослоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд туршилт бүрт ижил нөхцөлд байрлуулсан.Үүний зэрэгцээ дээж болон гуурсан хоолойг байрлуулахын тулд гурван нүхтэй тагтай боросиликат шилэн реактор ашигласан.Богино долгионы реакторын бүдүүвч диаграммыг Нэмэлт 1-р зурагт үзүүлэв.
Нүүрстөрөгчийн урьдал түүхий далдуу модны тосыг, катализатор болгон ферроценийг ашиглан соронзон нано нүүрстөрөгчийг нэгтгэсэн.Жингийн 5% орчим ферроцены катализаторыг зутан катализаторын аргаар бэлтгэсэн.Ферроценийг 20 мл түүхий далдуу модны тостой хольж, 60 эрг / мин-ээр 30 минутын турш хольсон.Дараа нь хольцыг хөнгөн цагааны ислийн тигелд шилжүүлж, 30 см урт зэвэрдэггүй ган утсыг ороож, тигль дотор босоо байдлаар байрлуулав.Хөнгөн цагааны ислийн тигелийг шилэн реакторт хийж, битүүмжилсэн шилэн таглаатай бичил долгионы зууханд сайтар бэхлэнэ.Тасалгаанаас хүсээгүй агаарыг зайлуулахын тулд урвал эхлэхээс 5 минутын өмнө азотыг тасалгаанд хийв.Богино долгионы хүчийг 800 Вт хүртэл нэмэгдүүлсэн, учир нь энэ нь нумын сайн эхлэлийг хадгалж чадах богино долгионы хамгийн дээд хүч юм.Тиймээс энэ нь синтетик урвалын таатай нөхцлийг бүрдүүлэхэд хувь нэмэр оруулж магадгүй юм.Үүний зэрэгцээ, энэ нь богино долгионы хайлуулах урвалын ваттаар өргөн хэрэглэгддэг чадлын хүрээ юм48,49.Урвалын явцад хольцыг 10, 15 эсвэл 20 минутын турш халаана.Урвал дууссаны дараа реактор болон бичил долгионы зуухыг өрөөний температурт хөргөнө.Хөнгөн цагааны тигель дэх эцсийн бүтээгдэхүүн нь мушгиа утастай хар тунадас байв.
Хар тунадасыг цуглуулж, этанол, изопропанол (70%), нэрмэл усаар ээлжлэн хэд хэдэн удаа угаана.Бүтээгдэхүүнийг угааж, цэвэрлэсний дараа ердийн зууханд 80 ° C-т шөнийн турш хатааж, шаардлагагүй хольцыг ууршуулна.Дараа нь шинж чанарыг тодорхойлох зорилгоор бүтээгдэхүүнийг цуглуулсан.MNC10, MNC15, MNC20 гэсэн шошготой дээжийг 10 минут, 15 минут, 20 минутын турш соронзон нанокарбоныг нэгтгэхэд ашигласан.
MNC-ийн морфологийг хээрийн ялгаруулалтыг сканнердах электрон микроскоп эсвэл FESEM (Zeiss Auriga загвар) ашиглан 100-150 кХ өсгөлтөөр ажигла.Үүний зэрэгцээ элементийн найрлагыг эрчим хүчний тархалттай рентген спектроскопи (EDS) ашиглан шинжилэв.EMF шинжилгээг 2.8 мм-ийн ажлын зайд, 1 кВ-ын хурдатгалын хүчдэлд хийсэн.Гадаргуугийн тусгай талбай ба MNC нүх сүвний утгыг Брунауэр-Эмметт-Теллер (BET) аргаар хэмжсэн бөгөөд үүнд N2-ийн 77 К-ийн шингээлт-десорбцийн изотермийг оруулсан. Шинжилгээг гадаргуугийн талбайн загвар хэмжигч (MICROMERITIC ASAP 2020) ашиглан хийсэн. .
Соронзон нано нүүрстөрөгчийн талст чанар, фазыг λ = 0.154 нм долгионы долгионы цацрагийн нунтаг дифракц буюу XRD (Burker D8 Advance) ашиглан тодорхойлсон.Дифрактограммыг 2θ = 5-аас 85 ° хооронд 2 ° мин-1 скан хурдтайгаар бүртгэсэн.Түүнчлэн Фурье хувиргах хэт улаан туяаны спектроскопи (FTIR) ашиглан МҮК-ийн химийн бүтцийг судалсан.Шинжилгээг 4000-аас 400 см-1 хүртэлх скан хурдтай Perkin Elmer FTIR-Spectrum 400 ашиглан хийсэн.Соронзон нано нүүрстөрөгчийн бүтцийн онцлогийг судлахдаа 100X объективтэй U-RAMAN спектроскопод неодимийн хольцтой лазер (532 нм) ашиглан Раман спектроскопи хийсэн.
MNC-д төмрийн ислийн соронзон ханалтыг хэмжихэд чичиргээт соронзон хэмжигч буюу VSM (Lake Shore 7400 series) ашигласан.8 кОе орчим соронзон орон ашиглаж, 200 оноо авсан.
Адсорбцийн туршилтанд MNC-ийн шингээгч болох боломжийг судлахдаа метилен хөх (MB) катион будагч бодисыг ашигласан.MNCs (20 мг) 5-20 мг/L50 стандарт концентрацитай метилен хөхний 20 мл усан уусмалд нэмсэн.Судалгааны туршид уусмалын рН-ийг саармаг рН 7-д тохируулсан.Уусмалыг эргэдэг сэгсрэгч (Лабораторийн хамтрагч: SI-300R) дээр 150 эрг/мин хурдтай, 303,15 К-т механикаар хутгасан.Дараа нь MNC-ийг соронз ашиглан тусгаарладаг.Хэт ягаан туяанд харагдах спектрофотометр (Varian Cary 50 UV-Vis Spectrophotometer) ашиглан шингээх туршилтын өмнө болон дараа MB уусмалын концентрацийг ажиглаж, хамгийн их долгионы урттай 664 нм метилен цэнхэр стандарт муруйг харна.Туршилтыг гурван удаа давтаж, дундаж утгыг өгсөн.Уусмалаас MG-г зайлуулахыг тэнцвэрт qe үед шингэсэн МК-ийн хэмжээ болон ялгаралтын хувь %-ийн ерөнхий тэгшитгэлийг ашиглан тооцоолсон.
Төрөл бүрийн концентраци (5-20 мг/л) MG уусмал ба 20 мг шингээгчийг 293.15 К мг тогтмол температурт бүх МНК-д хутгах замаар шингээх изотермийн туршилтыг мөн хийсэн.
Төмөр ба соронзон нүүрстөрөгчийг сүүлийн хэдэн арван жилийн хугацаанд өргөнөөр судалсан.Эдгээр нүүрстөрөгч дээр суурилсан соронзон материалууд нь маш сайн цахилгаан соронзон шинж чанараараа олны анхаарлыг татаж байгаа бөгөөд энэ нь янз бүрийн боломжит технологийн хэрэглээ, ялангуяа цахилгаан хэрэгсэл, ус цэвэршүүлэхэд ашиглахад хүргэдэг.Энэхүү судалгаагаар нанокарбоныг богино долгионы ялгадас ашиглан түүхий далдуу модны тосонд нүүрсустөрөгчийг хагалах замаар нийлэгжүүлсэн.Синтезийг янз бүрийн хугацаанд 10-20 минутын хооронд, урьдал бодис ба катализаторын тогтмол харьцаатай (5:1) металл гүйдлийн коллектор (эрчилсэн SS) ба хэсэгчлэн идэвхгүй (азотоор цэвэрлэсэн хүсээгүй агаар) ашиглан гүйцэтгэсэн. туршилтын эхлэл).Үүссэн нүүрстөрөгчийн ордууд нь нэмэлт зураг 2a-д үзүүлсэн шиг хар хатуу нунтаг хэлбэртэй байна.Тунадасжуулсан нүүрстөрөгчийн гарц нь 10 минут, 15 минут, 20 минутын синтезийн хугацаанд ойролцоогоор 5.57%, 8.21%, 11.67% байв.Энэ хувилбар нь синтезийн хугацааг уртасгах нь илүү өндөр ургац51-бага гарц, урвалын хугацаа богино, катализаторын идэвхжил багатай холбоотой байх магадлалтайг харуулж байна.
Үүний зэрэгцээ олж авсан нано нүүрстөрөгчийн синтезийн температурын хугацаатай харьцуулсан графикийг Нэмэлт Зураг 2b-д дурдаж болно.MNC10, MNC15, MNC20-д авсан хамгийн өндөр температур нь 190.9°C, 434.5°C, 472°C байв.Муруй бүрийн хувьд эгц налууг харж болно, энэ нь металл нумын үед үүссэн дулааны улмаас реактор доторх температур тогтмол нэмэгдэж байгааг харуулж байна.Үүнийг MNC10, MNC15, MNC20-д 0-2 мин, 0-5 мин, 0-8 минутад харж болно.Тодорхой цэгт хүрсний дараа налуу нь хамгийн өндөр температурт эргэлдэж, налуу нь дунд зэрэг болно.
MNC дээжийн гадаргуугийн топографийг ажиглахад талбарын ялгарлын сканнерийн электрон микроскоп (FESEM) ашигласан.Зурагт үзүүлсэн шиг.1, соронзон нано нүүрстөрөгч нь синтезийн өөр цаг үед арай өөр морфологийн бүтэцтэй байдаг.Зураг дээрх FESEM MNC10-ийн зургууд.1a,b-аас харахад нүүрстөрөгчийн бөмбөрцөг үүсэх нь гадаргуугийн өндөр хурцадмал байдлаас болж орооцолдсон, наалдсан микро болон нано бөмбөрцөгүүдээс бүрддэг.Үүний зэрэгцээ ван дер Ваалсын хүч байгаа нь нүүрстөрөгчийн бөмбөрцгийг нэгтгэхэд хүргэдэг52.Синтезийн хугацаа нэмэгдсэнээр жижиг хэмжээтэй болж, хагарлын урвал удаан явагдсанаас бөмбөрцгийн тоо нэмэгдсэн.Зураг дээр.1c нь MNC15 бараг төгс бөмбөрцөг хэлбэртэй болохыг харуулж байна.Гэсэн хэдий ч нэгтгэсэн бөмбөрцөгүүд нь мезопорыг үүсгэдэг хэвээр байгаа бөгөөд энэ нь хожим нь метилен хөхийг шингээхэд тохиромжтой газар болж чаддаг.1d-р зурагт 15000 дахин томруулж үзэхэд дунджаар 20.38 нм хэмжээтэй бөөгнөрсөн нүүрстөрөгчийн бөмбөрцөг илүү харагдаж байна.
10 минут (a, b), 15 минут (c, d) ба 20 минутын (e–g) дараа нийлэгжүүлсэн нанокарбонуудын FESEM зураг 7000 ба 15000 дахин томруулдаг.
Зураг дээр.1e–g MNC20 нь соронзон нүүрстөрөгчийн гадаргуу дээр жижиг бөмбөрцөг бүхий нүх сүв үүсэхийг дүрсэлж, соронзон идэвхжүүлсэн нүүрстөрөгчийн морфологийг дахин нэгтгэсэн53.Янз бүрийн диаметр, өргөнтэй нүхнүүд нь соронзон нүүрстөрөгчийн гадаргуу дээр санамсаргүй байдлаар байрладаг.Тиймээс энэ нь MNC20-ийн гадаргуу дээр бусад синтетик үеийнхээс илүү их нүх сүв үүссэн тул BET шинжилгээгээр илүү их гадаргуугийн талбай болон нүхний эзэлхүүнийг харуулсан болохыг тайлбарлаж болох юм.15000 дахин томруулсан бичил зурагт 1g-р зурагт үзүүлсэн шиг бөөмийн нэг төрлийн бус хэмжээ, жигд бус хэлбэрийг харуулсан.Өсөлтийн хугацааг 20 минут хүртэл нэмэгдүүлэхэд илүү их бөөгнөрсөн бөмбөрцөг үүссэн.
Сонирхолтой нь, эрчилсэн нүүрстөрөгчийн ширхэгүүд мөн ижил газраас олдсон байна.Бөмбөрцгийн диаметр нь 5.18-аас 96.36 нм хооронд хэлбэлзэж байв.Энэ формаци нь өндөр температур, богино долгионы нөлөөгөөр ялгаатай цөм үүсэхтэй холбоотой байж болох юм.Бэлтгэсэн MNC-ийн тооцоолсон бөмбөрцгийн хэмжээ MNC10-д дунджаар 20.38 нм, MNC15-д 24.80 нм, MNC20-д 31.04 нм байна.Бөмбөрцгийн хэмжээсийн тархалтыг нэмэлт зурагт үзүүлэв.3.
Нэмэлт Зураг 4-т MNC10, MNC15, MNC20-ын EDS спектр ба элементийн найрлагын хураангуйг тус тус үзүүлэв.Спектрийн дагуу нанокарбон бүр өөр өөр хэмжээний C, O, Fe агуулдаг болохыг тэмдэглэжээ.Энэ нь синтезийн нэмэлт хугацаанд янз бүрийн исэлдэлт, хагарлын урвал явагддагтай холбоотой юм.Их хэмжээний С нь нүүрстөрөгчийн урьдал бодис болох далдуу модны тосноос гардаг гэж үздэг.Үүний зэрэгцээ, O-ийн бага хувь нь синтезийн явцад исэлдэх процесстой холбоотой юм.Үүний зэрэгцээ, Fe нь ферроцений задралын дараа нанокарбоны гадаргуу дээр хуримтлагдсан төмрийн исэлтэй холбоотой байдаг.Нэмэлт Зураг 5a–c-д MNC10, MNC15, MNC20 элементүүдийн зураглалыг харуулав.Үндсэн зураглал дээр үндэслэн Fe нь MNC гадаргуу дээр сайн тархсан нь ажиглагдсан.
Азотын шингээлт-десорбцийн шинжилгээ нь шингээх механизм болон материалын сүвэрхэг бүтцийн талаархи мэдээллийг өгдөг.N2 шингээх изотерм ба MNC BET гадаргуугийн графикийг Зураг дээр үзүүлэв.2. FESEM-ийн зураг дээр үндэслэн шингээлтийн шинж чанар нь бөөгнөрөлийн улмаас бичил сүвэрхэг ба мезосүвэрхэг бүтцийг хослуулан харуулах төлөвтэй байна.Гэсэн хэдий ч 2-р зураг дээрх графикаас харахад шингээгч нь IUPAC55-ийн IV төрлийн изотерм ба H2 төрлийн гистерезисийн гогцоотой төстэй болохыг харуулж байна.Энэ төрлийн изотерм нь ихэвчлэн мезосүвэрхэг материалтай төстэй байдаг.Мезопорын шингээлтийн шинж чанарыг ихэвчлэн конденсацийн молекулуудтай шингээх-шингэх урвалын харилцан үйлчлэлээр тодорхойлдог.S хэлбэрийн эсвэл S хэлбэрийн шингээлтийн изотермууд нь ихэвчлэн нэг давхарга-олон давхаргат шингээлтийн улмаас үүсдэг бөгөөд дараа нь хий нь их хэмжээний шингэний ханалтын даралтаас доогуур даралтаар нүх сүв дэх шингэн фаз руу конденсацлах үзэгдлийг нүх сүвний конденсац 56 гэж нэрлэдэг. Нүх дэх хялгасан судасны конденсаци нь 0.50-аас дээш харьцангуй даралт (p/po) үед үүсдэг.Үүний зэрэгцээ нарийн төвөгтэй нүх сүвний бүтэц нь H2 төрлийн гистерезисийг харуулдаг бөгөөд энэ нь нүх сүвний нарийхан хүрээн дэх нүх сүв бөглөрөх эсвэл гоожихтой холбоотой юм.
BET-ийн туршилтаар олж авсан гадаргуугийн физик үзүүлэлтүүдийг Хүснэгт 1-д үзүүлэв. Синтезийн хугацаа нэмэгдэхийн хэрээр BET-ийн гадаргуугийн талбай болон нийт нүх сүвний хэмжээ мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн.MNC10, MNC15, MNC20-ийн нүхний дундаж хэмжээ нь 7.2779 нм, 7.6275 нм, 7.8223 нм байна.IUPAC-ийн зөвлөмжийн дагуу эдгээр завсрын нүхийг мезосүвэрхэг материал гэж ангилж болно.Мезосүвэрхэг бүтэц нь метилен хөхийг MNC57-ээр амархан нэвчиж, шингээх чадвартай болгодог.Синтезийн хамгийн их хугацаа (MNC20) нь гадаргуугийн хамгийн их талбайг харуулсан ба дараа нь MNC15, MNC10.Илүү өндөр BET гадаргуугийн талбай нь илүү олон гадаргуугийн идэвхтэй бодисууд байдаг тул шингээлтийн гүйцэтгэлийг сайжруулдаг.
Синтез болсон MNC-ийн рентген туяаны дифракцийн загварыг 3-р зурагт үзүүлэв. Өндөр температурт ферроцен мөн хагарч төмрийн исэл үүсгэдэг.Зураг дээр.3а нь MNC10-ийн XRD загварыг харуулж байна.Энэ нь ɣ-Fe2O3 (JCPDS #39–1346)-д хуваарилагдсан 2θ, 43.0° ба 62.32°-ийн хоёр оргилыг харуулж байна.Үүний зэрэгцээ Fe3O4 нь 2θ: 35.27°-д хурцадмал оргилтой байдаг.Нөгөөтэйгүүр, 3b-р зурагт MHC15 дифракцийн загварт шинэ оргилууд харагдаж байгаа бөгөөд энэ нь температур болон синтезийн хугацаа нэмэгдсэнтэй холбоотой байх магадлалтай.Хэдийгээр 2θ: 26.202° оргил нь бага эрчимтэй боловч дифракцийн загвар нь бал чулууны JCPDS файлтай (JCPDS #75–1621) нийцэж байгаа нь нано нүүрстөрөгч дотор бал чулууны талст байгааг харуулж байна.Энэ оргил нь MNC10-д байхгүй, магадгүй синтезийн үед нумын температур бага байдагтай холбоотой.2θ-д Fe3O4-тэй холбоотой 30.082°, 35.502°, 57.422° гэсэн гурван цагийн оргил байдаг.Энэ нь мөн 2θ-д ɣ-Fe2O3 байгааг харуулсан хоёр оргилыг харуулж байна: 43.102° ба 62.632°.20 минутын турш (MNC20) нийлэгжүүлсэн MNC-ийн хувьд 3в-р зурагт үзүүлсэн шиг MNK15-д ижил төстэй дифракцийн загвар ажиглагдаж байна.26.382°-ийн график оргилыг MNC20 дээр бас харж болно.2θ-д үзүүлсэн гурван хурц оргил: 30.102°, 35.612°, 57.402° нь Fe3O4-д зориулагдсан.Үүнээс гадна ε-Fe2O3 байгаа эсэхийг 2θ: 42.972° ба 62.61-д харуулав.Үүссэн MNC-д төмрийн ислийн нэгдлүүд байгаа нь ирээдүйд метилен хөхийг шингээх чадварт эерэгээр нөлөөлнө.
MNC болон CPO дээж дэх химийн бондын шинж чанарыг 6-р нэмэлт зураг дээрх FTIR тусгалын спектрээс тодорхойлсон. Эхэндээ, далдуу модны тосны зургаан чухал оргил нь нэмэлт Хүснэгт 1-д тайлбарласны дагуу дөрвөн өөр химийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг төлөөлдөг. CPO-д тодорхойлсон үндсэн оргилууд. нь 2913.81 см-1, 2840 см-1 ба 1463.34 см-1 бөгөөд энэ нь алкан болон бусад алифатик CH2 эсвэл CH3 бүлгүүдийн CH суналтын чичиргээг илэрхийлдэг.Тодорхойлсон оргил ойчид 1740.85 см-1, 1160.83 см-1 байна.1740.85 см-1-ийн оргил нь триглицеридын функциональ бүлгийн эфир карбонилаар сунгасан C=O холбоо юм.Үүний зэрэгцээ 1160.83 см-1-ийн оргил нь CO58.59-ийн уртасгасан эфирийн бүлгийн дардас юм.Үүний зэрэгцээ 813.54 см-1 оргил нь алканы бүлгийн дардас юм.
Тиймээс нийлэгжилтийн хугацаа нэмэгдэхийн хэрээр түүхий далдуу модны тосны шингээлтийн зарим оргилууд алга болсон.MNC10-д 2913.81 см-1 ба 2840 см-1 оргилууд ажиглагдсаар байгаа ч MNC15, MNC20-д исэлдэлтийн улмаас оргилууд алга болох хандлагатай байгаа нь сонирхолтой юм.Үүний зэрэгцээ соронзон нанокарбонд хийсэн FTIR шинжилгээгээр MNC10-20-ийн таван өөр функциональ бүлгийг төлөөлж шинээр үүссэн шингээлтийн оргилууд илэрсэн.Эдгээр оргилуудыг мөн Нэмэлт Хүснэгт 1-д жагсаасан болно. 2325.91 см-1 оргил нь CH360 алифатик бүлгийн тэгш бус CH сунгалт юм.1463.34-1443.47 см-1 оргил нь далдуу модны тос зэрэг алифатик бүлгүүдийн CH2 ба CH гулзайлтыг харуулж байгаа боловч оргил үе нь цаг хугацаа өнгөрөх тусам буурч эхэлдэг.813.54–875.35 см–1-ийн оргил нь анхилуун CH-алканы бүлгийн дардас юм.
Үүний зэрэгцээ, 2101.74 см-1 ба 1589.18 см-1-ийн оргилууд нь C=C алкин болон үнэрт цагираг үүсгэдэг CC 61 холбоог илэрхийлдэг.1695.15 см-1-ийн жижиг оргил нь карбонил бүлгийн чөлөөт тосны хүчлийн C=O холбоог харуулж байна.Синтезийн явцад CPO карбонил ба ферроценээс гаргаж авдаг.539.04-588.48 см-1 хооронд шинээр үүссэн оргилууд нь ферроцений Fe-O чичиргээний холбоонд хамаарна.Нэмэлт Зураг 4-т үзүүлсэн оргилууд дээр үндэслэн синтезийн хугацаа нь соронзон нанокарбон дахь хэд хэдэн оргил болон дахин холболтыг багасгаж болохыг харж болно.
514 нм долгионы урттай ослын лазерыг ашиглан синтезийн өөр өөр үед олж авсан соронзон нано нүүрстөрөгчийн Раман тархалтын спектроскопийн шинжилгээг Зураг 4-т үзүүлэв. MNC10, MNC15, MNC20-ийн бүх спектрүүд нь ихэвчлэн бага sp3 нүүрстөрөгчтэй холбоотой хоёр эрчимтэй зурвасаас тогтдог. нүүрстөрөгчийн төрлийн чичирхийллийн горимд согогтой нанографит талстуудаас олдсон sp262.1333–1354 см–1-ийн бүсэд байрлах эхний оргил нь D зурвасыг илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь хамгийн тохиромжтой бал чулууны хувьд тааламжгүй бөгөөд бүтцийн эмгэг болон бусад хольцтой тохирч байна63,64.1537–1595 см-1 орчмын хоёр дахь хамгийн чухал оргил нь хавтгай доторх суналт эсвэл талст ба эмх цэгцтэй бал чулуун хэлбэрээс үүсдэг.Гэсэн хэдий ч оргил нь бал чулууны G зурвастай харьцуулахад ойролцоогоор 10 см-1-ээр шилжсэн нь MNC-д хуудас овоолох дараалал бага, бүтэц нь гэмтэлтэй байгааг харуулж байна.D ба G зурвасын харьцангуй эрчмийг (ID/IG) кристаллит болон бал чулууны дээжийн цэвэр байдлыг үнэлэхэд ашигладаг.Раман спектроскопийн шинжилгээний дагуу бүх MNC-ууд 0.98-0.99-ийн хүрээнд ID/IG утгатай байсан нь Sp3 эрлийзжүүлэлтийн улмаас бүтцийн согогийг харуулж байна.Энэ нөхцөл байдал нь XPA спектрт бага эрчимтэй 2θ оргилууд байгааг тайлбарлаж болно: MNK15-д 26.20°, MNK20-д 26.28°, JCPDS файл дахь бал чулууны оргилд хуваарилагдсан 4-р зурагт үзүүлэв.Энэ ажилд олж авсан ID/IG MNC харьцаа нь бусад соронзон нано нүүрстөрөгчийн хүрээнд, тухайлбал, гидротермаль аргын хувьд 0.85-1.03, пиролитийн аргын хувьд 0.78-0.9665.66 байна.Тиймээс энэ харьцаа нь одоогийн синтетик аргыг өргөнөөр ашиглах боломжтойг харуулж байна.
MNC-ийн соронзон шинж чанарыг чичиргээт соронзон хэмжүүр ашиглан шинжилсэн.Үүссэн гистерезисийг 5-р зурагт үзүүлэв.Дүрмээр бол MNC нь синтезийн явцад ферроценээс соронзон хүчийг олж авдаг.Эдгээр нэмэлт соронзон шинж чанарууд нь ирээдүйд нано нүүрстөрөгчийн шингээх чадварыг нэмэгдүүлэх боломжтой.Зураг 5-д үзүүлснээр дээжийг супер парамагнит материал гэж тодорхойлж болно.Wahajuddin & Arora67-ийн үзэж байгаагаар супер парамагнит төлөв нь гаднах соронзон орон үйлчлэх үед дээж нь ханалтын соронзлолд (MS) соронзлогддог.Хожим нь үлдэгдэл соронзон харилцан үйлчлэл дээжүүдэд харагдахаа больсон67.Синтезийн хугацаа өнгөрөх тусам ханалтын соронзжилт нэмэгддэг нь анхаарал татаж байна.Сонирхолтой нь, MNC15 нь хамгийн өндөр соронзон ханасан байдаг, учир нь хүчтэй соронзон үүсэх (соронзонжилт) нь гадны соронзтой үед синтезийн оновчтой хугацаанаас болж үүсдэг.Энэ нь ɣ-Fe2O зэрэг бусад төмрийн ислүүдтэй харьцуулахад илүү сайн соронзон шинж чанартай Fe3O4 агуулагдаж байгаатай холбоотой байж болох юм.MNC-ийн нэгж массын шингээх ханалтын моментийн дараалал нь MNC15>MNC10>MNC20 байна.Хүлээн авсан соронзон параметрүүдийг хүснэгтэд үзүүлэв.2.
Соронзон тусгаарлалтанд ердийн соронзыг ашиглах үед соронзон ханалтын хамгийн бага утга нь ойролцоогоор 16.3 emu g-1 байна.MNC-ийн усны орчинд будагч бодис зэрэг бохирдуулагч бодисыг арилгах чадвар, MNC-ийг зайлуулахад хялбар байдал нь олж авсан нано нүүрстөрөгчийн нэмэлт хүчин зүйл болсон.Судалгаанаас үзэхэд LSM-ийн соронзон ханалт өндөр гэж үздэг.Тиймээс бүх дээж нь соронзон тусгаарлах процедурт хангалттай байхаас илүү соронзон ханалтын утгад хүрсэн байна.
Сүүлийн үед металл тууз эсвэл утаснууд нь богино долгионы хайлуулах процесст катализатор эсвэл диэлектрик байдлаар анхаарал татаж байна.Металлын богино долгионы урвал нь реактор дотор өндөр температур эсвэл урвал үүсгэдэг.Энэхүү судалгаагаар үзүүр ба нөхцөлт (ороомогтой) зэвэрдэггүй ган утас нь богино долгионы гадагшлуулах, металл халаалтыг хөнгөвчлөх болно гэж мэдэгджээ.Зэвэрдэггүй ган нь үзүүрт барзгар шинж чанартай байдаг бөгөөд энэ нь гадаргуугийн цэнэгийн нягтрал болон гадаад цахилгаан талбайн өндөр утгыг бий болгодог.Цэнэг хангалттай кинетик энергитэй болсон үед цэнэгтэй тоосонцор нь зэвэрдэггүй гангаас үсэрч, улмаар хүрээлэн буй орчныг ионжуулж, ялгадас эсвэл оч үүсгэнэ 68 .Металл ялгадас нь өндөр температурт халуун цэгүүд дагалддаг уусмалыг хагарах урвалд ихээхэн хувь нэмэр оруулдаг.Нэмэлт 2б-р зурагт үзүүлсэн температурын зураглалаас харахад температур маш хурдан өсдөг бөгөөд энэ нь хүчтэй урсах үзэгдлээс гадна өндөр температурт халуун цэгүүд байгааг харуулж байна.
Энэ тохиолдолд дулааны эффект ажиглагдаж байна, учир нь сул холбогдсон электронууд гадаргуу болон үзүүр дээр хөдөлж, төвлөрч чаддаг69.Зэвэрдэггүй ган ороох үед уусмал дахь металлын гадаргуугийн том талбай нь материалын гадаргуу дээр эргүүлэг гүйдэл үүсгэж, халаалтын нөлөөг хадгалдаг.Энэ нөхцөл нь CPO болон ферроцен, ферроцений урт нүүрстөрөгчийн гинжийг таслахад үр дүнтэй тусалдаг.Нэмэлт 2б-р зурагт үзүүлснээр тогтмол температурын хурд нь уусмалд жигд халах нөлөө ажиглагдаж байгааг харуулж байна.
MNC үүсэх механизмыг нэмэлт зураг 7-д үзүүлэв. CPO болон ферроцений урт нүүрстөрөгчийн гинж нь өндөр температурт хагарч эхэлдэг.Газрын тос нь задарч хуваагдсан нүүрсустөрөгчийг үүсгэдэг бөгөөд тэдгээр нь FESEM MNC1070 зурагт бөмбөрцөг гэж нэрлэгддэг нүүрстөрөгчийн урьдал бодис болдог.Агаар мандлын нөхцөлд хүрээлэн буй орчны эрчим хүч, даралт 71-ийн улмаас.Үүний зэрэгцээ ферроцен нь хагарч, Fe дээр хуримтлагдсан нүүрстөрөгчийн атомуудаас катализатор үүсгэдэг.Дараа нь хурдан бөөм үүсэх ба нүүрстөрөгчийн цөм исэлдэж, үндсэн дээр аморф ба графит нүүрстөрөгчийн давхарга үүсгэдэг.Цаг хугацаа ихсэх тусам бөмбөрцгийн хэмжээ илүү нарийвчлалтай, жигд болдог.Үүний зэрэгцээ одоо байгаа ван дер Ваалсын хүч нь мөн бөмбөрцөг бөөгнөрөлд хүргэдэг52.Fe ионыг Fe3O4 ба ɣ-Fe2O3 болгон бууруулах явцад (рентген фазын шинжилгээний дагуу) нано нүүрстөрөгчийн гадаргуу дээр янз бүрийн төрлийн төмрийн исэл үүсдэг бөгөөд энэ нь соронзон нанокарбон үүсэхэд хүргэдэг.EDS зураглал нь нэмэлт зураг 5a-c-д үзүүлсэн шиг Fe атомууд MNC гадаргуу дээр хүчтэй тархсан болохыг харуулсан.
Үүний ялгаа нь 20 минутын синтезийн хугацаанд нүүрстөрөгчийн нэгдэл үүсдэг.Энэ нь MNC-ийн гадаргуу дээр илүү том нүх сүв үүсгэдэг бөгөөд энэ нь MNC-ийг идэвхжүүлсэн нүүрс гэж үзэх боломжтойг 1e-g-р зурагт үзүүлсэн FESEM зурагт харуулж байна.Нүх сүвний хэмжээ дэх энэхүү ялгаа нь ферроцений төмрийн ислийн хувь нэмэртэй холбоотой байж болох юм.Үүний зэрэгцээ өндөр температурт хүрсэний улмаас гажигтай масштабууд байдаг.Соронзон нано нүүрстөрөгч нь синтезийн янз бүрийн хугацаанд өөр өөр морфологийг харуулдаг.Нанокарбонууд нь нийлэгжилтийн хугацаа богиноссон бөмбөрцөг хэлбэрийг бий болгох магадлал өндөр байдаг.Үүний зэрэгцээ, нийлэгжилтийн хугацааны ялгаа нь ердөө 5 минутын дотор боловч нүх сүв, масштабыг олж авах боломжтой.
Соронзон нано нүүрстөрөгч нь усны орчны бохирдуулагчийг зайлуулж чаддаг.Хэрэглэсний дараа тэдгээрийг амархан арилгах чадвар нь энэ ажилд олж авсан нанокарбоныг шингээгч болгон ашиглах нэмэлт хүчин зүйл юм.Соронзон нано нүүрстөрөгчийн шингээлтийн шинж чанарыг судлахдаа бид рН-ийн тохируулгагүйгээр 30 0С-т метилен хөх (MB) уусмалыг өнгөгүй болгох MNC-ийн чадварыг судалсан.Хэд хэдэн судалгаагаар 25-40 ° C-ийн температурт нүүрстөрөгчийн шингээгчийн гүйцэтгэл нь МК-ыг арилгахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэггүй гэж дүгнэсэн.Хэт их рН-ийн утга чухал үүрэг гүйцэтгэдэг ч гадаргуугийн функциональ бүлгүүд дээр цэнэг үүсч болох бөгөөд энэ нь шингээх бодис-шингээгчийн харилцан үйлчлэлийг тасалдуулж, шингээлтэд нөлөөлдөг.Тиймээс эдгээр нөхцөл байдал, ердийн бохир усыг цэвэрлэх хэрэгцээг харгалзан дээрх нөхцөлүүдийг энэхүү судалгаанд сонгосон.
Энэ ажилд төрөл бүрийн стандарт анхны концентрацитай (5-20 ppm) метилен хөхний усан уусмалын 20 мл-т 20 мг MNC-ийг тогтмол контактын хугацаанд нэмж шингээх туршилтыг багцалсан60.Нэмэлт Зураг 8-д MNC10, MNC15, MNC20-тай боловсруулалт хийхээс өмнө болон дараа нь метилен цэнхэр уусмалын янз бүрийн концентрацийн (5-20 ppm) байдлыг харуулав.Төрөл бүрийн MNC ашиглах үед MB шийдлийн өнгөний түвшин буурсан.Сонирхолтой нь MNC20 нь 5 ppm-ийн концентрацитай МБ уусмалыг амархан өнгөөр буддаг болохыг тогтоожээ.Үүний зэрэгцээ MNC20 нь бусад MNC-тэй харьцуулахад MB шийдлийн өнгөний түвшинг бууруулсан.MNC10-20-ийн хэт ягаан туяаны харагдах спектрийг Нэмэлт Зураг 9-д үзүүлэв. Үүний зэрэгцээ зайлуулах хурд ба шингээлтийн мэдээллийг Зураг 9. 6 болон хүснэгт 3-т тус тус үзүүлэв.
Хүчтэй метилен хөх оргилуудыг 664 нм ба 600 нм-ээс олж болно.Дүрмээр бол оргилын эрч хүч нь MG уусмалын анхны концентрацийг бууруулахад аажмаар буурдаг.Нэмэлт зураг 9a-д MNC10-тай эмчилгээ хийсний дараа янз бүрийн концентрацитай MB уусмалуудын хэт ягаан туяанд харагдах спектрийг харуулсан бөгөөд энэ нь оргилуудын эрчмийг бага зэрэг өөрчилсөн.Нөгөөтэйгүүр, MNC15 ба MNC20-тэй боловсруулсны дараа MB уусмалын шингээлтийн оргилууд мэдэгдэхүйц буурсан нь нэмэлт зураг 9b ба c-д тусгагдсан болно.MG уусмалын концентраци буурах тусам эдгээр өөрчлөлтүүд тодорхой харагдаж байна.Гэсэн хэдий ч гурван соронзон нүүрстөрөгчийн спектрийн өөрчлөлт нь метилен цэнхэр будгийг арилгахад хангалттай байв.
Хүснэгт 3-аас үзэхэд шингэсэн МК-ийн хэмжээ болон шингэсэн МК-ийн хувийн жингийн үр дүнг Зураг 3-т үзүүлэв. 6. Бүх MNC-д илүү өндөр анхны концентрацийг хэрэглэснээр MG-ийн шингээлт нэмэгдсэн.Үүний зэрэгцээ, шингээлтийн хувь буюу MB зайлуулах хурд (MBR) нь анхны концентраци нэмэгдэхэд эсрэг чиг хандлагыг харуулсан.MC-ийн анхны концентраци бага байх үед шингээгч гадаргуу дээр эзэнгүй идэвхтэй хэсгүүд үлддэг.Будгийн концентраци нэмэгдэхийн хэрээр будгийн молекулыг шингээх боломжтой эзгүй идэвхтэй талбайн тоо буурна.Бусад хүмүүс ийм нөхцөлд биосорбцийн идэвхтэй хэсгүүдийн ханалтад хүрнэ гэж дүгнэжээ72.
Харамсалтай нь MNC10-ийн хувьд MBR нь 10 ppm MB уусмалын дараа нэмэгдэж, буурсан.Үүний зэрэгцээ MG-ийн маш бага хэсэг нь шингээгдсэн байдаг.Энэ нь 10 ppm нь MNC10 шингээх хамгийн оновчтой концентраци гэдгийг харуулж байна.Энэ ажилд судлагдсан бүх MNC-ийн хувьд шингээх чадварын дараалал нь дараах байдалтай байв: MNC20 > MNC15 > MNC10, дундаж утгууд нь 10.36 мг/г, 6.85 мг/г ба 0.71 мг/г, MG-ийн дундаж ялгаралт байв. 87, 79%, 62.26%, 5.75% байсан.Ийнхүү MNC20 нь шингээх чадвар болон хэт ягаан туяанд харагдах спектрийг харгалзан нийлэгжүүлсэн соронзон нанокарбонуудын дунд хамгийн сайн шингээлтийн шинж чанарыг харуулсан.Хэдийгээр шингээх чадвар нь MWCNT соронзон нийлмэл (11.86 мг/г) болон халлойзит нано хоолой-соронзон Fe3O4 нано хэсгүүд (18.44 мг/г) зэрэг бусад соронзон нанокарбонуудтай харьцуулахад бага боловч энэхүү судалгаанд нэмэлт идэвхжүүлэгч хэрэглэх шаардлагагүй.Химийн бодис нь катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг.цэвэр, боломжтой синтетик аргуудаар хангах73,74.
MNC-ийн SBET-ийн утгуудаас харахад өндөр өвөрмөц гадаргуу нь MB уусмалыг шингээхэд илүү идэвхтэй газруудыг өгдөг.Энэ нь нийлэг нано нүүрстөрөгчийн үндсэн шинж чанаруудын нэг болж байна.Үүний зэрэгцээ MNC-ийн хэмжээ бага тул синтезийн хугацаа богино бөгөөд хүлээн зөвшөөрөгдөхүйц байдаг нь ирээдүйтэй шингээгчийн үндсэн чанаруудтай нийцдэг75.Уламжлалт байгалийн шингээгчтэй харьцуулахад нийлэгжүүлсэн MNC нь соронзоноор ханасан байдаг ба гадны соронзон орны нөлөөгөөр уусмалаас амархан арилдаг76.Тиймээс эмчилгээний бүх процесст шаардагдах хугацаа багасдаг.
Адсорбцийн изотермууд нь шингээлтийн процессыг ойлгоход чухал ач холбогдолтой бөгөөд дараа нь тэнцвэрт байдалд хүрэх үед шингэн ба хатуу фазын хооронд шингээх хуваалтыг харуулахад чухал ач холбогдолтой.Лангмюр ба Фрейндлихийн тэгшитгэлийг стандарт изотермийн тэгшитгэл болгон ашигладаг бөгөөд энэ нь шингээлтийн механизмыг 7-р зурагт үзүүлэв. Лангмюрийн загварын худаг нь шингээгчийн гаднах гадаргуу дээр нэг адсорбатын давхарга үүсэхийг харуулж байна.Изотермийг нэгэн төрлийн шингээх гадаргуу гэж хамгийн сайн тайлбарладаг.Үүний зэрэгцээ Фрейндлихийн изотерм нь шингээгчийн хэд хэдэн бүсүүдийн оролцоо, шингээлтийн энергийг нэг төрлийн бус гадаргуу дээр шахахад хамгийн сайн илэрхийлдэг.
MNC10, MNC15, MNC20-д зориулсан Лангмюрийн изотерм (a–c) болон Фрейндлих изотерм (d–f)-ийн загвар изотерм.
Ууссан бодисын бага концентрацид шингээх изотермууд нь ихэвчлэн шугаман байдаг77.Лангмюрын изотермийн загварын шугаман дүрслэлийг тэгшитгэлээр илэрхийлж болно.1 Шингээлтийн параметрүүдийг тодорхойлох.
KL (л/мг) нь MB-ийн MNC-тэй холбогдох хамаарлыг илэрхийлдэг Лангмюрын тогтмол юм.Үүний зэрэгцээ, qmax нь хамгийн их шингээх чадвар (мг/г), qe нь MC-ийн шингэсэн концентраци (мг/г), Ce нь MC уусмалын тэнцвэрт концентраци юм.Фрейндлихийн изотермийн загварын шугаман илэрхийлэлийг дараах байдлаар тодорхойлж болно.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 2-р сарын 16-ны хооронд