Nature.com saytına daxil olduğunuz üçün təşəkkür edirik.Siz məhdud CSS dəstəyi ilə brauzer versiyasından istifadə edirsiniz.Ən yaxşı təcrübə üçün sizə yenilənmiş brauzerdən istifadə etməyi tövsiyə edirik (və ya Internet Explorer-də Uyğunluq rejimini söndürün).Bundan əlavə, davamlı dəstəyi təmin etmək üçün biz saytı üslub və JavaScript olmadan göstəririk.
Eyni anda üç slayddan ibarət karuseli göstərir.Eyni anda üç slayd arasında hərəkət etmək üçün Əvvəlki və Sonrakı düymələrindən istifadə edin və ya bir anda üç slayd arasında hərəkət etmək üçün sonundakı sürüşmə düymələrindən istifadə edin.
Mikrodalğalı radiasiya ilə yayılan metalların mövcudluğu mübahisəlidir, çünki metallar asanlıqla alovlanır.Amma maraqlısı odur ki, tədqiqatçılar qövs boşalması fenomeninin molekulların parçalanması yolu ilə nanomaterialların sintezi üçün perspektivli bir yol təqdim etdiyini tapdılar.Bu tədqiqat, xam palma yağını maqnit nanokarbona (MNC) çevirmək üçün mikrodalğalı istilik və elektrik qövsünü birləşdirən, palma yağı istehsalı üçün yeni alternativ hesab edilə bilən bir addımlı, lakin əlverişli sintetik üsul hazırlayır.Bu, qismən təsirsiz şəraitdə daimi sarılmış paslanmayan polad məftil (dielektrik mühit) və ferrosen (katalizator) ilə bir mühitin sintezini əhatə edir.Bu üsul müxtəlif sintez müddətləri (10-20 dəq) ilə 190,9-dan 472,0°C-ə qədər olan temperatur intervalında qızdırmaq üçün uğurla nümayiş etdirilmişdir.Təzə hazırlanmış MNC-lərdə orta ölçüləri 20,38–31,04 nm, mezoporoz struktur (SBET: 14,83–151,95 m2/q) və yüksək tərkibində sabit karbon (52,79–71,24 ağırlıq%) olan kürələr, həmçinin D və G göstərilmişdir. zolaqlar (ID/g) 0,98-0,99.FTIR spektrində (522,29–588,48 sm–1) yeni zirvələrin əmələ gəlməsi ferrosendə FeO birləşmələrinin olmasının lehinə sübut edir.Maqnitometrlər ferromaqnit materiallarda yüksək maqnitləşmə doyma (22,32-26,84 emu/q) göstərir.Tullantı sularının təmizlənməsində MNC-lərin istifadəsi 5-dən 20 ppm-ə qədər müxtəlif konsentrasiyalarda metilen mavisi (MB) adsorbsiya testindən istifadə etməklə onların adsorbsiya qabiliyyətinin qiymətləndirilməsi yolu ilə nümayiş etdirilmişdir.Sintez zamanı (20 dəqiqə) əldə edilən MNC-lər digərləri ilə müqayisədə ən yüksək adsorbsiya səmərəliliyini (10,36 mq/q) göstərmiş, MB boyalarının xaric olma dərəcəsi isə 87,79% təşkil etmişdir.Buna görə də, Langmuir dəyərləri Freundlich dəyərləri ilə müqayisədə optimist deyil, R2 10 dəqiqədə (MNC10), 15 dəqiqədə (MNC15) və 20 dəqiqədə (MNC20) sintez edilən MNC-lər üçün təxminən 0.80, 0.98 və 0.99-dur.Nəticədə, adsorbsiya sistemi heterojen bir vəziyyətdədir.Buna görə də, mikrodalğalı qövs zərərli boyaları aradan qaldıra bilən CPO-nu MNC-yə çevirmək üçün perspektivli bir üsul təklif edir.
Mikrodalğalı radiasiya elektromaqnit sahələrinin molekulyar qarşılıqlı təsiri ilə materialların ən daxili hissələrini qızdıra bilər.Bu mikrodalğalı reaksiya unikaldır ki, o, sürətli və vahid istilik reaksiyasını təşviq edir.Beləliklə, istilik prosesini sürətləndirmək və kimyəvi reaksiyaları gücləndirmək mümkündür2.Eyni zamanda, reaksiya müddəti daha qısa olduğundan, mikrodalğalı reaksiya nəticədə yüksək təmizlik və yüksək məhsuldarlıq məhsulları istehsal edə bilər3,4.Mikrodalğalı radiasiya heyrətamiz xüsusiyyətlərinə görə bir çox tədqiqatlarda, o cümlədən kimyəvi reaksiyalarda və nanomateryalların sintezində istifadə olunan maraqlı mikrodalğalı sintezləri asanlaşdırır5,6.Qızdırma prosesi zamanı mühitin daxilindəki qəbuledicinin dielektrik xassələri həlledici rol oynayır, çünki o, mühitdə qaynar nöqtə yaradır ki, bu da müxtəlif morfologiya və xassələrə malik nanokarbonların əmələ gəlməsinə səbəb olur.Omoriyekomwan et al.Aktivləşdirilmiş karbon və azotdan istifadə etməklə xurma ləpələrindən içi boş karbon nanoliflərinin istehsalı8.Bundan əlavə, Fu və Həmid 350 W9 mikrodalğalı sobada yağlı palma lifi aktivləşdirilmiş karbonun istehsalı üçün katalizatorun istifadəsini müəyyən etdilər.Buna görə də, uyğun zibilləyiciləri tətbiq etməklə xam palma yağını MMC-lərə çevirmək üçün oxşar yanaşmadan istifadə edilə bilər.
Mikrodalğalı şüalanma ilə kəskin kənarları, nöqtələri və ya submikroskopik pozuntuları olan metallar arasında maraqlı bir hadisə müşahidə edilmişdir10.Bu iki obyektin mövcudluğuna elektrik qövsü və ya qığılcım (ümumiyyətlə qövs boşalması kimi istinad edilir)11,12 təsir edəcək.Qövs daha çox lokallaşdırılmış qaynar nöqtələrin əmələ gəlməsinə kömək edəcək və reaksiyaya təsir edəcək, bununla da ətraf mühitin kimyəvi tərkibini yaxşılaşdıracaq13.Bu xüsusi və maraqlı fenomen çirkləndiricilərin çıxarılması14,15, biokütlə tarının krekinqi16, mikrodalğalı piroliz17,18 və material sintezi19,20,21 kimi müxtəlif tədqiqatları cəlb etmişdir.
Son zamanlar karbon nanoborucuqları, karbon nanosferləri və dəyişdirilmiş azaldılmış qrafen oksid kimi nanokarbonlar öz xüsusiyyətlərinə görə diqqəti cəlb edir.Bu nanokarbonlar enerji istehsalından tutmuş suyun təmizlənməsi və ya zərərsizləşdirilməsinə qədər geniş tətbiqlər üçün böyük potensiala malikdir23.Bundan əlavə, əla karbon xüsusiyyətləri tələb olunur, lakin eyni zamanda yaxşı maqnit xüsusiyyətləri tələb olunur.Bu, çirkab suların təmizlənməsində metal ionlarının və boyaların yüksək adsorbsiyası, bioyanacaqda maqnit dəyişdiriciləri və hətta yüksək effektiv mikrodalğalı absorberlər daxil olmaqla çoxfunksiyalı tətbiqlər üçün çox faydalıdır24,25,26,27,28.Eyni zamanda, bu karbonların başqa bir üstünlüyü var, o cümlədən nümunənin aktiv sahəsinin səthinin artması.
Son illərdə maqnit nanokarbon materialları üzərində tədqiqatlar artmaqdadır.Tipik olaraq, bu maqnit nanokarbonlar xarici elektrostatik və ya alternativ maqnit sahələri kimi xarici katalizatorların reaksiyasına səbəb ola bilən nanoölçülü maqnit materialları olan çoxfunksiyalı materiallardır29.Maqnit xüsusiyyətlərinə görə maqnit nanokarbonlar immobilizasiya üçün geniş spektrli aktiv maddələr və mürəkkəb strukturlarla birləşdirilə bilər30.Bu arada, maqnit nanokarbonlar (MNC) sulu məhlullardan çirkləndiricilərin adsorbsiyasında əla effektivlik nümayiş etdirir.Bundan əlavə, MNC-lərdə əmələ gələn yüksək xüsusi səth sahəsi və məsamələr adsorbsiya qabiliyyətini artıra bilər31.Maqnetik separatorlar MNC-ləri yüksək reaktiv məhlullardan ayıraraq onları həyat qabiliyyətli və idarə olunan sorbentə çevirə bilər32.
Bir neçə tədqiqatçı sübut etmişdir ki, xam palma yağından istifadə etməklə yüksək keyfiyyətli nanokarbonlar əldə etmək olar33,34.Elmi olaraq Elais Guneensis kimi tanınan palma yağı, 202135-ci ildə təxminən 76,55 milyon ton istehsalı ilə əhəmiyyətli yeməli yağlardan biri hesab olunur. Xam palma yağı və ya CPO, doymamış yağ turşularının (EFA) və doymuş yağ turşularının balanslaşdırılmış nisbətini ehtiva edir. (Sinqapur Valyuta Təşkilatı).CPO-dakı karbohidrogenlərin əksəriyyəti trigliseridlərdir, üç trigliserid asetat komponentindən və bir qliserol komponentindən ibarət qliseriddir36.Bu karbohidrogenlər böyük karbon tərkibinə görə ümumiləşdirilə bilər ki, bu da onları nanokarbon istehsalı üçün potensial yaşıl prekursorlara çevirir37.Ədəbiyyata görə, CNT37,38,39,40, karbon nanosferləri33,41 və qrafen34,42,43 adətən xam palma yağı və ya yeməli yağdan istifadə edərək sintez olunur.Bu nanokarbonlar enerji istehsalından tutmuş suyun təmizlənməsinə və ya zərərsizləşdirilməsinə qədər tətbiqlərdə böyük potensiala malikdir.
CVD38 və ya piroliz33 kimi istilik sintezi palma yağının parçalanması üçün əlverişli üsula çevrilmişdir.Təəssüf ki, prosesdə yüksək temperatur istehsalın maya dəyərini artırır.Tercih edilən materialın istehsalı 44 uzun, yorucu prosedurlar və təmizləmə üsulları tələb edir.Bununla belə, xam palma yağının yüksək temperaturda yaxşı dayanıqlı olması səbəbindən fiziki ayırma və krekinq ehtiyacı danılmazdır45.Buna görə də, xam palma yağını karbonlu materiallara çevirmək üçün hələ də yüksək temperatur tələb olunur.Maye qövs maqnit nanokarbonun sintezi üçün ən yaxşı potensial və yeni üsul hesab oluna bilər 46 .Bu yanaşma yüksək həyəcanlı vəziyyətlərdə prekursorlar və həllər üçün birbaşa enerji təmin edir.Qövs boşalması xam palma yağında karbon bağlarının qırılmasına səbəb ola bilər.Bununla belə, istifadə olunan elektrod məsafəsi ciddi tələblərə cavab verməli ola bilər ki, bu da sənaye miqyasını məhdudlaşdıracaq, buna görə də hələ də səmərəli metod işlənib hazırlanmalıdır.
Bildiyimiz qədər, nanokarbonların sintezi üçün bir üsul kimi mikrodalğalardan istifadə edərək qövs boşalması ilə bağlı tədqiqatlar məhduddur.Eyni zamanda, xam palma yağının prekursor kimi istifadəsi tam tədqiq edilməmişdir.Buna görə də, bu tədqiqat mikrodalğalı sobadan istifadə edərək elektrik qövsü istifadə edərək xam palma yağı prekursorlarından maqnit nanokarbonların istehsal imkanlarını araşdırmaq məqsədi daşıyır.Palma yağının bolluğu yeni məhsullarda və tətbiqlərdə əks olunmalıdır.Xurma yağının emalına bu yeni yanaşma iqtisadi sektorun inkişafına kömək edə bilər və palma yağı istehsalçıları, xüsusilə də təsirlənmiş kiçik fermerlərin palma yağı plantasiyaları üçün başqa gəlir mənbəyi ola bilər.Ayompe və başqalarının Afrika kiçik təsərrüfatları üzərində apardığı araşdırmaya görə, kiçik təsərrüfatçılar yalnız təzə meyvə salxımlarını özləri emal etsələr və xam palma yağını vasitəçilərə satmaq əvəzinə satsalar daha çox pul qazanırlar ki, bu da bahalı və yorucu bir işdir47.Eyni zamanda, COVID-19 səbəbiylə fabriklərin bağlanmasının artması palma yağı əsaslı tətbiq məhsullarına təsir etdi.Maraqlıdır ki, əksər ev təsərrüfatlarının mikrodalğalı sobalara çıxışı olduğundan və bu tədqiqatda təklif olunan metod mümkün və sərfəli hesab olunduğundan, MNC istehsalı kiçik miqyaslı palma yağı plantasiyalarına alternativ hesab edilə bilər.Bu arada, daha geniş miqyasda, şirkətlər böyük TNC istehsal etmək üçün böyük reaktorlara investisiya edə bilərlər.
Bu tədqiqat əsasən müxtəlif müddətlər üçün dielektrik mühit kimi paslanmayan poladdan istifadə edərək sintez prosesini əhatə edir.Mikrodalğalı sobalardan və nanokarbonlardan istifadə edilən əksər ümumi tədqiqatlar 30 dəqiqə və ya daha çox məqbul sintez vaxtını təklif edir33,34.Əlçatan və həyata keçirilə bilən praktik ideyanı dəstəkləmək üçün bu tədqiqat orta sintez müddətindən aşağı olan MNC-ləri əldə etmək məqsədi daşıyırdı.Eyni zamanda, nəzəriyyə laboratoriya miqyasında sübut edildiyi və həyata keçirildiyi üçün tədqiqat texnologiyaya hazırlığın 3-cü səviyyəsinin mənzərəsini çəkir.Sonralar yaranan MNC-lər fiziki, kimyəvi və maqnit xassələri ilə xarakterizə olundu.Daha sonra əldə edilən MNC-lərin adsorbsiya qabiliyyətini nümayiş etdirmək üçün metilen mavisindən istifadə edilmişdir.
Xam palma yağı Apas Balung Mill, Sawit Kinabalu Sdn-dən əldə edilmişdir.Bhd., Tawau və sintez üçün karbon xəbərçisi kimi istifadə olunur.Bu halda, dielektrik mühit kimi 0,90 mm diametrli paslanmayan polad tel istifadə edilmişdir.Bu işdə katalizator kimi ABŞ-ın Sigma-Aldrich şirkətindən alınmış ferrosen (təmizliyi 99%) seçilmişdir.Metilen mavisi (Bendosen, 100 q) daha sonra adsorbsiya təcrübələri üçün istifadə edilmişdir.
Bu araşdırmada məişət mikrodalğalı soba (Panasonic: SAM-MG23K3513GK) mikrodalğalı reaktora çevrildi.Mikrodalğalı sobanın yuxarı hissəsində qazın giriş və çıxışı və termocüt üçün üç deşik hazırlanmışdır.Termocüt zondları keramika borularla izolyasiya edilmiş və qəzaların qarşısını almaq üçün hər bir təcrübə üçün eyni şəraitdə yerləşdirilmişdir.Eyni zamanda, nümunələri və traxeyanı yerləşdirmək üçün üç deşikli qapaqlı borosilikat şüşə reaktordan istifadə edilmişdir.Mikrodalğalı reaktorun sxematik diaqramı Əlavə Şəkil 1-də göstərilə bilər.
Karbon sələfi kimi xam palma yağından və katalizator kimi ferrosendən istifadə edərək maqnit nanokarbonlar sintez edilmişdir.Ferrosen katalizatorunun çəkisinin təxminən 5%-i məhlul katalizatoru üsulu ilə hazırlanmışdır.Ferrosen 20 ml xam palma yağı ilə 60 rpm-də 30 dəqiqə qarışdırıldı.Qarışıq daha sonra alüminium oksidi olan tigeyə köçürüldü və 30 sm uzunluğunda paslanmayan polad məftil büküldü və şaquli olaraq tigelin içərisinə yerləşdirildi.Alüminium oksidini şüşə reaktora yerləşdirin və onu möhürlənmiş şüşə qapaq ilə mikrodalğalı sobanın içərisinə etibarlı şəkildə bağlayın.Arzuolunmaz havanı kameradan çıxarmaq üçün reaksiya başlamazdan 5 dəqiqə əvvəl kameraya azot üfürülür.Mikrodalğalı sobanın gücü 800 Vt-a qədər artırıldı, çünki bu, yaxşı qövs başlanğıcını təmin edə biləcək maksimum mikrodalğalı gücdür.Buna görə də, bu, sintetik reaksiyalar üçün əlverişli şəraitin yaradılmasına kömək edə bilər.Eyni zamanda, bu, mikrodalğalı birləşmə reaksiyaları üçün vattlarda geniş istifadə olunan güc diapazonudur48,49.Qarışıq reaksiya zamanı 10, 15 və ya 20 dəqiqə qızdırıldı.Reaksiya başa çatdıqdan sonra reaktor və mikrodalğalı soba təbii olaraq otaq temperaturuna qədər soyudulur.Alüminium oksidi qabındakı son məhsul spiral naqilləri olan qara çöküntü idi.
Qara çöküntü toplanmış və bir neçə dəfə növbə ilə etanol, izopropanol (70%) və distillə edilmiş su ilə yuyulmuşdur.Yuyulduqdan və təmizləndikdən sonra məhsul arzuolunmaz çirkləri buxarlamaq üçün adi sobada 80°C-də bir gecədə qurudulur.Sonra məhsul xarakteristika üçün toplandı.MNC10, MNC15 və MNC20 etiketli nümunələr 10 dəqiqə, 15 dəqiqə və 20 dəqiqə ərzində maqnit nanokarbonları sintez etmək üçün istifadə edilmişdir.
Sahə emissiyasını skan edən elektron mikroskopu və ya FESEM (Zeiss Auriga modeli) ilə 100-150 kX böyütmə ilə MNC morfologiyasını müşahidə edin.Eyni zamanda, elementar tərkibi enerji-dispersiv rentgen spektroskopiyası (EDS) ilə təhlil edilmişdir.EMF analizi 2,8 mm iş məsafəsində və 1 kV sürətləndirici gərginlikdə aparılmışdır.Xüsusi səth sahəsi və MNC məsamə dəyərləri Brunauer-Emmett-Teller (BET) üsulu ilə, o cümlədən N2-nin 77 K-də adsorbsiya-desorbsiya izotermi ilə ölçüldü. Təhlil model səth sahəsi ölçən cihazından (MICROMERITIC ASAP 2020) istifadə edilərək aparıldı. .
Maqnit nanokarbonların kristallığı və fazası λ = 0,154 nm-də rentgen toz difraksiyası və ya XRD (Burker D8 Advance) ilə müəyyən edilmişdir.Diffraktoqramlar 2θ = 5 və 85 ° arasında 2 ° dəq-1 tarama sürətində qeydə alınıb.Bundan əlavə, Fourier transform infraqırmızı spektroskopiyadan (FTIR) istifadə etməklə MNC-lərin kimyəvi strukturu tədqiq edilmişdir.Təhlil skan sürəti 4000 ilə 400 sm-1 arasında dəyişən Perkin Elmer FTIR-Spectrum 400 istifadə edərək aparılmışdır.Maqnit nanokarbonların struktur xüsusiyyətlərinin öyrənilməsində Raman spektroskopiyası 100X obyektivli U-RAMAN spektroskopiyasında neodimyum qatqılı lazerdən (532 nm) istifadə edilərək həyata keçirilmişdir.
MNC-lərdə dəmir oksidinin maqnit doymasını ölçmək üçün vibrasiyalı maqnitometr və ya VSM (Lake Shore 7400 seriyası) istifadə edilmişdir.Təxminən 8 kOe-lik bir maqnit sahəsindən istifadə edilmiş və 200 nöqtə əldə edilmişdir.
Adsorbsiya təcrübələrində MNC-lərin adsorbent kimi potensialı öyrənilərkən metilen mavisi (MB) kationik boyadan istifadə edilmişdir.MNCs (20 mq) standart konsentrasiyaları 5-20 mq/L50 diapazonunda olan 20 ml metilen mavisinin sulu məhluluna əlavə edildi.Tədqiqat boyu məhlulun pH-ı neytral pH 7-də təyin olundu.Məhlul fırlanan çalkalayıcıda 150 rpm və 303,15 K sürətlə mexaniki olaraq qarışdırıldı (Laboratoriya yoldaşı: SI-300R).Daha sonra MNC-lər bir maqnit istifadə edərək ayrılır.Adsorbsiya təcrübəsindən əvvəl və sonra MB məhlulunun konsentrasiyasını müşahidə etmək üçün UV-görünən spektrofotometrdən (Varian Cary 50 UV-Vis Spektrofotometr) istifadə edin və maksimum 664 nm dalğa uzunluğunda metilen mavisi standart əyrisinə baxın.Təcrübə üç dəfə təkrarlandı və orta qiymət verildi.MQ-nin məhluldan çıxarılması qe tarazlığında adsorbsiya edilmiş MC-nin miqdarı və % xaric edilmə faizi üçün ümumi tənlikdən istifadə etməklə hesablanmışdır.
Adsorbsiya izotermi üzrə eksperimentlər həmçinin müxtəlif konsentrasiyalı (5-20 mq/l) MQ məhlullarının və 20 mq adsorbentin 293,15 K. mq sabit temperaturda bütün MNC-lər üçün qarışdırılması ilə aparılmışdır.
Dəmir və maqnit karbon son bir neçə onillikdə geniş şəkildə tədqiq edilmişdir.Bu karbon əsaslı maqnit materialları əla elektromaqnit xüsusiyyətlərinə görə diqqəti artıraraq, müxtəlif potensial texnoloji tətbiqlərə, əsasən də elektrik cihazlarında və suyun təmizlənməsində istifadə olunur.Bu tədqiqatda nanokarbonlar mikrodalğalı boşalmadan istifadə edərək xam palma yağında karbohidrogenləri krekinq etməklə sintez edilmişdir.Sintez müxtəlif vaxtlarda, 10 dəqiqədən 20 dəqiqəyə qədər, prekursor və katalizatorun sabit nisbətində (5: 1), metal cərəyan kollektorundan (burulmuş SS) və qismən təsirsiz (azotla təmizlənmiş arzuolunmaz hava) istifadə edərək həyata keçirildi. təcrübənin başlanğıcı).Nəticədə yaranan karbonlu çöküntülər, Əlavə Şəkil 2a-da göstərildiyi kimi, qara bərk toz şəklindədir.10 dəqiqə, 15 dəqiqə və 20 dəqiqə sintez vaxtlarında çökdürülmüş karbon məhsuldarlığı müvafiq olaraq təxminən 5.57%, 8.21% və 11.67% olmuşdur.Bu ssenari təklif edir ki, daha uzun sintez vaxtları daha yüksək məhsuldarlığa kömək edir51 - çox güman ki, qısa reaksiya müddətləri və aşağı katalizator aktivliyi səbəbindən aşağı məhsuldarlıq.
Bu vaxt, əldə edilmiş nanokarbonlar üçün sintez temperaturunun vaxta qarşı qrafiki Əlavə Şəkil 2b-də göstərilə bilər.MNC10, MNC15 və MNC20 üçün əldə edilən ən yüksək temperaturlar müvafiq olaraq 190,9°C, 434,5°C və 472°C olmuşdur.Hər bir əyri üçün, metal qövs zamanı yaranan istilik səbəbindən reaktorun daxilində temperaturun daimi yüksəlişini göstərən dik bir yamac görünə bilər.Bunu MNC10, MNC15 və MNC20 üçün müvafiq olaraq 0-2 dəq, 0-5 dəq və 0-8 dəqiqədə görmək olar.Müəyyən bir nöqtəyə çatdıqdan sonra yamac ən yüksək temperatura qalxmağa davam edir və yamac mülayim olur.
MNC nümunələrinin səth topoqrafiyasını müşahidə etmək üçün sahə emissiyasını skan edən elektron mikroskopiyadan (FESEM) istifadə edilmişdir.Şəkildə göstərildiyi kimi.1, maqnit nanokarbonlar sintezin müxtəlif vaxtlarında bir qədər fərqli morfoloji quruluşa malikdirlər.Şəkildə FESEM MNC10 şəkilləri.1a,b göstərir ki, karbon sferalarının əmələ gəlməsi yüksək səth gərginliyinə görə dolaşıq və yapışmış mikro- və nanosferlərdən ibarətdir.Eyni zamanda van der Vaals qüvvələrinin olması karbon sferalarının birləşməsinə gətirib çıxarır52.Sintez vaxtının artması daha uzun krekinq reaksiyaları səbəbindən kiçik ölçülərə və kürələrin sayının artmasına səbəb oldu.Əncirdə.1c göstərir ki, MNC15 demək olar ki, mükəmməl sferik formaya malikdir.Bununla belə, yığılmış kürələr hələ də mezoporlar əmələ gətirə bilər ki, bu da sonradan metilen mavisinin adsorbsiyası üçün yaxşı yerlərə çevrilə bilər.Şəkil 1d-də 15,000 dəfə yüksək böyüdülmədə orta ölçüsü 20,38 nm olan daha çox karbon sferalarının yığıldığını görmək olar.
7000 və 15000 dəfə böyüdülmədə 10 dəqiqə (a, b), 15 dəqiqə (c, d) və 20 dəqiqə (e–g) sonra sintez edilmiş nanokarbonların FESEM şəkilləri.
Əncirdə.1e–g MNC20 maqnit karbonun səthində kiçik kürələri olan məsamələrin inkişafını təsvir edir və maqnit aktivləşdirilmiş karbonun morfologiyasını yenidən birləşdirir53.Müxtəlif diametrli və genişlikli məsamələr maqnit karbonun səthində təsadüfi olaraq yerləşir.Buna görə də, bu, MNC20-nin niyə BET analizi ilə göstərildiyi kimi daha böyük səth sahəsi və məsamə həcmi göstərdiyini izah edə bilər, çünki onun səthində digər sintetik vaxtlara nisbətən daha çox məsamə əmələ gəlir.15 000 dəfə yüksək böyütmə ilə çəkilmiş mikroqraflar Şəkil 1g-də göstərildiyi kimi qeyri-homogen hissəcik ölçüləri və nizamsız formaları göstərdi.Böyümə müddəti 20 dəqiqəyə qədər artırıldıqda, daha çox yığılmış kürələr əmələ gəldi.
Maraqlıdır ki, eyni ərazidə burulmuş karbon lopaları da tapılıb.Kürələrin diametri 5,18 ilə 96,36 nm arasında dəyişdi.Bu formalaşma yüksək temperatur və mikrodalğalar tərəfindən asanlaşdırılan diferensial nüvələşmənin baş verməsi ilə əlaqədar ola bilər.Hazırlanmış MNC-lərin hesablanmış sfera ölçüsü MNC10 üçün orta hesabla 20,38 nm, MNC15 üçün 24,80 nm və MNC20 üçün 31,04 nm təşkil etmişdir.Kürələrin ölçü bölgüsü əlavə əncirdə göstərilmişdir.3.
Əlavə Şəkil 4-də müvafiq olaraq MNC10, MNC15 və MNC20-nin EDS spektrləri və elementar tərkibi xülasələri göstərilir.Spektrlərə uyğun olaraq hər bir nanokarbonun tərkibində fərqli miqdarda C, O və Fe olduğu qeyd edilmişdir.Bu, əlavə sintez zamanı baş verən müxtəlif oksidləşmə və krekinq reaksiyaları ilə əlaqədardır.Böyük miqdarda C-nin karbon xəbərçisi olan xam palma yağından gəldiyinə inanılır.Bu arada, O-nun aşağı faizi sintez zamanı oksidləşmə prosesi ilə əlaqədardır.Eyni zamanda, Fe ferrosen parçalanmasından sonra nanokarbon səthində çökən dəmir oksidinə aid edilir.Bundan əlavə, Əlavə Şəkil 5a–c MNC10, MNC15 və MNC20 elementlərinin xəritələşdirilməsini göstərir.Fundamental xəritələşdirmə əsasında Fe-nin MNC səthində yaxşı paylandığı müşahidə edilmişdir.
Azotun adsorbsiya-desorbsiya analizi materialın adsorbsiya mexanizmi və məsaməli strukturu haqqında məlumat verir.N2 adsorbsiya izotermləri və MNC BET səthinin qrafikləri Şek.2. FESEM təsvirlərinə əsasən, adsorbsiya davranışının aqreqasiya səbəbindən mikroməsaməli və mezoporoz strukturların birləşməsini nümayiş etdirməsi gözlənilir.Bununla belə, 2-də göstərilən qrafik adsorbentin IUPAC55-in IV tip izotermaya və H2 tip histerezis dövrəsinə bənzədiyini göstərir.Bu tip izotermlər çox vaxt mezoporoz materiallarınkinə bənzəyir.Mezoporların adsorbsiya davranışı adətən kondensasiya olunmuş maddənin molekulları ilə adsorbsiya-adsorbsiya reaksiyalarının qarşılıqlı təsiri ilə müəyyən edilir.S-şəkilli və ya S-formalı adsorbsiya izotermləri adətən birqatlı-çoxqatlı adsorbsiya nəticəsində yaranır, bunun ardınca qazın məsamələrdə maye fazaya kondensasiyası, məsamə kondensasiyası kimi tanınan kütləvi mayenin doyma təzyiqindən aşağı təzyiqlərdə maye fazaya çevrilməsi hadisəsi baş verir. Məsamələrdə kapilyar kondensasiya 0,50-dən yuxarı nisbi təzyiqlərdə (p/po) baş verir.Eyni zamanda, mürəkkəb məsamə strukturu H2 tipli histerezis nümayiş etdirir ki, bu da məsamələrin dar diapazonunda məsamələrin tıxanması və ya sızması ilə əlaqələndirilir.
BET sınaqlarından əldə edilən səthin fiziki parametrləri Cədvəl 1-də göstərilmişdir. BET səthinin sahəsi və ümumi məsamə həcmi artan sintez vaxtı ilə əhəmiyyətli dərəcədə artmışdır.MNC10, MNC15 və MNC20-nin orta məsamə ölçüləri müvafiq olaraq 7,2779 nm, 7,6275 nm və 7,8223 nm-dir.IUPAC tövsiyələrinə görə, bu ara məsamələri mezoporoz materiallar kimi təsnif etmək olar.Mezoporöz struktur metilen mavisini MNC57 tərəfindən daha asan keçirici və adsorblana bilir.Maksimum Sintez Vaxtı (MNC20) ən yüksək səth sahəsini, sonra MNC15 və MNC10 göstərdi.Daha yüksək BET səth sahəsi adsorbsiya performansını yaxşılaşdıra bilər, çünki daha çox səthi aktiv maddə sahəsi mövcuddur.
Sintez edilmiş MNC-lərin rentgen şüalarının difraksiya sxemləri Şəkil 3-də göstərilmişdir. Yüksək temperaturda ferrosen də çatlayır və dəmir oksidi əmələ gətirir.Əncirdə.3a MNC10-un XRD nümunəsini göstərir.ɣ-Fe2O3 (JCPDS #39-1346) üçün təyin edilmiş 2θ, 43.0° və 62.32°-də iki zirvə göstərir.Eyni zamanda, Fe3O4 2θ: 35,27°-də gərginləşmiş zirvəyə malikdir.Digər tərəfdən, Şəkil 3b-dəki MHC15 difraksiya modelində yeni zirvələri göstərir ki, bu da çox güman ki, temperaturun və sintez vaxtının artması ilə bağlıdır.2θ: 26.202° zirvəsi daha az intensiv olsa da, difraksiya nümunəsi qrafit JCPDS faylına (JCPDS #75–1621) uyğun gəlir və nanokarbonda qrafit kristallarının mövcudluğunu göstərir.Bu zirvə MNC10-da yoxdur, ola bilsin ki, sintez zamanı aşağı qövs temperaturu səbəbindən.2θ-da üç zaman zirvəsi var: 30.082°, 35.502°, 57.422° Fe3O4-ə aid edilir.O, həmçinin 2θ-da ɣ-Fe2O3 varlığını göstərən iki zirvə göstərir: 43,102° və 62,632°.Şəkil 3c-də göstərildiyi kimi 20 dəqiqə ərzində sintez edilmiş MNC (MNC20) üçün MNK15-də oxşar difraksiya nümunəsi müşahidə oluna bilər.26.382°-də qrafik zirvəni MNC20-də də görmək olar.2θ-də göstərilən üç kəskin zirvə: 30.102°, 35.612°, 57.402° Fe3O4 üçündür.Bundan əlavə, ε-Fe2O3 varlığı 2θ: 42,972 ° və 62,61-də göstərilir.Yaranan MNC-lərdə dəmir oksidi birləşmələrinin olması gələcəkdə metilen mavisinin adsorbsiya qabiliyyətinə müsbət təsir göstərə bilər.
MNC və CPO nümunələrində kimyəvi bağ xüsusiyyətləri Əlavə Şəkil 6-da FTIR əks etdirmə spektrlərindən müəyyən edilmişdir. İlkin olaraq, xam palma yağının altı mühüm zirvəsi Əlavə Cədvəl 1-də təsvir olunduğu kimi dörd müxtəlif kimyəvi komponenti təmsil edirdi. CPO-da müəyyən edilmiş əsas zirvələr 2913,81 sm-1, 2840 sm-1 və 1463,34 sm-1-dir ki, bunlar alkanların və digər alifatik CH2 və ya CH3 qruplarının CH uzanan vibrasiyalarına aiddir.Müəyyən edilmiş zirvə meşəçiləri 1740,85 sm-1 və 1160,83 sm-1 təşkil edir.1740,85 sm-1 səviyyəsindəki zirvə trigliserid funksional qrupunun ester karbonilinin uzatdığı C=O bağıdır.Eyni zamanda, 1160.83 sm-1-də zirvə genişlənmiş CO58.59 ester qrupunun izidir.Eyni zamanda, 813,54 sm-1 səviyyəsindəki zirvə alkan qrupunun izidir.
Buna görə də, xam palma yağında bəzi udma zirvələri sintez vaxtı artdıqca yox oldu.MNC10-da 2913,81 sm-1 və 2840 sm-1 zirvələri hələ də müşahidə oluna bilər, lakin maraqlıdır ki, MNC15 və MNC20-də zirvələr oksidləşmə səbəbindən yox olmağa meyllidir.Bu arada, maqnit nanokarbonların FTIR analizi MNC10-20-nin beş müxtəlif funksional qrupunu təmsil edən yeni əmələ gələn udma zirvələrini aşkar etdi.Bu zirvələr də Əlavə Cədvəl 1-də verilmişdir. 2325,91 sm-1 hündürlüyündəki zirvə CH360 alifatik qrupunun asimmetrik CH uzantısıdır.1463.34-1443.47 sm-1 zirvəsi palma yağı kimi alifatik qrupların CH2 və CH əyilməsini göstərir, lakin pik zamanla azalmağa başlayır.813,54–875,35 sm–1 səviyyəsindəki zirvə aromatik CH-alkan qrupunun izidir.
Bu arada, 2101,74 sm-1 və 1589,18 sm-1 zirvələri müvafiq olaraq C=C alkin və aromatik halqaları meydana gətirən CC 61 bağlarını təmsil edir.1695.15 sm-1-də kiçik bir zirvə karbonil qrupundan olan sərbəst yağ turşusunun C=O bağını göstərir.Sintez zamanı CPO karbonil və ferrosendən əldə edilir.539,04 ilə 588,48 sm-1 diapazonunda yeni yaranmış zirvələr ferrosenin Fe-O vibrasiya bağına aiddir.Əlavə Şəkil 4-də göstərilən zirvələrə əsasən, sintez vaxtının bir neçə zirvəni və maqnit nanokarbonlarda yenidən bağlanmanı azalda biləcəyini görmək olar.
514 nm dalğa uzunluğuna malik insident lazerindən istifadə etməklə sintezin müxtəlif vaxtlarında əldə edilmiş maqnit nanokarbonların Raman səpələnməsinin spektroskopik analizi Şəkil 4-də göstərilmişdir. MNC10, MNC15 və MNC20-nin bütün spektrləri adətən aşağı sp3 karbonla əlaqəli iki intensiv zolaqdan ibarətdir. karbon növlərinin vibrasiya rejimlərində qüsurları olan nanoqrafit kristalitlərində tapıldı sp262.1333–1354 sm–1 bölgəsində yerləşən birinci zirvə ideal qrafit üçün əlverişsiz olan və struktur pozğunluğuna və digər çirklərə uyğun gələn D zolağını təmsil edir63,64.1537-1595 sm-1 ətrafında ikinci ən əhəmiyyətli zirvə müstəvidə bağlanma uzanması və ya kristal və nizamlı qrafit formalarından yaranır.Bununla belə, pik qrafit G zolağı ilə müqayisədə təxminən 10 sm-1 dəyişdi ki, bu da MNC-lərin aşağı təbəqə yığma sırasına və qüsurlu quruluşa malik olduğunu göstərir.D və G zolaqlarının nisbi intensivliyi (ID/IG) kristalitlərin və qrafit nümunələrinin təmizliyini qiymətləndirmək üçün istifadə olunur.Raman spektroskopik analizinə görə, bütün MNC-lərin 0,98-0,99 diapazonunda ID/IG qiymətləri var idi ki, bu da Sp3 hibridləşməsi ilə bağlı struktur qüsurlarını göstərir.Bu vəziyyət XPA spektrlərində daha az intensiv 2θ zirvələrinin olmasını izah edə bilər: MNK15 üçün 26,20° və MNK20 üçün 26,28°, JCPDS faylında qrafit zirvəsinə təyin edilmiş Şəkil 4-də göstərildiyi kimi.Bu işdə əldə edilən ID/IG MNC nisbətləri digər maqnit nanokarbonlar diapazonundadır, məsələn, hidrotermal üsul üçün 0,85–1,03 və pirolitik üsul üçün 0,78–0,9665,66.Ona görə də bu nisbət indiki sintetik metodun geniş istifadə oluna biləcəyini göstərir.
MNC-lərin maqnit xüsusiyyətləri vibrasiyalı maqnitometrdən istifadə edərək təhlil edilmişdir.Nəticədə yaranan histerezis Fig.5-də göstərilmişdir.Bir qayda olaraq, MNC-lər sintez zamanı öz maqnitliyini ferrosendən alırlar.Bu əlavə maqnit xassələri gələcəkdə nanokarbonların adsorbsiya qabiliyyətini artıra bilər.Şəkil 5-də göstərildiyi kimi, nümunələr superparamaqnit materiallar kimi müəyyən edilə bilər.Wahajuddin & Arora67-ə görə, superparamaqnit vəziyyət ondan ibarətdir ki, nümunə xarici maqnit sahəsi tətbiq edildikdə doyma maqnitləşməsinə (MS) maqnitləşir.Daha sonra nümunələrdə qalıq maqnit qarşılıqlı təsirləri artıq görünmür67.Maraqlıdır ki, doyma maqnitləşməsi sintez vaxtı ilə artır.Maraqlıdır ki, MNC15 ən yüksək maqnit doymasına malikdir, çünki güclü maqnit əmələ gəlməsi (maqnitləşmə) xarici maqnitin mövcudluğunda optimal sintez vaxtı ilə yarana bilər.Bu, ɣ-Fe2O kimi digər dəmir oksidləri ilə müqayisədə daha yaxşı maqnit xüsusiyyətlərinə malik olan Fe3O4-ün olması ilə əlaqədar ola bilər.MNC-lərin vahid kütləsi üçün adsorbsiya doyma momentinin sırası MNC15>MNC10>MNC20-dir.Alınan maqnit parametrləri cədvəldə verilmişdir.2.
Maqnit ayırmada adi maqnitlərdən istifadə edərkən maqnit doymasının minimum dəyəri təxminən 16,3 emu g-1 təşkil edir.MNC-lərin su mühitində boyalar kimi çirkləndiriciləri aradan qaldırmaq qabiliyyəti və MNC-lərin çıxarılmasının asanlığı əldə edilən nanokarbonlar üçün əlavə amillərə çevrilmişdir.Tədqiqatlar göstərdi ki, LSM-nin maqnit doyma səviyyəsi yüksək hesab olunur.Beləliklə, bütün nümunələr maqnit ayırma proseduru üçün kifayət qədər maqnit doyma dəyərlərinə çatdı.
Bu yaxınlarda metal zolaqlar və ya məftillər mikrodalğalı birləşmə proseslərində katalizator və ya dielektrik kimi diqqəti cəlb etmişdir.Metalların mikrodalğalı reaksiyaları reaktorda yüksək temperatur və ya reaksiyalara səbəb olur.Bu araşdırma, uc və kondisionerli (qıvrılmış) paslanmayan polad telin mikrodalğalı sobanın boşaldılmasını və metalın istiləşməsini asanlaşdırdığını iddia edir.Paslanmayan polad ucun ucunda pürüzlülük var, bu da səth yükünün sıxlığının və xarici elektrik sahəsinin yüksək dəyərlərinə səbəb olur.Yük kifayət qədər kinetik enerji qazandıqda, yüklənmiş hissəciklər paslanmayan poladdan sıçrayaraq ətraf mühitin ionlaşmasına səbəb olaraq boşalma və ya qığılcım əmələ gətirir 68 .Metal axıdılması yüksək temperaturlu qaynar nöqtələrlə müşayiət olunan məhlulun krekinq reaksiyalarına əhəmiyyətli töhfə verir.Əlavə Şəkil 2b-dəki temperatur xəritəsinə əsasən, temperatur sürətlə yüksəlir və bu, güclü boşalma fenomeninə əlavə olaraq yüksək temperaturlu qaynar nöqtələrin mövcudluğunu göstərir.
Bu vəziyyətdə istilik effekti müşahidə olunur, çünki zəif bağlanmış elektronlar səthdə və ucunda hərəkət edə və cəmləşə bilər69.Paslanmayan polad sarıldığında, məhluldakı metalın böyük səth sahəsi materialın səthində burulğan cərəyanlarının yaranmasına kömək edir və istilik effektini saxlayır.Bu vəziyyət CPO və ferrosen və ferrosenin uzun karbon zəncirlərini effektiv şəkildə parçalamağa kömək edir.Əlavə Şəkil 2b-də göstərildiyi kimi, sabit temperatur dərəcəsi məhlulda vahid istilik effektinin müşahidə olunduğunu göstərir.
MNC-lərin formalaşması üçün təklif olunan mexanizm Əlavə Şəkil 7-də göstərilmişdir. CPO və ferrosenin uzun karbon zəncirləri yüksək temperaturda çatlamağa başlayır.Neft, FESEM MNC1070 təsvirində kürəciklər kimi tanınan karbon prekursorlarına çevrilən parçalanmış karbohidrogenlər yaratmaq üçün parçalanır.Ətraf mühitin enerjisi və atmosfer şəraitində təzyiq 71 hesabına.Eyni zamanda, ferrosen də çatlayır və Fe üzərində yığılmış karbon atomlarından katalizator əmələ gətirir.Daha sonra sürətli nüvələşmə baş verir və karbon nüvəsi oksidləşərək nüvənin üstündə amorf və qrafit karbon təbəqəsi əmələ gətirir.Zaman artdıqca kürənin ölçüsü daha dəqiq və vahid olur.Eyni zamanda, mövcud van der Vaals qüvvələri də sferaların aklomerasiyasına gətirib çıxarır52.Fe ionlarının Fe3O4 və ɣ-Fe2O3-ə qədər azaldılması zamanı (rentgen faza analizinə əsasən) nanokarbonların səthində müxtəlif növ dəmir oksidləri əmələ gəlir ki, bu da maqnit nanokarbonların əmələ gəlməsinə səbəb olur.EDS xəritəsi göstərdi ki, Fe atomları Əlavə Şəkillər 5a-c-də göstərildiyi kimi MNC səthində güclü şəkildə paylanıb.
Fərq ondadır ki, 20 dəqiqəlik sintez müddətində karbon aqreqasiyası baş verir.O, MNC-lərin səthində daha böyük məsamələr əmələ gətirir və bu, Şəkil 1e-g-də FESEM şəkillərində göstərildiyi kimi MNC-lərin aktivləşdirilmiş karbon kimi qəbul edilə biləcəyini göstərir.Məsamə ölçülərindəki bu fərq ferrosendən dəmir oksidinin qatqısı ilə bağlı ola bilər.Eyni zamanda, əldə edilən yüksək temperatur səbəbindən deformasiyaya uğramış tərəzilər var.Maqnit nanokarbonlar müxtəlif sintez vaxtlarında müxtəlif morfologiyalar nümayiş etdirirlər.Nanokarbonlar daha qısa sintez müddətləri ilə sferik formalar əmələ gətirir.Eyni zamanda, məsamələr və tərəzi əldə edilə bilər, baxmayaraq ki, sintez müddətindəki fərq yalnız 5 dəqiqə ərzindədir.
Maqnit nanokarbonlar su mühitindən çirkləndiriciləri təmizləyə bilər.Onların istifadə edildikdən sonra asanlıqla çıxarıla bilməsi bu işdə əldə edilən nanokarbonların adsorbent kimi istifadəsi üçün əlavə amildir.Maqnit nanokarbonların adsorbsiya xüsusiyyətlərini öyrənərkən biz MNC-lərin heç bir pH tənzimləməsi olmadan 30°C-də metilen mavisi (MB) məhlullarını rəngsizləşdirmək qabiliyyətini araşdırdıq.Bir sıra tədqiqatlar 25-40 °C temperatur diapazonunda karbon absorbentlərinin performansının MC-nin çıxarılmasının müəyyən edilməsində mühüm rol oynamadığı qənaətinə gəldi.Həddindən artıq pH dəyərləri mühüm rol oynasa da, səthin funksional qruplarında yüklər əmələ gələ bilər ki, bu da adsorbat-adsorbent qarşılıqlı təsirinin pozulmasına gətirib çıxarır və adsorbsiyaya təsir göstərir.Buna görə də, bu vəziyyətləri və tipik çirkab sularının təmizlənməsi ehtiyacını nəzərə alaraq bu işdə yuxarıda göstərilən şərtlər seçilmişdir.
Bu işdə 20 mq MNC müxtəlif standart ilkin konsentrasiyalı (5-20 ppm) 20 ml metilen mavisinin sulu məhluluna sabit təmas vaxtında60 əlavə edilməklə partiya adsorbsiya təcrübəsi aparılmışdır60.Əlavə Şəkil 8, MNC10, MNC15 və MNC20 ilə müalicədən əvvəl və sonra metilen mavisi məhlullarının müxtəlif konsentrasiyalarının (5-20 ppm) vəziyyətini göstərir.Müxtəlif MNC-lərdən istifadə edərkən MB həllərinin rəng səviyyəsi azaldı.Maraqlıdır ki, MNC20 MB məhlullarını 5 ppm konsentrasiyada asanlıqla rəngsizləşdirir.Bu arada, MNC20 digər MNC-lərlə müqayisədə MB həllinin rəng səviyyəsini də aşağı saldı.MNC10-20-nin UV görünən spektri Əlavə Şəkil 9-da göstərilmişdir. Eyni zamanda, çıxarılma dərəcəsi və adsorbsiya məlumatları müvafiq olaraq Şəkil 9. 6-da və cədvəl 3-də göstərilmişdir.
Güclü metilen mavisi zirvələri 664 nm və 600 nm-də tapıla bilər.Bir qayda olaraq, MG məhlulunun ilkin konsentrasiyasının azalması ilə pikin intensivliyi tədricən azalır.Əlavə Şəkil 9a-da MNC10 ilə müalicədən sonra müxtəlif konsentrasiyalı MB məhlullarının UV-görünən spektrləri göstərilir ki, bu da zirvələrin intensivliyini bir qədər dəyişdirmişdir.Digər tərəfdən, MNC15 və MNC20 ilə müalicədən sonra MB məhlullarının udma zirvələri müvafiq olaraq Əlavə Şəkil 9b və c-də göstərildiyi kimi əhəmiyyətli dərəcədə azalmışdır.MG məhlulunun konsentrasiyası azaldıqca bu dəyişikliklər aydın görünür.Bununla belə, hər üç maqnit karbonun əldə etdiyi spektral dəyişikliklər metilen mavisi boyasını çıxarmaq üçün kifayət idi.
Cədvəl 3-ə əsasən, adsorbsiya edilmiş MC-nin miqdarı və adsorbsiya edilmiş MC-nin faizi üçün nəticələr Şəkil 3-də göstərilmişdir. 6. Bütün MNC-lər üçün daha yüksək ilkin konsentrasiyaların istifadəsi ilə MG-nin adsorbsiyası artmışdır.Eyni zamanda, ilkin konsentrasiya artdıqda, adsorbsiya faizi və ya MB çıxarılması dərəcəsi (MBR) əks tendensiya göstərdi.Daha aşağı ilkin MC konsentrasiyalarında adsorbent səthində boş aktiv sahələr qaldı.Boya konsentrasiyası artdıqca, boya molekullarının adsorbsiyası üçün mövcud boş aktiv sahələrin sayı azalacaq.Digərləri isə belə qənaətə gəliblər ki, bu şəraitdə aktiv biosorbsiya sahələrinin doymasına nail olunacaq72.
Təəssüf ki, MNC10 üçün MBR 10 ppm MB həllindən sonra artdı və azaldı.Eyni zamanda, MG-nin yalnız çox kiçik bir hissəsi adsorbsiya olunur.Bu onu göstərir ki, 10 ppm MNC10 adsorbsiyası üçün optimal konsentrasiyadır.Bu işdə tədqiq edilən bütün MNC-lər üçün adsorbsiya tutumlarının sırası belə idi: MNC20 > MNC15 > MNC10, orta dəyərlər 10.36 mq/q, 6.85 mq/q və 0.71 mq/q, MG dərəcələrinin orta çıxarılması 87, 79%, 62,26% və 5,75% olmuşdur.Beləliklə, MNC20 adsorbsiya qabiliyyətini və UV-görünən spektri nəzərə alaraq sintez edilmiş maqnit nanokarbonlar arasında ən yaxşı adsorbsiya xüsusiyyətlərini nümayiş etdirmişdir.Adsorbsiya qabiliyyəti MWCNT maqnit kompoziti (11,86 mq/q) və halloyzit nanoboru-maqnit Fe3O4 nanohissəcikləri (18,44 mq/q) kimi digər maqnit nanokarbonlarla müqayisədə aşağı olsa da, bu tədqiqat stimullaşdırıcının əlavə istifadəsini tələb etmir.Kimyəvi maddələr katalizator rolunu oynayır.təmiz və mümkün sintetik üsulların təmin edilməsi73,74.
MNC-lərin SBET dəyərlərindən göründüyü kimi, yüksək spesifik səth MB məhlulunun adsorbsiyası üçün daha aktiv yerləri təmin edir.Bu, sintetik nanokarbonların əsas xüsusiyyətlərindən birinə çevrilir.Eyni zamanda, MNC-lərin kiçik ölçülərinə görə sintez vaxtı qısa və məqbul olur ki, bu da perspektivli adsorbentlərin əsas keyfiyyətlərinə uyğundur75.Adi təbii adsorbentlərlə müqayisədə sintez edilmiş MNC-lər maqnit cəhətdən doymuşdur və xarici maqnit sahəsinin təsiri altında məhluldan asanlıqla çıxarıla bilir76.Beləliklə, bütün müalicə prosesi üçün tələb olunan vaxt azalır.
Adsorbsiya izotermləri adsorbsiya prosesini başa düşmək və sonra tarazlığa çatdıqda maye və bərk fazalar arasında adsorbasiya arakəsmələrinin necə olduğunu nümayiş etdirmək üçün vacibdir.Şəkil 7-də göstərildiyi kimi, adsorbsiya mexanizmini izah edən standart izoterm tənlikləri kimi Langmuir və Freundlix tənliklərindən istifadə olunur.Lenqmuir modeli quyusu adsorbentin xarici səthində vahid adsorbat təbəqəsinin əmələ gəlməsini göstərir.İzotermlər ən yaxşı homojen adsorbsiya səthləri kimi təsvir edilir.Eyni zamanda, Freundlich izotermi adsorbatın qeyri-homogen səthə basılmasında bir neçə adsorbent bölgənin iştirakını və adsorbsiya enerjisini ən yaxşı şəkildə ifadə edir.
MNC10, MNC15 və MNC20 üçün Langmuir izotermi (a–c) və Freundlich izotermi (d–f) üçün model izotermi.
Aşağı məhlul konsentrasiyalarında adsorbsiya izotermləri adətən xətti olur77.Langmuir izoterm modelinin xətti təsviri tənliklə ifadə edilə bilər.1 Adsorbsiya parametrlərini təyin edin.
KL (l/mq) MB-nin MNC-yə bağlanma yaxınlığını təmsil edən Langmuir sabitidir.Bu arada qmax maksimum adsorbsiya qabiliyyətidir (mq/q), qe MC-nin adsorbsiya edilmiş konsentrasiyasıdır (mq/q), Ce isə MC məhlulunun tarazlıq konsentrasiyasıdır.Freundlich izoterm modelinin xətti ifadəsi aşağıdakı kimi təsvir edilə bilər:
Göndərmə vaxtı: 16 fevral 2023-cü il