Diolch am ymweld â Nature.com.Rydych chi'n defnyddio fersiwn porwr gyda chefnogaeth CSS gyfyngedig.I gael y profiad gorau, rydym yn argymell eich bod yn defnyddio porwr wedi'i ddiweddaru (neu analluogi Modd Cydnawsedd yn Internet Explorer).Yn ogystal, er mwyn sicrhau cefnogaeth barhaus, rydym yn dangos y wefan heb arddulliau a JavaScript.
Yn arddangos carwsél o dri sleid ar unwaith.Defnyddiwch y botymau Blaenorol a Nesaf i symud trwy dri sleid ar y tro, neu defnyddiwch y botymau llithrydd ar y diwedd i symud trwy dri sleid ar y tro.
Mae bodolaeth metelau a allyrrir gan ymbelydredd microdon yn ddadleuol oherwydd bod metelau'n tanio'n hawdd.Ond yr hyn sy'n ddiddorol yw bod yr ymchwilwyr wedi canfod bod y ffenomen rhyddhau arc yn cynnig llwybr addawol ar gyfer synthesis nanomaterials trwy hollti moleciwlau.Mae'r astudiaeth hon yn datblygu dull synthetig un cam ond fforddiadwy sy'n cyfuno gwresogi microdon ac arc trydan i drosi olew palmwydd crai yn nanocarbon magnetig (MNC), y gellir ei ystyried fel dewis arall newydd ar gyfer cynhyrchu olew palmwydd.Mae'n cynnwys synthesis cyfrwng gyda gwifren ddur di-staen wedi'i chlwyfo'n barhaol (cyfrwng dielectric) a fferocen (catalydd) o dan amodau rhannol anadweithiol.Mae'r dull hwn wedi'i ddangos yn llwyddiannus ar gyfer gwresogi yn yr ystod tymheredd o 190.9 i 472.0 ° C gydag amseroedd synthesis amrywiol (10-20 munud).Roedd MNCs a baratowyd yn ffres yn dangos sfferau â maint cyfartalog o 20.38–31.04 nm, strwythur mesoporous (SBET: 14.83–151.95 m2/g) a chynnwys uchel o garbon sefydlog (52.79–71.24 wt.%), yn ogystal â D a G. bandiau (ID/g) 0.98–0.99.Mae ffurfio copaon newydd yn sbectrwm FTIR (522.29-588.48 cm–1) yn tystio o blaid presenoldeb cyfansoddion FeO mewn fferocen.Mae magnetomedrau yn dangos dirlawnder magneteiddio uchel (22.32-26.84 emu/g) mewn deunyddiau ferromagnetig.Mae'r defnydd o MNCs mewn trin dŵr gwastraff wedi'i ddangos trwy werthuso eu gallu arsugniad gan ddefnyddio prawf arsugniad methylene glas (MB) ar grynodiadau amrywiol o 5 i 20 ppm.Dangosodd MNCs a gafwyd ar yr amser synthesis (20 munud) yr effeithlonrwydd arsugniad uchaf (10.36 mg/g) o gymharu ag eraill, a chyfradd tynnu llifyn MB oedd 87.79%.Felly, nid yw gwerthoedd Langmuir yn optimistaidd o'u cymharu â gwerthoedd Freundlich, gyda R2 tua 0.80, 0.98 a 0.99 ar gyfer MNCs wedi'u syntheseiddio ar 10 min (MNC10), 15 min (MNC15) a 20 min (MNC20) yn y drefn honno.O ganlyniad, mae'r system arsugniad mewn cyflwr heterogenaidd.Felly, mae arcing microdon yn cynnig dull addawol ar gyfer trosi CPO i MNC, a all gael gwared â llifynnau niweidiol.
Gall ymbelydredd microdon gynhesu rhannau mewnol deunyddiau trwy ryngweithio moleciwlaidd meysydd electromagnetig.Mae'r ymateb microdon hwn yn unigryw gan ei fod yn hyrwyddo ymateb thermol cyflym ac unffurf.Felly, mae'n bosibl cyflymu'r broses wresogi a gwella adweithiau cemegol2.Ar yr un pryd, oherwydd yr amser adwaith byrrach, gall yr adwaith microdon yn y pen draw gynhyrchu cynhyrchion o purdeb uchel a chynnyrch uchel3,4.Oherwydd ei briodweddau anhygoel, mae ymbelydredd microdon yn hwyluso syntheses microdon diddorol a ddefnyddir mewn llawer o astudiaethau, gan gynnwys adweithiau cemegol a synthesis nanomaterials5,6.Yn ystod y broses wresogi, mae priodweddau dielectrig y derbynnydd y tu mewn i'r cyfrwng yn chwarae rhan bendant, gan ei fod yn creu man poeth yn y cyfrwng, sy'n arwain at ffurfio nanocarbonau gyda gwahanol forffolegau ac eiddo.Mae astudiaeth gan Omoriyekomwan et al.Cynhyrchu nanofiberau carbon gwag o gnewyllyn palmwydd gan ddefnyddio carbon wedi'i actifadu a nitrogen8.Yn ogystal, penderfynodd Fu a Hamid ddefnyddio catalydd ar gyfer cynhyrchu carbon activated ffibr palmwydd olew mewn popty microdon 350 W9.Felly, gellir defnyddio dull tebyg i drosi olew palmwydd crai yn MNCs trwy gyflwyno sborionwyr addas.
Gwelwyd ffenomen ddiddorol rhwng ymbelydredd microdon a metelau gydag ymylon miniog, dotiau neu afreoleidd-dra submicrosgopig10.Bydd presenoldeb y ddau wrthrych hyn yn cael eu heffeithio gan arc neu wreichionen drydanol (y cyfeirir ato'n gyffredin fel gollyngiad arc)11,12.Bydd yr arc yn hyrwyddo ffurfio mannau poeth mwy lleol ac yn dylanwadu ar yr adwaith, a thrwy hynny wella cyfansoddiad cemegol yr amgylchedd13.Mae'r ffenomen arbennig a diddorol hon wedi denu astudiaethau amrywiol megis tynnu halogion14,15, cracio tar biomas16, pyrolysis â chymorth microdon17,18 a synthesis deunydd19,20,21.
Yn ddiweddar, mae nanocarbonau fel nanotiwbiau carbon, nanosfferau carbon, a graphene ocsid gostyngol wedi'i addasu wedi denu sylw oherwydd eu priodweddau.Mae gan y nanocarbonau hyn botensial mawr ar gyfer cymwysiadau sy'n amrywio o gynhyrchu pŵer i buro neu ddadheintio dŵr23.Yn ogystal, mae angen eiddo carbon rhagorol, ond ar yr un pryd, mae angen priodweddau magnetig da.Mae hyn yn ddefnyddiol iawn ar gyfer cymwysiadau amlswyddogaethol gan gynnwys arsugniad uchel o ïonau metel a llifynnau mewn trin dŵr gwastraff, addaswyr magnetig mewn biodanwyddau a hyd yn oed amsugyddion microdon effeithlonrwydd uchel24,25,26,27,28.Ar yr un pryd, mae gan y carbonau hyn fantais arall, gan gynnwys cynnydd yn arwynebedd arwyneb safle gweithredol y sampl.
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae ymchwil i ddeunyddiau nanocarbon magnetig ar gynnydd.Yn nodweddiadol, mae'r nanocarbonau magnetig hyn yn ddeunyddiau amlswyddogaethol sy'n cynnwys deunyddiau magnetig nanosig a all achosi i gatalyddion allanol adweithio, megis meysydd magnetig electrostatig allanol neu bob yn ail29.Oherwydd eu priodweddau magnetig, gellir cyfuno nanocarbonau magnetig ag ystod eang o gynhwysion gweithredol a strwythurau cymhleth ar gyfer llonyddu30.Yn y cyfamser, mae nanocarbonau magnetig (MNCs) yn dangos effeithlonrwydd rhagorol wrth arsugno llygryddion o doddiannau dyfrllyd.Yn ogystal, gall yr arwynebedd arwyneb penodol uchel a'r mandyllau a ffurfiwyd mewn MNCs gynyddu'r gallu arsugniad31.Gall gwahanwyr magnetig wahanu MNCs oddi wrth atebion adweithiol iawn, gan eu troi'n sorbent hyfyw a hylaw32.
Mae sawl ymchwilydd wedi dangos y gellir cynhyrchu nanocarbonau o ansawdd uchel gan ddefnyddio olew palmwydd amrwd33,34.Ystyrir bod olew palmwydd, a elwir yn wyddonol fel Elais Guneensis, yn un o'r olewau bwytadwy pwysig gyda chynhyrchiad o tua 76.55 miliwn o dunelli yn 202135. Mae olew palmwydd crai neu CPO yn cynnwys cymhareb gytbwys o asidau brasterog annirlawn (EFAs) ac asidau brasterog dirlawn (Awdurdod Ariannol Singapore).Triglyseridau yw'r rhan fwyaf o'r hydrocarbonau mewn CPO, sef glyserid sy'n cynnwys tair cydran asetad triglyserid ac un gydran glyserol36.Gellir cyffredinoli'r hydrocarbonau hyn oherwydd eu cynnwys carbon enfawr, gan eu gwneud yn rhagflaenwyr gwyrdd posibl ar gyfer cynhyrchu nanocarbonau37.Yn ôl y llenyddiaeth, mae CNT37,38,39,40, nanospheres carbon33,41 a graphene34,42,43 fel arfer yn cael eu syntheseiddio gan ddefnyddio olew palmwydd crai neu olew bwytadwy.Mae gan y nanocarbonau hyn botensial mawr mewn cymwysiadau sy'n amrywio o gynhyrchu pŵer i buro neu ddadheintio dŵr.
Mae synthesis thermol fel CVD38 neu pyrolysis33 wedi dod yn ddull ffafriol ar gyfer dadelfennu olew palmwydd.Yn anffodus, mae'r tymheredd uchel yn y broses yn cynyddu cost cynhyrchu.Mae cynhyrchu'r deunydd a ffefrir 44 yn gofyn am weithdrefnau a dulliau glanhau hirfaith, diflas.Fodd bynnag, mae'r angen am wahanu a chracio corfforol yn ddiymwad oherwydd sefydlogrwydd da olew palmwydd crai ar dymheredd uchel45.Felly, mae angen tymereddau uwch o hyd i drosi olew palmwydd crai yn ddeunyddiau carbonaidd.Gellir ystyried yr arc hylif fel y potensial gorau a'r dull newydd ar gyfer synthesis nanocarbon magnetig 46 .Mae'r dull hwn yn darparu egni uniongyrchol ar gyfer rhagflaenwyr ac atebion mewn gwladwriaethau hynod gyffrous.Gall gollyngiad arc achosi i'r bondiau carbon mewn olew palmwydd crai dorri.Fodd bynnag, efallai y bydd angen i'r bylchau electrod a ddefnyddir fodloni gofynion llym, a fydd yn cyfyngu ar y raddfa ddiwydiannol, felly mae angen datblygu dull effeithlon o hyd.
Hyd eithaf ein gwybodaeth, mae ymchwil ar ollyngiad arc gan ddefnyddio microdonau fel dull o syntheseiddio nanocarbonau yn gyfyngedig.Ar yr un pryd, nid yw'r defnydd o olew palmwydd crai fel rhagflaenydd wedi'i archwilio'n llawn.Felly, nod yr astudiaeth hon yw archwilio'r posibilrwydd o gynhyrchu nanocarbonau magnetig o ragflaenwyr olew palmwydd amrwd gan ddefnyddio arc trydan gan ddefnyddio popty microdon.Dylid adlewyrchu digonedd olew palmwydd mewn cynhyrchion a chymwysiadau newydd.Gallai'r dull newydd hwn o buro olew palmwydd helpu i roi hwb i'r sector economaidd a bod yn ffynhonnell incwm arall i gynhyrchwyr olew palmwydd, yn enwedig planhigfeydd olew palmwydd ffermwyr bach yr effeithir arnynt.Yn ôl astudiaeth o dyddynwyr Affricanaidd gan Ayompe et al., nid yw tyddynwyr ond yn ennill mwy o arian os ydynt yn prosesu clystyrau ffrwythau ffres eu hunain ac yn gwerthu olew palmwydd amrwd yn hytrach na’i werthu i ddynion canol, sy’n waith costus a diflas47.Ar yr un pryd, mae cynnydd mewn cau ffatrïoedd oherwydd COVID-19 wedi effeithio ar gynhyrchion cymwysiadau sy'n seiliedig ar olew palmwydd.Yn ddiddorol, gan fod gan y mwyafrif o gartrefi fynediad i ffyrnau microdon a bod y dull a gynigir yn yr astudiaeth hon yn gallu cael ei ystyried yn ymarferol ac yn fforddiadwy, gellir ystyried cynhyrchu MNC fel dewis arall yn lle planhigfeydd olew palmwydd ar raddfa fach.Yn y cyfamser, ar raddfa fwy, gall cwmnïau fuddsoddi mewn adweithyddion mawr i gynhyrchu TNCs mawr.
Mae'r astudiaeth hon yn ymdrin yn bennaf â'r broses synthesis gan ddefnyddio dur di-staen fel y cyfrwng dielectrig am wahanol gyfnodau.Mae’r rhan fwyaf o astudiaethau cyffredinol sy’n defnyddio microdonau a nanocarbonau yn awgrymu amser synthesis derbyniol o 30 munud neu fwy33,34.Er mwyn cefnogi syniad ymarferol hygyrch a dichonadwy, nod yr astudiaeth hon oedd cael MNCs ag amseroedd synthesis is na'r cyfartaledd.Ar yr un pryd, mae'r astudiaeth yn paentio darlun o barodrwydd technoleg lefel 3 wrth i'r ddamcaniaeth gael ei phrofi a'i gweithredu ar raddfa labordy.Yn ddiweddarach, nodweddwyd yr MNCs canlyniadol gan eu priodweddau ffisegol, cemegol a magnetig.Yna defnyddiwyd glas Methylen i ddangos gallu arsugniad y MNCs canlyniadol.
Cafwyd olew palmwydd crai o Felin Apas Balung, Sawit Kinabalu Sdn.Bhd., Tawau, ac fe'i defnyddir fel rhagflaenydd carbon ar gyfer synthesis.Yn yr achos hwn, defnyddiwyd gwifren ddur di-staen â diamedr o 0.90 mm fel cyfrwng dielectrig.Dewiswyd Ferrocene (purdeb 99%), a gafwyd o Sigma-Aldrich, UDA, fel catalydd yn y gwaith hwn.Defnyddiwyd glas Methylen (Bendosen, 100 g) ymhellach ar gyfer arbrofion arsugniad.
Yn yr astudiaeth hon, cafodd popty microdon cartref (Panasonic: SAM-MG23K3513GK) ei drawsnewid yn adweithydd microdon.Gwnaed tri thwll yn rhan uchaf y popty microdon ar gyfer y fewnfa ac allfa nwy a thermocwl.Cafodd y stilwyr thermocouple eu hinswleiddio â thiwbiau ceramig a'u gosod o dan yr un amodau ar gyfer pob arbrawf i atal damweiniau.Yn y cyfamser, defnyddiwyd adweithydd gwydr borosilicate gyda chaead tri thwll i ddarparu ar gyfer y samplau a'r trachea.Gellir cyfeirio at ddiagram sgematig o adweithydd microdon yn Ffigur 1 Atodol.
Gan ddefnyddio olew palmwydd crai fel rhagflaenydd carbon a fferocen fel catalydd, cafodd nanocarbonau magnetig eu syntheseiddio.Paratowyd tua 5% yn ôl pwysau'r catalydd ferrocene gan y dull catalydd slyri.Cymysgwyd Ferrocene ag 20 ml o olew palmwydd crai ar 60 rpm am 30 munud.Yna trosglwyddwyd y cymysgedd i grwsibl alwmina, a chafodd gwifren ddur di-staen 30 cm o hyd ei dorchi a'i gosod yn fertigol y tu mewn i'r crysgell.Rhowch y crwsibl alwmina yn yr adweithydd gwydr a'i osod yn sownd yn y popty microdon gyda chaead gwydr wedi'i selio.Chwythwyd nitrogen i'r siambr 5 munud cyn dechrau'r adwaith i dynnu aer diangen o'r siambr.Mae'r pŵer microdon wedi'i gynyddu i 800W oherwydd dyma'r pŵer microdon uchaf a all gynnal cychwyn arc da.Felly, gall hyn gyfrannu at greu amodau ffafriol ar gyfer adweithiau synthetig.Ar yr un pryd, mae hwn hefyd yn ystod pŵer a ddefnyddir yn eang mewn watiau ar gyfer adweithiau ymasiad microdon48,49.Cynheswyd y gymysgedd am 10, 15 neu 20 munud yn ystod yr adwaith.Ar ôl cwblhau'r adwaith, cafodd yr adweithydd a'r microdon eu hoeri'n naturiol i dymheredd yr ystafell.Y cynnyrch terfynol yn y crucible alwmina oedd gwaddod du gyda gwifrau helical.
Casglwyd y gwaddod du a'i olchi sawl gwaith bob yn ail ag ethanol, isopropanol (70%) a dŵr distyll.Ar ôl golchi a glanhau, caiff y cynnyrch ei sychu dros nos ar 80 ° C mewn popty confensiynol i anweddu amhureddau diangen.Yna casglwyd y cynnyrch i'w nodweddu.Defnyddiwyd samplau wedi'u labelu MNC10, MNC15, a MNC20 i syntheseiddio nanocarbonau magnetig am 10 munud, 15 munud, ac 20 munud.
Arsylwi morffoleg MNC gyda microsgop electron sganio allyriadau maes neu FESEM (model Zeiss Auriga) ar chwyddhad 100 i 150 kX.Ar yr un pryd, dadansoddwyd y cyfansoddiad elfennol gan sbectrosgopeg pelydr-X gwasgaredig ynni (EDS).Cynhaliwyd y dadansoddiad EMF ar bellter gweithio o 2.8 mm a foltedd cyflymu o 1 kV.Mesurwyd arwynebedd arwyneb penodol a gwerthoedd mandwll MNC gan ddull Brunauer-Emmett-Teller (BET), gan gynnwys yr isotherm arsugniad-amsugno o N2 yn 77 K. Perfformiwyd y dadansoddiad gan ddefnyddio model mesurydd arwynebedd arwyneb (MICROMERITIC ASAP 2020) .
Pennwyd crisialoldeb a chyfnod y nanocarbonau magnetig gan ddifreithiant powdr pelydr-X neu XRD (Burker D8 Advance) ar λ = 0.154 nm.Cofnodwyd diffractogramau rhwng 2θ = 5 ac 85° ar gyfradd sgan o 2° min-1.Yn ogystal, archwiliwyd strwythur cemegol MNCs gan ddefnyddio sbectrosgopeg isgoch trawsnewid Fourier (FTIR).Perfformiwyd y dadansoddiad gan ddefnyddio Perkin Elmer FTIR-Sbectrwm 400 gyda chyflymder sgan yn amrywio o 4000 i 400 cm-1.Wrth astudio nodweddion strwythurol nanocarbonau magnetig, perfformiwyd sbectrosgopeg Raman gan ddefnyddio laser dop neodymium (532 nm) mewn sbectrosgopeg U-RAMAN gydag amcan 100X.
Defnyddiwyd magnetomedr dirgrynol neu VSM (cyfres Lake Shore 7400) i fesur dirlawnder magnetig ocsid haearn mewn MNCs.Defnyddiwyd maes magnetig o tua 8 kOe a chafwyd 200 o bwyntiau.
Wrth astudio potensial MNCs fel arsugnyddion mewn arbrofion arsugniad, defnyddiwyd y lliw cationic methylene glas (MB).Ychwanegwyd MNCs (20 mg) at 20 ml o hydoddiant dyfrllyd o methylene glas gyda chrynodiadau safonol yn yr ystod o 5-20 mg/L50.Gosodwyd pH yr hydoddiant ar pH niwtral o 7 trwy gydol yr astudiaeth.Trowyd yr ateb yn fecanyddol ar 150 rpm a 303.15 K ar ysgydwr cylchdro (Lab Companion: SI-300R).Yna mae'r MNCs yn cael eu gwahanu gan ddefnyddio magnet.Defnyddiwch sbectroffotomedr UV-gweladwy (Varian Cary 50 UV-Vis Spectrophotometer) i arsylwi crynodiad yr hydoddiant MB cyn ac ar ôl yr arbrawf arsugniad, a chyfeiriwch at gromlin safonol glas methylene ar donfedd uchaf o 664 nm.Ailadroddwyd yr arbrawf dair gwaith a rhoddwyd y gwerth cyfartalog.Cyfrifwyd tynnu MG o'r datrysiad gan ddefnyddio'r hafaliad cyffredinol ar gyfer faint o MC a arsugnwyd ar ecwilibrium qe a chanran y tynnu %.
Cynhaliwyd arbrofion ar yr isotherm arsugniad hefyd gan droi crynodiadau amrywiol (5-20 mg/l) o hydoddiannau MG ac 20 mg o'r arsugniad ar dymheredd cyson o 293.15 K. mg ar gyfer pob MNC.
Mae haearn a charbon magnetig wedi cael eu hastudio'n helaeth dros y degawdau diwethaf.Mae'r deunyddiau magnetig carbon hyn yn denu sylw cynyddol oherwydd eu priodweddau electromagnetig rhagorol, gan arwain at amrywiol gymwysiadau technolegol posibl, yn bennaf mewn offer trydanol a thrin dŵr.Yn yr astudiaeth hon, cafodd nanocarbonau eu syntheseiddio trwy hollti hydrocarbonau mewn olew palmwydd crai gan ddefnyddio gollyngiad microdon.Cynhaliwyd y synthesis ar wahanol adegau, o 10 i 20 munud, ar gymhareb sefydlog (5: 1) o'r rhagflaenydd a'r catalydd, gan ddefnyddio casglwr cerrynt metel (SS troellog) ac yn rhannol anadweithiol (aer annymunol wedi'i lanhau â nitrogen yn y dechrau'r arbrawf).Mae'r dyddodion carbonaidd canlyniadol ar ffurf powdr solet du, fel y dangosir yn Ffig. Atodol 2a.Roedd y cynnyrch carbon gwaddodol tua 5.57%, 8.21%, ac 11.67% ar adegau synthesis o 10 munud, 15 munud, ac 20 munud, yn y drefn honno.Mae’r senario hwn yn awgrymu bod amseroedd synthesis hirach yn cyfrannu at gynnyrch uwch51—cynnyrch isel, yn fwyaf tebygol oherwydd amseroedd ymateb byr a gweithgaredd catalydd isel.
Yn y cyfamser, gellir cyfeirio at lain o dymheredd synthesis yn erbyn amser ar gyfer y nanocarbonau a gafwyd yn Ffigur Atodol 2b.Y tymereddau uchaf a gafwyd ar gyfer MNC10, MNC15 a MNC20 oedd 190.9°C, 434.5°C a 472°C, yn y drefn honno.Ar gyfer pob cromlin, gellir gweld llethr serth, sy'n dangos cynnydd cyson yn y tymheredd y tu mewn i'r adweithydd oherwydd y gwres a gynhyrchir yn ystod yr arc metel.Gellir gweld hyn ar 0–2 munud, 0–5 munud, a 0–8 munud ar gyfer MNC10, MNC15, a MNC20, yn y drefn honno.Ar ôl cyrraedd pwynt penodol, mae'r llethr yn parhau i hofran i'r tymheredd uchaf, ac mae'r llethr yn dod yn gymedrol.
Defnyddiwyd microsgopeg electron sganio allyriadau maes (FESEM) i arsylwi topograffeg arwyneb y samplau MNC.Fel y dangosir yn ffig.1, mae gan nanocarbonau magnetig strwythur morffolegol ychydig yn wahanol ar adeg wahanol o synthesis.Delweddau o FESEM MNC10 yn ffig.Mae 1a,b yn dangos bod ffurfio sfferau carbon yn cynnwys micro-a nanosfferau wedi'u maglu a'u cysylltu oherwydd tensiwn arwyneb uchel.Ar yr un pryd, mae presenoldeb grymoedd van der Waals yn arwain at agregu sfferau carbon52.Arweiniodd y cynnydd mewn amser synthesis at feintiau llai a chynnydd yn nifer y sfferau oherwydd adweithiau cracio hirach.Ar ffig.Mae 1c yn dangos bod gan MNC15 siâp sfferig bron yn berffaith.Fodd bynnag, gall y sfferau agregedig ffurfio mesoporau o hyd, a all ddod yn safleoedd da yn ddiweddarach ar gyfer arsugniad glas methylene.Gyda chwyddhad uchel o 15,000 o weithiau yn Ffig. 1d gellir gweld mwy o sfferau carbon wedi'u crynhoi gyda maint cyfartalog o 20.38 nm.
Delweddau FESEM o nanocarbonau wedi'u syntheseiddio ar ôl 10 munud (a, b), 15 munud (c, d) ac 20 munud (e–g) ar 7000 a 15000 o weithiau chwyddo.
Ar ffig.Mae 1e–g MNC20 yn darlunio datblygiad mandyllau gyda sfferau bach ar wyneb carbon magnetig ac yn ail-gydosod morffoleg carbon wedi'i actifadu'n fagnetig53.Mae mandyllau o wahanol diamedrau a lled wedi'u lleoli ar hap ar wyneb carbon magnetig.Felly, gallai hyn esbonio pam y dangosodd MNC20 fwy o arwynebedd arwyneb a chyfaint mandwll fel y dangosir gan ddadansoddiad BET, wrth i fwy o fandyllau ffurfio ar ei wyneb nag ar adegau synthetig eraill.Roedd micrograffau a gymerwyd ar chwyddhad uchel o 15,000 o weithiau yn dangos meintiau gronynnau anhomogenaidd a siapiau afreolaidd, fel y dangosir yn Ffig. 1g.Pan gynyddwyd yr amser twf i 20 munud, ffurfiwyd sfferau mwy cryno.
Yn ddiddorol, canfuwyd naddion carbon dirdro hefyd yn yr un ardal.Roedd diamedr y sfferau yn amrywio o 5.18 i 96.36 nm.Gall y ffurfiad hwn fod oherwydd cnewyllyn gwahaniaethol, sy'n cael ei hwyluso gan dymheredd uchel a microdonau.Maint sffêr cyfrifedig y MNCs a baratowyd oedd 20.38 nm ar gyfartaledd ar gyfer MNC10, 24.80 nm ar gyfer MNC15, a 31.04 nm ar gyfer MNC20.Dangosir dosraniad maint y sfferau yn y ffigys atodol.3.
Mae Ffigur Atodol 4 yn dangos sbectra EDS a chrynodebau cyfansoddiad elfennol MNC10, MNC15, ac MNC20, yn y drefn honno.Yn ôl y sbectra, nodwyd bod pob nanocarbon yn cynnwys swm gwahanol o C, O, a Fe.Mae hyn oherwydd yr adweithiau ocsideiddio a chracio amrywiol sy'n digwydd yn ystod yr amser synthesis ychwanegol.Credir bod llawer iawn o C yn dod o'r rhagflaenydd carbon, olew palmwydd crai.Yn y cyfamser, mae'r ganran isel o O oherwydd y broses ocsideiddio yn ystod synthesis.Ar yr un pryd, priodolir Fe i haearn ocsid a adneuwyd ar yr wyneb nanocarbon ar ôl dadelfennu ferrosen.Yn ogystal, mae Ffigur Atodol 5a–c yn dangos mapio elfennau MNC10, MNC15, ac MNC20.Yn seiliedig ar fapio sylfaenol, sylwyd bod Fe wedi'i ddosbarthu'n dda dros wyneb yr MNC.
Mae dadansoddiad arsugniad-arsugniad nitrogen yn darparu gwybodaeth am y mecanwaith arsugniad a strwythur mandyllog y deunydd.Mae isothermau arsugniad N2 a graffiau o arwyneb MNC BET yn cael eu dangos mewn Ffigys.2. Yn seiliedig ar y delweddau FESEM, disgwylir i'r ymddygiad arsugniad arddangos cyfuniad o strwythurau micromandyllog a mesoporous oherwydd agregu.Fodd bynnag, mae'r graff yn Ffig. 2 yn dangos bod yr arsugniad yn debyg i isotherm math IV a dolen hysteresis math H2 IUPAC55.Mae'r math hwn o isotherm yn aml yn debyg i ddeunyddiau mesoporous.Mae ymddygiad arsugniad mesoporau fel arfer yn cael ei bennu gan ryngweithio adweithiau arsugniad-arsugniad â moleciwlau'r mater cyddwys.Mae isothermau arsugniad siâp S neu siâp S fel arfer yn cael eu hachosi gan arsugniad un haen-aml-haen ac yna ffenomen lle mae nwy yn cyddwyso i gyfnod hylifol mewn mandyllau ar bwysau islaw pwysedd dirlawnder yr hylif swmp, a elwir yn anwedd mandwll 56. Mae anwedd capilari mewn mandyllau yn digwydd ar bwysau cymharol (p/po) uwchlaw 0.50.Yn y cyfamser, mae'r strwythur mandwll cymhleth yn arddangos hysteresis math H2, a briodolir i blygio mandwll neu ollyngiad mewn ystod gul o fandyllau.
Dangosir paramedrau ffisegol yr arwyneb a gafwyd o'r profion BET yn Nhabl 1. Cynyddodd arwynebedd arwyneb BET a chyfanswm cyfaint pore yn sylweddol gydag amser synthesis cynyddol.Meintiau mandwll cyfartalog MNC10, MNC15, a MNC20 yw 7.2779 nm, 7.6275 nm, a 7.8223 nm, yn y drefn honno.Yn ôl argymhellion IUPAC, gellir dosbarthu'r mandyllau canolradd hyn fel deunyddiau mesoporous.Gall y strwythur mesoporous wneud glas methylene yn haws athraidd ac arsugnadwy erbyn MNC57.Yr Amser Synthesis Uchaf (MNC20) a ddangosodd yr arwynebedd arwyneb uchaf, ac yna MNC15 a MNC10.Gall arwynebedd BET uwch wella perfformiad arsugniad gan fod mwy o safleoedd syrffactydd ar gael.
Dangosir patrymau diffreithiant pelydr-X o'r MNCs wedi'u syntheseiddio yn Ffig. 3. Ar dymheredd uchel, mae fferosen hefyd yn cracio ac yn ffurfio haearn ocsid.Ar ffig.Mae 3a yn dangos patrwm XRD MNC10.Mae'n dangos dau gopa ar 2θ, 43.0° a 62.32°, sy'n cael eu neilltuo i ɣ-Fe2O3 (JCPDS #39–1346).Ar yr un pryd, mae gan Fe3O4 uchafbwynt straen ar 2θ: 35.27 °.Ar y llaw arall, ym mhatrwm diffreithiant MHC15 yn Ffig. 3b mae copaon newydd, sy'n fwyaf tebygol o fod yn gysylltiedig â chynnydd mewn tymheredd ac amser synthesis.Er bod y brig 2θ: 26.202° yn llai dwys, mae'r patrwm diffreithiant yn gyson â ffeil graffit JCPDS (JCPDS #75–1621), sy'n nodi presenoldeb crisialau graffit o fewn y nanocarbon.Mae'r brig hwn yn absennol yn MNC10, o bosibl oherwydd y tymheredd arc isel yn ystod synthesis.Ar 2θ mae tri brig amser: 30.082°, 35.502°, 57.422° wedi'i briodoli i Fe3O4.Mae hefyd yn dangos dau gopa sy'n nodi presenoldeb ɣ-Fe2O3 ar 2θ: 43.102° a 62.632°.Ar gyfer MNC wedi'i syntheseiddio am 20 munud (MNC20), fel y dangosir yn Ffig. 3c, gellir gweld patrwm diffreithiant tebyg yn MNK15.Mae’r brig graffigol ar 26.382° hefyd i’w weld yn yr MNC20.Mae'r tri chopa sydyn a ddangosir ar 2θ: 30.102°, 35.612°, 57.402° ar gyfer Fe3O4.Yn ogystal, dangosir presenoldeb ε-Fe2O3 ar 2θ: 42.972 ° a 62.61.Gall presenoldeb cyfansoddion haearn ocsid yn y MNCs canlyniadol gael effaith gadarnhaol ar y gallu i arsugniad methylene glas yn y dyfodol.
Penderfynwyd ar nodweddion bondiau cemegol yn y samplau MNC a CPO o sbectra adlewyrchiad FTIR yn Ffigur Atodol 6. I ddechrau, roedd y chwe brig pwysig o olew palmwydd crai yn cynrychioli pedair cydran gemegol wahanol fel y disgrifir yn Nhabl Atodol 1. Y brigau sylfaenol a nodwyd yn GPG yw 2913.81 cm-1, 2840 cm-1 a 1463.34 cm-1, sy'n cyfeirio at ddirgryniadau ymestyn CH o alcanau a grwpiau CH2 neu CH3 aliffatig eraill.Y coedwigwyr brig a nodwyd yw 1740.85 cm-1 a 1160.83 cm-1.Mae'r brig ar 1740.85 cm-1 yn fond C=O wedi'i ymestyn gan ester carbonyl y grŵp gweithredol triglyserid.Yn y cyfamser, y brig yn 1160.83 cm-1 yw argraffnod y grŵp ester CO58.59 estynedig.Yn y cyfamser, yr uchafbwynt ar 813.54 cm-1 yw argraffnod y grŵp alcan.
Felly, diflannodd rhai copaon amsugno mewn olew palmwydd crai wrth i'r amser synthesis gynyddu.Gellir gweld copaon ar 2913.81 cm-1 a 2840 cm-1 o hyd yn MNC10, ond mae'n ddiddorol bod y copaon yn MNC15 a MNC20 yn tueddu i ddiflannu oherwydd ocsidiad.Yn y cyfamser, datgelodd dadansoddiad FTIR o nanocarbonau magnetig copaon amsugno newydd yn cynrychioli pum grŵp swyddogaethol gwahanol o MNC10-20.Mae'r copaon hyn hefyd wedi'u rhestru yn Nhabl Atodol 1. Y brig yn 2325.91 cm-1 yw darn anghymesur CH o'r grŵp aliffatig CH360.Mae'r brig yn 1463.34-1443.47 cm-1 yn dangos plygu CH2 a CH o grwpiau aliffatig fel olew palmwydd, ond mae'r brig yn dechrau lleihau gydag amser.Mae'r brig ar 813.54–875.35 cm–1 yn argraffnod o'r grŵp CH-alcanau aromatig.
Yn y cyfamser, mae'r copaon ar 2101.74 cm-1 a 1589.18 cm-1 yn cynrychioli bondiau CC 61 sy'n ffurfio modrwyau alcyn C=C a aromatig, yn y drefn honno.Mae brig bach ar 1695.15 cm-1 yn dangos bond C=O yr asid brasterog rhydd o'r grŵp carbonyl.Fe'i ceir o CPO carbonyl a ferrosen yn ystod synthesis.Mae'r copaon sydd newydd ei ffurfio yn yr ystod o 539.04 i 588.48 cm-1 yn perthyn i fond dirgrynol Fe-O o fferocen.Yn seiliedig ar y brigau a ddangosir yn Ffigur Atodol 4, gellir gweld y gall amser synthesis leihau sawl brig ac ail-bondio mewn nanocarbonau magnetig.
Dangosir dadansoddiad sbectrosgopig o Raman gwasgariad o nanocarbonau magnetig a gafwyd ar wahanol adegau o synthesis gan ddefnyddio laser digwyddiad gyda thonfedd o 514 nm yn Ffigur 4. Mae holl sbectra o MNC10, MNC15 a MNC20 yn cynnwys dau fand dwys sy'n gysylltiedig â carbon sp3 isel, yn gyffredin a geir mewn crisialau nanograffit gyda diffygion mewn dulliau dirgrynol o rywogaethau carbon sp262.Mae'r brig cyntaf, sydd wedi'i leoli tua 1333–1354 cm–1, yn cynrychioli'r band D, sy'n anffafriol ar gyfer graffit delfrydol ac yn cyfateb i anhwylder adeileddol ac amhureddau eraill63,64.Mae'r ail gopa pwysicaf tua 1537–1595 cm-1 yn deillio o ymestyn bondiau mewn awyren neu ffurfiau graffit crisialog a threfnus.Fodd bynnag, symudodd y brig tua 10 cm-1 o'i gymharu â'r band graffit G, sy'n dangos bod gan y MNCs orchymyn pentyrru dalennau isel a strwythur diffygiol.Defnyddir dwyster cymharol y bandiau D a G (ID/IG) i werthuso purdeb crisialau a samplau graffit.Yn ôl dadansoddiad sbectrosgopig Raman, roedd gan bob MNC werthoedd ID/IG yn yr ystod o 0.98–0.99, gan nodi diffygion strwythurol oherwydd hybrideiddio Sp3.Gall y sefyllfa hon esbonio presenoldeb copaon 2θ llai dwys yn y sbectra XPA: 26.20° ar gyfer MNK15 a 26.28° ar gyfer MNK20, fel y dangosir yn Ffig. 4, sy'n cael ei neilltuo i'r brig graffit yn ffeil JCPDS.Mae'r cymarebau ID/IG MNC a geir yn y gwaith hwn yn yr ystod o nanocarbonau magnetig eraill, er enghraifft, 0.85–1.03 ar gyfer y dull hydrothermol a 0.78–0.9665.66 ar gyfer y dull pyrolytig.Felly, mae'r gymhareb hon yn dangos y gellir defnyddio'r dull synthetig presennol yn eang.
Dadansoddwyd nodweddion magnetig y MNCs gan ddefnyddio magnetomedr dirgrynol.Dangosir yr hysteresis canlyniadol yn Ffig.5.Fel rheol, mae MNCs yn caffael eu magnetedd o fferocen yn ystod synthesis.Gall y priodweddau magnetig ychwanegol hyn gynyddu gallu arsugniad nanocarbonau yn y dyfodol.Fel y dangosir yn Ffigur 5, gellir nodi'r samplau fel deunyddiau superparamagnetig.Yn ôl Wahajuddin & Arora67, y cyflwr superparamagnetig yw bod y sampl yn cael ei magnetized i magnetization dirlawnder (MS) pan fydd maes magnetig allanol yn cael ei gymhwyso.Yn ddiweddarach, nid yw rhyngweithiadau magnetig gweddilliol bellach yn ymddangos yn y samplau67.Mae'n werth nodi bod y magnetization dirlawnder yn cynyddu gyda'r amser synthesis.Yn ddiddorol, mae gan MNC15 y dirlawnder magnetig uchaf oherwydd gall ffurfio magnetig cryf (magneteiddio) gael ei achosi gan yr amser synthesis gorau posibl ym mhresenoldeb magnet allanol.Gall hyn fod oherwydd presenoldeb Fe3O4, sydd â gwell priodweddau magnetig o'i gymharu ag ocsidau haearn eraill megis ɣ-Fe2O.Trefn yr eiliad arsugniad dirlawnder fesul uned màs o MNCs yw MNC15>MNC10>MNC20.Rhoddir y paramedrau magnetig a gafwyd yn y tabl.2 .
Mae gwerth lleiaf dirlawnder magnetig wrth ddefnyddio magnetau confensiynol mewn gwahaniad magnetig tua 16.3 emu g-1.Mae gallu MNCs i gael gwared ar halogion fel llifynnau yn yr amgylchedd dyfrol a rhwyddineb tynnu MNCs wedi dod yn ffactorau ychwanegol ar gyfer y nanocarbonau a gafwyd.Mae astudiaethau wedi dangos bod dirlawnder magnetig yr LSM yn cael ei ystyried yn uchel.Felly, cyrhaeddodd pob sampl werthoedd dirlawnder magnetig yn fwy na digon ar gyfer y weithdrefn gwahanu magnetig.
Yn ddiweddar, mae stribedi neu wifrau metel wedi denu sylw fel catalyddion neu deuelectrig mewn prosesau ymasiad microdon.Mae adweithiau microdon o fetelau yn achosi tymereddau uchel neu adweithiau o fewn yr adweithydd.Mae'r astudiaeth hon yn honni bod y blaen a'r wifren ddur di-staen cyflyru (coiliog) yn hwyluso gollwng microdon a gwresogi metel.Mae gan ddur di-staen garwedd amlwg ar y blaen, sy'n arwain at werthoedd uchel o ddwysedd tâl arwyneb a maes trydan allanol.Pan fydd y tâl wedi ennill digon o egni cinetig, bydd y gronynnau gwefredig yn neidio allan o'r dur di-staen, gan achosi i'r amgylchedd ïoneiddio, gan gynhyrchu gollyngiad neu wreichionen 68 .Mae gollyngiadau metel yn cyfrannu'n sylweddol at adweithiau cracio hydoddiant ynghyd â mannau poeth tymheredd uchel.Yn ôl y map tymheredd yn Ffig. Atodol 2b, mae'r tymheredd yn codi'n gyflym, gan nodi presenoldeb mannau poeth tymheredd uchel yn ychwanegol at y ffenomen rhyddhau cryf.
Yn yr achos hwn, gwelir effaith thermol, oherwydd gall electronau sydd wedi'u rhwymo'n wan symud a chanolbwyntio ar yr wyneb ac ar y domen69.Pan fydd dur di-staen yn cael ei glwyfo, mae arwynebedd mawr y metel mewn hydoddiant yn helpu i achosi ceryntau trolif ar wyneb y deunydd ac yn cynnal yr effaith wresogi.Mae'r cyflwr hwn i bob pwrpas yn helpu i hollti cadwyni carbon hir GPG a fferocen a fferocen.Fel y dangosir yn Ffig. Atodol 2b, mae cyfradd tymheredd cyson yn dangos bod effaith gwresogi unffurf yn cael ei arsylwi yn yr hydoddiant.
Dangosir mecanwaith arfaethedig ar gyfer ffurfio MNCs yn Ffigur Atodol 7. Mae cadwyni carbon hir GPG a fferocen yn dechrau cracio ar dymheredd uchel.Mae'r olew yn torri i lawr i ffurfio hydrocarbonau hollt sy'n dod yn rhagflaenwyr carbon a elwir yn globylau yn y ddelwedd FESEM MNC1070.Oherwydd egni'r amgylchedd a phwysau 71 mewn amodau atmosfferig.Ar yr un pryd, mae ferrosen hefyd yn cracio, gan ffurfio catalydd o atomau carbon a adneuwyd ar Fe.Yna mae cnewyllo cyflym yn digwydd ac mae'r craidd carbon yn ocsideiddio i ffurfio haen garbon amorffaidd a graffitig ar ben y craidd.Wrth i amser gynyddu, mae maint y sffêr yn dod yn fwy manwl gywir ac unffurf.Ar yr un pryd, mae lluoedd presennol van der Waals hefyd yn arwain at grynhoad o sfferau52.Yn ystod y gostyngiad o ïonau Fe i Fe3O4 a ɣ-Fe2O3 (yn ôl dadansoddiad cyfnod pelydr-X), mae gwahanol fathau o ocsidau haearn yn cael eu ffurfio ar wyneb nanocarbonau, sy'n arwain at ffurfio nanocarbonau magnetig.Dangosodd mapio EDS fod yr atomau Fe wedi'u dosbarthu'n gryf dros wyneb yr MNC, fel y dangosir yn Ffigurau Atodol 5a-c.
Y gwahaniaeth yw bod agregu carbon yn digwydd ar amser synthesis o 20 munud.Mae'n ffurfio mandyllau mwy ar wyneb MNCs, sy'n awgrymu y gellir ystyried MNCs fel carbon actifedig, fel y dangosir yn y delweddau FESEM yn Ffig. 1e–g.Gall y gwahaniaeth hwn mewn meintiau mandwll fod yn gysylltiedig â chyfraniad haearn ocsid o fferocen.Ar yr un pryd, oherwydd y tymheredd uchel a gyrhaeddwyd, mae graddfeydd anffurfiedig.Mae nanocarbonau magnetig yn arddangos morffolegau gwahanol ar wahanol adegau synthesis.Mae nanocarbonau yn fwy tebygol o ffurfio siapiau sfferig gydag amseroedd synthesis byrrach.Ar yr un pryd, mae pores a graddfeydd yn gyraeddadwy, er mai dim ond o fewn 5 munud y mae'r gwahaniaeth mewn amser synthesis.
Gall nanocarbonau magnetig dynnu llygryddion o'r amgylchedd dyfrol.Mae eu gallu i gael eu tynnu'n hawdd ar ôl eu defnyddio yn ffactor ychwanegol ar gyfer defnyddio'r nanocarbonau a geir yn y gwaith hwn fel arsugnyddion.Wrth astudio priodweddau arsugniad nanocarbonau magnetig, fe wnaethom ymchwilio i allu MNCs i ddadliwio hydoddiannau methylene glas (MB) ar 30 ° C heb unrhyw addasiad pH.Mae sawl astudiaeth wedi dod i'r casgliad nad yw perfformiad amsugyddion carbon yn yr ystod tymheredd o 25-40 ° C yn chwarae rhan bwysig wrth bennu tynnu MC.Er bod gwerthoedd pH eithafol yn chwarae rhan bwysig, gall taliadau ffurfio ar yr wyneb grwpiau swyddogaethol, sy'n arwain at amharu ar y rhyngweithio adsorbate-adsorbent ac yn effeithio ar arsugniad.Felly, dewiswyd yr amodau uchod yn yr astudiaeth hon gan ystyried y sefyllfaoedd hyn a'r angen am driniaeth dŵr gwastraff nodweddiadol.
Yn y gwaith hwn, cynhaliwyd arbrawf arsugniad swp trwy ychwanegu 20 mg o MNCs at 20 ml o hydoddiant dyfrllyd o methylene glas gyda chrynodiadau cychwynnol safonol amrywiol (5-20 ppm) ar amser cyswllt sefydlog60.Mae Ffigur Atodol 8 yn dangos statws crynodiadau amrywiol (5–20 ppm) o hydoddiannau methylene glas cyn ac ar ôl triniaeth gyda MNC10, MNC15, a MNC20.Wrth ddefnyddio MNCs amrywiol, gostyngodd lefel lliw datrysiadau MB.Yn ddiddorol, canfuwyd bod MNC20 yn afliwio datrysiadau MB yn hawdd ar grynodiad o 5 ppm.Yn y cyfamser, gostyngodd yr MNC20 hefyd lefel lliw datrysiad MB o'i gymharu â MNCs eraill.Dangosir sbectrwm gweladwy UV MNC10-20 yn Ffigur Atodol 9. Yn y cyfamser, dangosir y gyfradd dynnu a'r wybodaeth arsugniad yn Ffigur 9. 6 ac yn nhabl 3, yn y drefn honno.
Gellir dod o hyd i gopaon glas methylene cryf yn 664 nm a 600 nm.Fel rheol, mae dwyster y brig yn gostwng yn raddol gyda chrynodiad cychwynnol y datrysiad MG yn gostwng.Yn y Ffig.Ar y llaw arall, gostyngodd brigau amsugno datrysiadau MB yn sylweddol ar ôl triniaeth gyda MNC15 a MNC20, fel y dangosir yn Ffigurau Atodol 9b ac c, yn y drefn honno.Gwelir y newidiadau hyn yn glir wrth i grynodiad yr hydoddiant MG leihau.Fodd bynnag, roedd y newidiadau sbectrol a gyflawnwyd gan y tri charbon magnetig yn ddigon i gael gwared ar y llifyn glas methylene.
Yn seiliedig ar Dabl 3, dangosir y canlyniadau ar gyfer faint o MC a arsugnwyd a chanran yr MC a arsugnwyd yn Ffig. 3. 6. Cynyddodd arsugniad MG gyda'r defnydd o grynodiadau cychwynnol uwch ar gyfer pob MNC.Yn y cyfamser, dangosodd y ganran arsugniad neu gyfradd tynnu MB (MBR) duedd gyferbyn pan gynyddodd y crynodiad cychwynnol.Ar grynodiadau MC cychwynnol is, roedd safleoedd gweithredol gwag yn aros ar yr wyneb adsorbent.Wrth i grynodiad y llifyn gynyddu, bydd nifer y safleoedd gweithredol gwag sydd ar gael ar gyfer arsugniad moleciwlau llifyn yn lleihau.Mae eraill wedi dod i'r casgliad y bydd safleoedd bio-amsugno gweithredol yn cael eu dirlawnder o dan yr amodau hyn72.
Yn anffodus ar gyfer MNC10, cynyddodd a gostyngodd MBR ar ôl 10 ppm o ddatrysiad MB.Ar yr un pryd, dim ond rhan fach iawn o MG sy'n cael ei adsorbed.Mae hyn yn dangos mai 10 ppm yw'r crynodiad gorau posibl ar gyfer arsugniad MNC10.Ar gyfer yr holl MNCs a astudiwyd yn y gwaith hwn, roedd trefn y galluoedd arsugniad fel a ganlyn: MNC20 > MNC15 > MNC10, y gwerthoedd cyfartalog oedd 10.36 mg/g, 6.85 mg/g a 0.71 mg/g, sef tynnu cyfartalog cyfraddau MG oedd 87, 79%, 62.26% a 5.75%.Felly, dangosodd MNC20 y nodweddion arsugniad gorau ymhlith y nanocarbonau magnetig wedi'u syntheseiddio, gan ystyried y gallu arsugniad a'r sbectrwm UV-gweladwy.Er bod y gallu arsugniad yn is o'i gymharu â nanocarbonau magnetig eraill megis cyfansawdd magnetig MWCNT (11.86 mg/g) a nanoronynnau Fe3O4 nanotiwb-magnetig halloysite (18.44 mg/g), nid yw'r astudiaeth hon yn gofyn am ddefnydd ychwanegol o symbylydd.Mae cemegau yn gweithredu fel catalyddion.darparu dulliau synthetig glân ac ymarferol73,74.
Fel y dangosir gan werthoedd SBET y MNCs, mae arwyneb penodol uchel yn darparu safleoedd mwy gweithredol ar gyfer arsugniad y datrysiad MB.Mae hyn yn dod yn un o nodweddion sylfaenol nanocarbonau synthetig.Ar yr un pryd, oherwydd maint bach MNCs, mae'r amser synthesis yn fyr ac yn dderbyniol, sy'n cyfateb i brif rinweddau adsorbents addawol75.O'u cymharu ag arsugnyddion naturiol confensiynol, mae'r MNCs wedi'u syntheseiddio yn dirlawn yn magnetig a gellir eu tynnu'n hawdd o'r hydoddiant o dan weithred maes magnetig allanol76.Felly, mae'r amser sydd ei angen ar gyfer y driniaeth gyfan yn cael ei leihau.
Mae isothermau arsugniad yn hanfodol i ddeall y broses arsugniad ac yna i ddangos sut mae'r rhaniadau arsugniad rhwng y cyfnodau hylif a solet pan gyrhaeddir ecwilibriwm.Defnyddir hafaliadau Langmuir a Freundlich fel hafaliadau isotherm safonol, sy'n esbonio'r mecanwaith arsugniad, fel y dangosir yn Ffigur 7. Mae model Langmuir yn dda yn dangos ffurfiant un haen adsorbate ar wyneb allanol yr arsugniad.Mae'n well disgrifio isothermau fel arwynebau arsugniad homogenaidd.Ar yr un pryd, mae'r isotherm Freundlich orau yn nodi cyfranogiad nifer o ranbarthau adsorbent a'r egni arsugniad wrth wasgu'r adsorbate i arwyneb anhomogenaidd.
Isotherm enghreifftiol ar gyfer isotherm Langmuir (a–c) ac isotherm Freundlich (d–f) ar gyfer MNC10, MNC15 ac MNC20.
Mae isothermau arsugniad mewn crynodiadau hydoddyn isel fel arfer yn llinol77.Gellir mynegi cynrychiolaeth llinol model isotherm Langmuir mewn hafaliad.1 Pennu paramedrau arsugniad.
Mae KL (l/mg) yn gysonyn Langmuir sy'n cynrychioli affinedd rhwymol MB i MNC.Yn y cyfamser, qmax yw'r cynhwysedd arsugniad uchaf (mg/g), qe yw'r crynodiad arsugniad o MC (mg/g), a Ce yw crynodiad ecwilibriwm yr hydoddiant MC.Gellir disgrifio mynegiant llinol model isotherm Freundlich fel a ganlyn:
Amser post: Chwefror-16-2023