Salamat sa pagbisita sa Nature.com.Naggamit ka usa ka bersyon sa browser nga adunay limitado nga suporta sa CSS.Alang sa labing kaayo nga kasinatian, among girekomenda nga mogamit ka usa ka bag-ong browser (o i-disable ang Compatibility Mode sa Internet Explorer).Dugang pa, aron masiguro ang padayon nga suporta, gipakita namon ang site nga wala’y mga istilo ug JavaScript.
Nagpakita sa usa ka carousel sa tulo ka mga slide sa usa ka higayon.Gamita ang Kaniadto ug Sunod nga mga buton sa paglihok sa tulo ka mga slide sa usa ka higayon, o gamita ang mga buton sa slider sa katapusan aron sa paglihok sa tulo ka mga slide sa usa ka higayon.
Ang paglungtad sa mga metal nga gipagawas sa microwave radiation kontrobersyal tungod kay ang mga metal dali nga magdilaab.Apan ang makapainteres mao nga ang mga tigdukiduki nakakaplag nga ang arc discharge phenomenon nagtanyag sa usa ka promising nga ruta alang sa synthesis sa nanomaterials pinaagi sa pagbahin sa mga molekula.Kini nga pagtuon nagpalambo og usa ka lakang apan barato nga sintetikong pamaagi nga naghiusa sa pagpainit sa microwave ug usa ka electric arc aron ma-convert ang krudo nga lana sa palma ngadto sa magnetic nanocarbon (MNC), nga makonsiderar nga bag-ong alternatibo sa produksyon sa palm oil.Naglambigit kini sa synthesis sa usa ka medium nga adunay permanenteng samad nga stainless steel wire (dielectric medium) ug ferrocene (catalyst) ubos sa partially inert nga kondisyon.Kini nga pamaagi malampuson nga gipakita alang sa pagpainit sa range sa temperatura gikan sa 190.9 hangtod 472.0 ° C nga adunay lainlaing mga oras sa synthesis (10-20 min).Ang bag-ong giandam nga mga MNC nagpakita sa mga sphere nga adunay kasagaran nga gidak-on nga 20.38-31.04 nm, usa ka mesoporous nga istruktura (SBET: 14.83-151.95 m2 / g) ug taas nga sulod sa fixed carbon (52.79-71.24 wt.%), ingon man D ug G mga banda (ID/g) 0.98–0.99.Ang pagporma sa bag-ong mga taluktok sa FTIR spectrum (522.29–588.48 cm–1) nagpamatuod pabor sa presensya sa FeO compounds sa ferrocene.Gipakita sa mga magnetometer ang taas nga saturation sa magnetization (22.32-26.84 emu / g) sa mga materyales nga ferromagnetic.Ang paggamit sa MNCs sa wastewater treatment gipakita pinaagi sa pagtimbang-timbang sa ilang adsorption capacity gamit ang methylene blue (MB) adsorption test sa lain-laing konsentrasyon gikan sa 5 ngadto sa 20 ppm.Ang mga MNC nga nakuha sa oras sa synthesis (20 min) nagpakita sa labing kataas nga kahusayan sa adsorption (10.36 mg / g) kumpara sa uban, ug ang MB dye removal rate mao ang 87.79%.Busa, ang mga kantidad sa Langmuir dili malaumon kumpara sa mga kantidad sa Freundlich, nga ang R2 mga 0.80, 0.98 ug 0.99 alang sa mga MNC nga gi-synthesize sa 10 min (MNC10), 15 min (MNC15) ug 20 min (MNC20) matag usa.Tungod niini, ang sistema sa adsorption anaa sa usa ka heterogeneous nga kahimtang.Busa, ang microwave arcing nagtanyag usa ka maayong paagi sa pag-convert sa CPO ngadto sa MNC, nga makatangtang sa makadaot nga mga tina.
Ang radiation sa microwave makapainit sa kinasulorang bahin sa mga materyales pinaagi sa interaksyon sa molekula sa mga electromagnetic field.Kini nga tubag sa microwave talagsaon tungod kay kini nagpasiugda sa usa ka paspas ug managsama nga tubag sa kainit.Sa ingon, posible nga mapadali ang proseso sa pagpainit ug mapausbaw ang mga reaksiyon sa kemikal2.Sa parehas nga oras, tungod sa mas mubo nga oras sa reaksyon, ang reaksyon sa microwave sa katapusan makahimo og mga produkto nga adunay taas nga kaputli ug taas nga ani3,4.Tungod sa katingad-an nga mga kabtangan niini, ang radiation sa microwave nagpadali sa makapaikag nga mga synthesis sa microwave nga gigamit sa daghang mga pagtuon, lakip ang mga reaksyon sa kemikal ug ang synthesis sa mga nanomaterial5,6.Atol sa proseso sa pagpainit, ang dielectric nga mga kabtangan sa acceptor sa sulod sa medium adunay usa ka mahukmanon nga papel, tungod kay kini nagmugna og usa ka init nga lugar sa medium, nga mosangpot sa pagporma sa mga nanocarbon nga adunay lain-laing mga morpolohiya ug mga kabtangan.Usa ka pagtuon ni Omoriyekomwan et al.Pagprodyus og hollow carbon nanofibers gikan sa palm kernels gamit ang activated carbon ug nitrogen8.Dugang pa, gitino ni Fu ug Hamid ang paggamit sa usa ka catalyst alang sa paghimo sa oil palm fiber activated carbon sa usa ka 350 W9 microwave oven.Busa, ang susamang pamaagi mahimong magamit sa pag-convert sa krudo nga lana sa palma ngadto sa MNCs pinaagi sa pagpaila sa angay nga mga scavenger.
Usa ka makaiikag nga panghitabo ang naobserbahan tali sa microwave radiation ug mga metal nga adunay hait nga mga ngilit, tuldok o submicroscopic nga mga iregularidad10.Ang presensya niining duha ka butang maapektuhan sa usa ka electrical arc o spark (kasagaran gitawag nga arc discharge)11,12.Ang arko magpasiugda sa pagporma sa mas lokal nga mga hot spot ug makaimpluwensya sa reaksyon, sa ingon makapauswag sa kemikal nga komposisyon sa palibot13.Kining partikular ug makaiikag nga panghitabo nakadani sa nagkalain-laing pagtuon sama sa pagtangtang sa kontaminante14,15, biomass tar cracking16, microwave assisted pyrolysis17,18 ug material synthesis19,20,21.
Karong bag-o, ang mga nanocarbon sama sa carbon nanotubes, carbon nanospheres, ug giusab nga pagkunhod sa graphene oxide nakadani sa atensyon tungod sa ilang mga kabtangan.Kini nga mga nanocarbon adunay dakong potensyal alang sa mga aplikasyon gikan sa power generation ngadto sa water purification o decontamination23.Dugang pa, gikinahanglan ang maayo kaayo nga mga kabtangan sa carbon, apan sa samang higayon, gikinahanglan ang maayo nga magnetic properties.Kini mao ang kaayo mapuslanon alang sa multifunctional aplikasyon lakip na ang taas nga adsorption sa metal ions ug mga tina sa wastewater treatment, magnetic modifiers sa biofuels ug bisan hatag-as nga efficiency microwave absorbers24,25,26,27,28.Sa parehas nga oras, kini nga mga carbon adunay lain nga bentaha, lakip ang pagtaas sa sulud sa sulud sa aktibo nga site sa sample.
Sa bag-ohay nga mga tuig, ang panukiduki bahin sa magnetic nanocarbon nga mga materyales nag-uswag.Kasagaran, kini nga mga magnetic nanocarbon mga multifunctional nga materyales nga adunay nanosized nga magnetic nga mga materyales nga mahimong hinungdan sa mga eksternal nga catalysts nga mo-react, sama sa external electrostatic o alternating magnetic field29.Tungod sa ilang magnetic nga mga kabtangan, ang mga magnetic nanocarbon mahimong ikombinar sa usa ka halapad nga mga aktibo nga sangkap ug komplikado nga mga istruktura para sa immobilization30.Samtang, ang mga magnetic nanocarbon (MNCs) nagpakita sa labing maayo nga kahusayan sa pagsuhop sa mga hugaw gikan sa tubig nga mga solusyon.Dugang pa, ang taas nga espesipikong lugar sa nawong ug mga pores nga naporma sa mga MNC makadugang sa kapasidad sa adsorption31.Ang mga magnetic separator mahimong magbulag sa mga MNC gikan sa labi ka reaktibo nga mga solusyon, himuon kini nga usa ka mabuhi ug madumala nga sorbent32.
Daghang mga tigdukiduki ang nagpakita nga ang taas nga kalidad nga mga nanocarbon mahimong magama gamit ang hilaw nga lana sa palma33,34.Ang lana sa palma, sa siyentipikanhong nailhan nga Elais Guneensis, gikonsiderar nga usa sa importante nga edible oil nga adunay produksiyon nga mga 76.55 ka milyon ka tonelada sa 202135. Ang krudo nga palm oil o CPO adunay balanse nga ratio sa unsaturated fatty acids (EFAs) ug saturated fatty acids (Singapore Monetary Authority).Kadaghanan sa mga hydrocarbon sa CPO mga triglyceride, usa ka glyceride nga gilangkoban sa tulo ka triglyceride acetate nga sangkap ug usa ka glycerol component36.Kini nga mga hydrocarbon mahimong ma-generalize tungod sa ilang dako nga carbon content, nga naghimo kanila nga potensyal nga green precursors alang sa nanocarbon production37.Sumala sa literatura, ang CNT37,38,39,40, carbon nanospheres33,41 ug graphene34,42,43 kasagarang gi-synthesize gamit ang krudo nga palm oil o edible oil.Kini nga mga nanocarbon adunay dako nga potensyal sa mga aplikasyon gikan sa power generation hangtod sa water purification o decontamination.
Ang thermal synthesis sama sa CVD38 o pyrolysis33 nahimong paborableng pamaagi para sa pagkadunot sa palm oil.Ikasubo, ang taas nga temperatura sa proseso nagdugang sa gasto sa produksyon.Ang paghimo sa gipalabi nga materyal 44 nanginahanglan taas, makakapoy nga mga pamaagi ug mga pamaagi sa paglimpyo.Bisan pa, ang panginahanglan alang sa pisikal nga pagbulag ug pag-crack dili ikalimod tungod sa maayo nga kalig-on sa krudo nga lana sa palma sa taas nga temperatura45.Busa, gikinahanglan gihapon ang mas taas nga temperatura aron ma-convert ang krudo nga lana sa palma ngadto sa carbonaceous nga materyales.Ang likido nga arko mahimong isipon nga labing maayo nga potensyal ug bag-ong pamaagi alang sa synthesis sa magnetic nanocarbon 46.Kini nga pamaagi naghatag direkta nga kusog alang sa mga nag-una ug mga solusyon sa labi ka naghinamhinam nga mga estado.Ang arc discharge mahimong hinungdan nga maputol ang carbon bond sa krudo nga lana sa palma.Bisan pa, ang gilay-on sa electrode nga gigamit mahimo’g kinahanglan nga makab-ot ang higpit nga mga kinahanglanon, nga maglimite sa sukod sa industriya, mao nga kinahanglan pa nga mapalambo ang usa ka episyente nga pamaagi.
Sa labing maayo sa among kahibalo, ang panukiduki bahin sa pagtangtang sa arko gamit ang mga microwave ingon usa ka pamaagi sa pag-synthesize sa mga nanocarbon limitado.Sa samang higayon, ang paggamit sa krudo nga lana sa palma isip pasiuna wala pa hingpit nga natuki.Busa, kini nga pagtuon nagtumong sa pagsusi sa posibilidad sa paghimo og magnetic nanocarbon gikan sa hilaw nga palm oil precursors gamit ang usa ka electric arc gamit ang microwave oven.Ang kadagaya sa lana sa palma kinahanglan nga makita sa mga bag-ong produkto ug aplikasyon.Kining bag-ong pamaagi sa pagdalisay sa palm oil makatabang sa pagpauswag sa sektor sa ekonomiya ug mahimong laing tinubdan sa kita sa mga prodyuser sa palm oil, ilabina ang apektadong mga plantasyon sa palm oil sa gagmay nga mga mag-uuma.Sumala sa usa ka pagtuon sa African smallholders ni Ayompe et al., ang gagmay nga mga mag-uuma mokita lamang ug mas daghang salapi kon sila mismo ang magproseso sa presko nga mga pungpong sa prutas ug magbaligya sa hilaw nga lana sa palma imbes nga ibaligya kini ngadto sa mga middlemen, nga usa ka mahal ug kapoy nga trabaho47.Sa parehas nga oras, ang pagtaas sa mga pagsira sa pabrika tungod sa COVID-19 nakaapekto sa mga produkto sa aplikasyon nga nakabase sa palm oil.Makapainteres, tungod kay kadaghanan sa mga panimalay adunay access sa mga microwave oven ug ang pamaagi nga gisugyot niini nga pagtuon makonsiderar nga mahimo ug barato, ang produksiyon sa MNC mahimong isipon nga alternatibo sa gagmay nga mga plantasyon sa palm oil.Samtang, sa mas dako nga sukod, ang mga kompanya mahimong mamuhunan sa dagkong mga reaktor aron makahimo og dagkong mga TNC.
Kini nga pagtuon nag-una nga naglangkob sa proseso sa synthesis gamit ang stainless steel ingon nga dielectric medium sa lainlaing mga gidugayon.Kadaghanan sa mga kinatibuk-ang pagtuon gamit ang mga microwave ug nanocarbon nagsugyot sa usa ka madawat nga synthesis nga oras nga 30 minuto o labaw pa33,34.Aron masuportahan ang usa ka dali ug mahimo nga praktikal nga ideya, kini nga pagtuon nagtumong sa pagkuha sa mga MNC nga adunay ubos nga average nga oras sa synthesis.Sa samang higayon, ang pagtuon nagpintal sa usa ka hulagway sa teknolohiya nga kaandam nga lebel 3 samtang ang teorya napamatud-an ug gipatuman sa usa ka laboratory scale.Sa ulahi, ang miresulta nga mga MNC gihulagway sa ilang pisikal, kemikal, ug magnetic nga mga kabtangan.Gigamit dayon ang methylene blue aron ipakita ang kapasidad sa adsorption sa mga resulta nga MNCs.
Ang krudo nga lana sa palma nakuha gikan sa Apas Balung Mill, Sawit Kinabalu Sdn.Bhd., Tawau, ug gigamit isip carbon precursor para sa synthesis.Sa kini nga kaso, ang usa ka stainless steel wire nga adunay diyametro nga 0.90 mm gigamit ingon usa ka dielectric medium.Ang Ferrocene (kaputli 99%), nakuha gikan sa Sigma-Aldrich, USA, gipili isip usa ka catalyst niini nga buhat.Ang methylene blue (Bendosen, 100 g) dugang nga gigamit alang sa mga eksperimento sa adsorption.
Niini nga pagtuon, ang usa ka microwave oven sa panimalay (Panasonic: SAM-MG23K3513GK) gihimong microwave reactor.Tulo ka mga buho ang gihimo sa ibabaw nga bahin sa microwave oven alang sa pagsulod ug outlet sa gas ug usa ka thermocouple.Ang thermocouple probes gi-insulated sa mga ceramic tubes ug gibutang ubos sa samang kondisyon alang sa matag eksperimento aron malikayan ang mga aksidente.Samtang, usa ka borosilicate glass reactor nga adunay tulo ka lungag nga taklob ang gigamit aron ma-accommodate ang mga sample ug ang trachea.Ang usa ka schematic diagram sa usa ka microwave reactor mahimong i-refer sa Supplementary Figure 1.
Gigamit ang krudo nga lana sa palma isip usa ka carbon precursor ug ferrocene isip usa ka catalyst, ang mga magnetic nanocarbon gi-synthesize.Mga 5% sa gibug-aton sa ferrocene catalyst giandam pinaagi sa slurry catalyst method.Ang Ferrocene gisagol sa 20 ml nga krudo nga lana sa palma sa 60 rpm sa 30 minuto.Ang sagol dayon gibalhin sa usa ka alumina crucible, ug usa ka 30 cm ang gitas-on nga stainless steel wire giputos ug gibutang nga patayo sa sulod sa crucible.Ibutang ang alumina crucible ngadto sa glass reactor ug i-secure kini sa sulod sa microwave oven gamit ang sealed glass lid.Ang nitroheno gihuyop sa lawak 5 minuto sa wala pa magsugod ang reaksyon aron makuha ang dili gusto nga hangin gikan sa lawak.Ang gahum sa microwave nadugangan ngadto sa 800W tungod kay kini ang pinakataas nga gahum sa microwave nga makapadayon sa maayong pagsugod sa arko.Busa, kini mahimong makatampo sa paghimo sa paborableng mga kondisyon alang sa sintetikong mga reaksiyon.Sa samang higayon, kini usab kaylap nga gigamit nga power range sa watts para sa microwave fusion reactions48,49.Ang sagol gipainit sulod sa 10, 15 o 20 ka minuto sa panahon sa reaksyon.Pagkahuman sa reaksyon, ang reaktor ug microwave natural nga gipabugnaw sa temperatura sa kwarto.Ang katapusan nga produkto sa alumina crucible usa ka itom nga precipitate nga adunay helical wires.
Ang itom nga precipitate gikolekta ug gihugasan sa makadaghang higayon nga nagpulipuli sa ethanol, isopropanol (70%) ug distilled water.Human sa paghugas ug paglimpyo, ang produkto gipauga sa tibuok gabii sa 80 ° C sa usa ka naandan nga hurnohan aron mawala ang dili gusto nga mga hugaw.Ang produkto gikolekta dayon alang sa pag-ila.Ang mga sample nga gimarkahan nga MNC10, MNC15, ug MNC20 gigamit sa pag-synthesize sa mga magnetic nanocarbon sa 10 min, 15 min, ug 20 min.
Obserbahi ang MNC morphology gamit ang field emission scanning electron microscope o FESEM (Zeiss Auriga model) sa 100 ngadto sa 150 kX magnification.Sa samang higayon, ang elemental nga komposisyon gisusi pinaagi sa energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS).Ang pag-analisar sa EMF gihimo sa usa ka gilay-on nga pagtrabaho nga 2.8 mm ug usa ka pagpadali sa boltahe nga 1 kV.Ang piho nga lugar sa nawong ug mga kantidad sa pore sa MNC gisukod sa pamaagi sa Brunauer-Emmett-Teller (BET), lakip ang adsorption-desorption isotherm sa N2 sa 77 K. .
Ang crystallinity ug phase sa magnetic nanocarbons gitino pinaagi sa X-ray powder diffraction o XRD (Burker D8 Advance) sa λ = 0.154 nm.Ang mga diffractograms natala tali sa 2θ = 5 ug 85° sa scan rate nga 2° min-1.Dugang pa, ang kemikal nga istruktura sa MNCs gisusi gamit ang Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR).Ang pag-analisa gihimo gamit ang Perkin Elmer FTIR-Spectrum 400 nga adunay katulin sa pag-scan gikan sa 4000 hangtod 400 cm-1.Sa pagtuon sa structural features sa magnetic nanocarbons, Raman spectroscopy gihimo gamit ang neodymium-doped laser (532 nm) sa U-RAMAN spectroscopy nga adunay 100X nga tumong.
Usa ka vibrating magnetometer o VSM (Lake Shore 7400 series) gigamit sa pagsukod sa magnetic saturation sa iron oxide sa MNCs.Usa ka magnetic field nga mga 8 kOe ang gigamit ug 200 puntos ang nakuha.
Kung gitun-an ang potensyal sa MNCs isip adsorbents sa mga eksperimento sa adsorption, gigamit ang cationic dye methylene blue (MB).Ang MNCs (20 mg) gidugang sa 20 ml sa usa ka tubigon nga solusyon sa methylene blue nga adunay standard nga konsentrasyon sa han-ay sa 5-20 mg/L50.Ang pH sa solusyon gibutang sa usa ka neyutral nga pH nga 7 sa tibuok pagtuon.Ang solusyon mekanikal nga gipalihok sa 150 rpm ug 303.15 K sa usa ka rotary shaker (Lab Companion: SI-300R).Ang mga MNC dayon gibulag gamit ang magnet.Gamit ug UV-visible spectrophotometer (Varian Cary 50 UV-Vis Spectrophotometer) para maobserbahan ang konsentrasyon sa MB solution sa dili pa ug pagkahuman sa adsorption experiment, ug i-refer ang methylene blue standard curve sa maximum wavelength nga 664 nm.Ang eksperimento gisubli tulo ka beses ug ang kasagaran nga kantidad gihatag.Ang pagtangtang sa MG gikan sa solusyon gikalkulo gamit ang kinatibuk-ang equation alang sa gidaghanon sa MC adsorbed sa equilibrium qe ug ang porsyento sa pagtangtang %.
Ang mga eksperimento sa isotherm sa adsorption gihimo usab uban ang pagpalihok sa lainlaing mga konsentrasyon (5-20 mg / l) sa mga solusyon sa MG ug 20 mg sa adsorbent sa kanunay nga temperatura nga 293.15 K. mg alang sa tanan nga MNCs.
Ang iron ug magnetic carbon kaylap nga gitun-an sa miaging pipila ka dekada.Kini nga mga carbon-based nga magnetic nga mga materyales nakadani sa nagkadako nga atensyon tungod sa ilang maayo kaayo nga electromagnetic nga mga kabtangan, nga nanguna sa lainlaing mga potensyal nga aplikasyon sa teknolohiya, labi na sa mga de-koryenteng kasangkapan ug pagtambal sa tubig.Niini nga pagtuon, ang mga nanocarbon gi-synthesize pinaagi sa pag-crack sa hydrocarbon sa krudo nga lana sa palma gamit ang microwave discharge.Ang synthesis gihimo sa lain-laing mga panahon, gikan sa 10 ngadto sa 20 min, sa usa ka fixed ratio (5: 1) sa precursor ug catalyst, gamit ang usa ka metal kasamtangan nga collector (twisted SS) ug partially inert (undesirable hangin purged uban sa nitrogen sa pagsugod sa eksperimento).Ang resulta nga carbonaceous deposito anaa sa porma sa usa ka itom nga solid powder, sama sa gipakita sa Supplementary Fig. 2a.Ang precipitated carbon yield maoy gibana-bana nga 5.57%, 8.21%, ug 11.67% sa synthesis times nga 10 minutos, 15 minutos, ug 20 minutos, matag usa.Kini nga senaryo nagsugyot nga ang mas taas nga panahon sa synthesis nakatampo sa mas taas nga abot51-ubos nga abot, lagmit tungod sa mubo nga mga panahon sa reaksyon ug ubos nga kalihokan sa catalyst.
Samtang, ang usa ka laraw sa temperatura sa synthesis kumpara sa oras alang sa nakuha nga nanocarbon mahimong i-refer sa Supplementary Figure 2b.Ang pinakataas nga temperatura nga nakuha para sa MNC10, MNC15 ug MNC20 mao ang 190.9°C, 434.5°C ug 472°C, matag usa.Alang sa matag kurba, makita ang usa ka titip nga bakilid, nga nagpakita sa kanunay nga pagtaas sa temperatura sa sulod sa reactor tungod sa kainit nga namugna sa panahon sa metal nga arko.Makita kini sa 0–2 min, 0–5 min, ug 0–8 min para sa MNC10, MNC15, ug MNC20, matag usa.Human makaabot sa usa ka tinong punto, ang bakilid nagpadayon sa pagpalupad ngadto sa kinatas-ang temperatura, ug ang bakilid mahimong kasarangan.
Ang field emission scanning electron microscopy (FESEM) gigamit sa pag-obserbar sa topograpiya sa nawong sa mga sample sa MNC.Ingon sa gipakita sa fig.1, magnetic nanocarbons adunay usa ka gamay nga lain-laing mga morphological istruktura sa usa ka lain-laing mga panahon sa synthesis.Mga hulagway sa FESEM MNC10 sa fig.Gipakita sa 1a,b nga ang pagporma sa mga carbon spheres naglangkob sa nalambigit ug gilakip nga micro- ug nanospheres tungod sa taas nga tensyon sa nawong.Sa parehas nga oras, ang presensya sa mga pwersa sa van der Waals nagdala sa pagtipon sa mga carbon sphere52.Ang pagtaas sa oras sa synthesis miresulta sa mas gagmay nga mga gidak-on ug pagtaas sa gidaghanon sa mga sphere tungod sa mas taas nga mga reaksyon sa pag-crack.Sa fig.Gipakita sa 1c nga ang MNC15 adunay hapit hingpit nga spherical nga porma.Bisan pa, ang mga aggregated spheres mahimo gihapon nga maporma nga mga mesopores, nga sa ulahi mahimong maayong mga lugar alang sa methylene blue adsorption.Sa taas nga pagpadako sa 15,000 ka beses sa Fig. 1d mas daghang carbon sphere ang makita nga agglomerated nga adunay average nga gidak-on nga 20.38 nm.
Ang mga hulagway sa FESEM sa synthesized nanocarbons human sa 10 min (a, b), 15 min (c, d) ug 20 min (e-g) sa 7000 ug 15000 times nga pagpadako.
Sa fig.Ang 1e-g MNC20 naghulagway sa pag-uswag sa mga pores nga adunay gagmay nga mga sphere sa ibabaw sa magnetic carbon ug gi-reassemble ang morpolohiya sa magnetic activated carbon53.Ang mga pores sa lain-laing mga diametro ug gilapdon random nga nahimutang sa nawong sa magnetic carbon.Busa, kini mahimong magpatin-aw ngano nga ang MNC20 nagpakita sa usa ka mas dako nga surface area ug pore volume sama sa gipakita sa BET analysis, tungod kay mas daghang pores ang naporma sa ibabaw niini kaysa sa ubang sintetikong mga panahon.Ang mga micrograph nga gikuha sa taas nga pagpadako sa 15,000 ka beses nagpakita sa dili managsama nga gidak-on sa partikulo ug dili regular nga mga porma, ingon sa gipakita sa Fig. 1g.Kung ang oras sa pagtubo nadugangan sa 20 minuto, daghang mga agglomerated sphere ang naporma.
Makaiikag, ang mga twisted carbon flakes nakit-an usab sa parehas nga lugar.Ang diametro sa mga sphere lainlain gikan sa 5.18 hangtod 96.36 nm.Kini nga pagporma mahimong tungod sa pagkahitabo sa differential nucleation, nga gipadali sa taas nga temperatura ug mga microwave.Ang kalkulado nga gidak-on sa sphere sa giandam nga mga MNC nag-average og 20.38 nm para sa MNC10, 24.80 nm para sa MNC15, ug 31.04 nm para sa MNC20.Ang gidak-on nga pag-apod-apod sa mga sphere gipakita sa dugang nga fig.3.
Ang Supplementary Figure 4 nagpakita sa EDS spectra ug elemental composition summaries sa MNC10, MNC15, ug MNC20, matag usa.Sumala sa spectra, nahibal-an nga ang matag nanocarbon adunay lainlaing kantidad sa C, O, ug Fe.Kini tungod sa lain-laing oxidation ug cracking reaksyon nga nahitabo sa panahon sa dugang nga panahon sa synthesis.Dakong kantidad sa C ang gituohang gikan sa carbon precursor, krudo nga lana sa palma.Samtang, ang ubos nga porsyento sa O tungod sa proseso sa oksihenasyon sa panahon sa synthesis.Sa samang higayon, ang Fe kay tungod sa iron oxide nga nadeposito sa nanocarbon surface human sa ferrocene decomposition.Dugang pa, ang Supplementary Figure 5a-c nagpakita sa pagmapa sa MNC10, MNC15, ug MNC20 nga mga elemento.Base sa pundamental nga mapping, naobserbahan nga maayo ang pagkaapod-apod sa Fe sa ibabaw sa MNC surface.
Ang pag-analisa sa nitrogen adsorption-desorption naghatag kasayuran bahin sa mekanismo sa adsorption ug ang porous nga istruktura sa materyal.Ang N2 adsorption isotherms ug mga graph sa MNC BET surface gipakita sa Fig.2. Base sa FESEM nga mga hulagway, ang adsorption nga kinaiya gilauman nga magpakita sa usa ka kombinasyon sa microporous ug mesoporous nga mga istruktura tungod sa aggregation.Bisan pa, ang graph sa Fig. 2 nagpakita nga ang adsorbent susama sa type IV isotherm ug ang tipo nga H2 hysteresis loop sa IUPAC55.Kini nga matang sa isotherm kasagaran susama sa mesoporous nga mga materyales.Ang adsorption nga kinaiya sa mga mesopores kasagaran gitino pinaagi sa interaksyon sa adsorption-adsorption reaksyon sa mga molekula sa condensed matter.S-shaped o S-shaped adsorption isotherms kasagaran tungod sa single-layer-multlayer adsorption nga gisundan sa usa ka panghitabo diin ang gas mo-condens ngadto sa liquid phase sa mga pores sa mga pressure ubos sa saturation pressure sa bulk liquid, nailhan nga pore condensation 56. Ang capillary condensation sa mga pores mahitabo sa relative pressures (p/po) nga labaw sa 0.50.Samtang, ang komplikado nga istruktura sa lungag nagpakita sa H2-type nga hysteresis, nga gipasangil sa pore plugging o leakage sa usa ka pig-ot nga sakup sa mga pores.
Ang pisikal nga mga parametro sa nawong nga nakuha gikan sa mga pagsulay sa BET gipakita sa Talaan 1. Ang BET surface area ug ang kinatibuk-ang pore volume miusbaw pag-ayo uban ang pagtaas sa oras sa synthesis.Ang kasagaran nga gidak-on sa pore sa MNC10, MNC15, ug MNC20 mao ang 7.2779 nm, 7.6275 nm, ug 7.8223 nm, matag usa.Sumala sa mga rekomendasyon sa IUPAC, kini nga mga intermediate pores mahimong maklasipikar nga mesoporous nga mga materyales.Ang mesoporous nga estraktura makahimo sa methylene blue nga mas dali nga matuhop ug ma-adsorb sa MNC57.Ang Maximum Synthesis Time (MNC20) nagpakita sa pinakataas nga surface area, gisundan sa MNC15 ug MNC10.Ang mas taas nga BET surface area makapauswag sa performance sa adsorption tungod kay mas daghang surfactant site ang anaa.
Ang X-ray diffraction patterns sa synthesized MNCs gipakita sa Fig. 3. Sa taas nga temperatura, ang ferrocene usab moliki ug moporma og iron oxide.Sa fig.3a nagpakita sa XRD pattern sa MNC10.Nagpakita kini og duha ka peak sa 2θ, 43.0° ug 62.32°, nga gi-assign sa ɣ-Fe2O3 (JCPDS #39–1346).Sa samang higayon, ang Fe3O4 adunay strained peak sa 2θ: 35.27°.Sa laing bahin, sa MHC15 diffraction pattern sa Fig. 3b nagpakita sa bag-ong mga taluktok, nga lagmit nga nalangkit sa usa ka pagtaas sa temperatura ug synthesis sa panahon.Bisan tuod ang 2θ: 26.202 ° peak dili kaayo grabe, ang diffraction pattern nahiuyon sa graphite JCPDS file (JCPDS #75-1621), nga nagpakita sa presensya sa mga graphite nga kristal sulod sa nanocarbon.Kini nga peak wala sa MNC10, lagmit tungod sa ubos nga temperatura sa arko sa panahon sa synthesis.Sa 2θ adunay tulo ka mga peak sa panahon: 30.082°, 35.502°, 57.422° tungod sa Fe3O4.Nagpakita usab kini og duha ka mga taluktok nga nagpakita sa presensya sa ɣ-Fe2O3 sa 2θ: 43.102° ug 62.632°.Alang sa MNC nga gi-synthesize alang sa 20 min (MNC20), ingon sa gipakita sa Fig. 3c, usa ka susama nga pattern sa diffraction ang makita sa MNK15.Ang graphical peak sa 26.382° makita usab sa MNC20.Ang tulo ka hait nga mga taluktok nga gipakita sa 2θ: 30.102°, 35.612°, 57.402° para sa Fe3O4.Dugang pa, ang presensya sa ε-Fe2O3 gipakita sa 2θ: 42.972° ug 62.61.Ang presensya sa iron oxide compounds sa resulta nga MNCs mahimong adunay positibo nga epekto sa abilidad sa pag-adsorb sa methylene blue sa umaabot.
Ang kemikal nga mga kinaiya sa bond sa MNC ug CPO nga mga sample gitino gikan sa FTIR reflectance spectra sa Supplementary Figure 6. Sa sinugdan, ang unom ka importante nga mga taluktok sa krudo nga lana sa palma nagrepresentar sa upat ka lain-laing kemikal nga mga sangkap sama sa gihulagway sa Supplementary Table 1. Ang sukaranan nga mga taluktok nga giila sa CPO mao ang 2913.81 cm-1, 2840 cm-1 ug 1463.34 cm-1, nga nagtumong sa CH stretching vibrations sa alkanes ug uban pang aliphatic CH2 o CH3 nga mga grupo.Ang giila nga peak foresters mao ang 1740.85 cm-1 ug 1160.83 cm-1.Ang peak sa 1740.85 cm-1 maoy usa ka C=O bond nga gipalugway sa ester carbonyl sa triglyceride functional group.Samtang, ang peak sa 1160.83 cm-1 mao ang imprint sa gipalugdang CO58.59 ester nga grupo.Samtang, ang peak sa 813.54 cm-1 mao ang imprint sa grupo sa alkane.
Busa, ang pipila ka mga taas nga pagsuyup sa krudo nga lana sa palma nawala samtang ang oras sa pag-synthesis nagdugang.Ang mga taluktok sa 2913.81 cm-1 ug 2840 cm-1 mahimo gihapon nga maobserbahan sa MNC10, apan kini makapaikag nga sa MNC15 ug MNC20 ang mga taluktok lagmit nga mawala tungod sa oksihenasyon.Samtang, ang pag-analisa sa FTIR sa magnetic nanocarbon nagpadayag sa bag-ong naporma nga mga taluktok sa pagsuyup nga nagrepresentar sa lima ka lainlaing mga grupo nga magamit sa MNC10-20.Kini nga mga taluktok gilista usab sa Supplementary Table 1. Ang peak sa 2325.91 cm-1 mao ang asymmetric CH stretch sa CH360 aliphatic nga grupo.Ang peak sa 1463.34-1443.47 cm-1 nagpakita sa CH2 ug CH bending sa aliphatic nga mga grupo sama sa palm oil, apan ang peak nagsugod sa pagkunhod sa panahon.Ang kinapungkayan sa 813.54–875.35 cm–1 maoy imprint sa humot nga CH-alkane nga grupo.
Samtang, ang mga taluktok sa 2101.74 cm-1 ug 1589.18 cm-1 nagrepresentar sa CC 61 nga mga gapos nga nagporma sa C=C alkyne ug aromatic nga mga singsing, matag usa.Ang gamay nga peak sa 1695.15 cm-1 nagpakita sa C=O bond sa free fatty acid gikan sa carbonyl group.Nakuha kini gikan sa CPO carbonyl ug ferrocene atol sa synthesis.Ang bag-ong naporma nga mga taluktok sa han-ay gikan sa 539.04 ngadto sa 588.48 cm-1 iya sa Fe-O vibrational bond sa ferrocene.Base sa mga peak nga gipakita sa Supplementary Figure 4, makita nga ang synthesis time makapakunhod sa pipila ka mga peak ug re-bonding sa magnetic nanocarbons.
Ang spectroscopic analysis sa Raman scattering sa magnetic nanocarbons nga nakuha sa lain-laing mga panahon sa synthesis gamit ang insidente nga laser nga adunay wavelength nga 514 nm gipakita sa Figure 4. Ang tanan nga spectra sa MNC10, MNC15 ug MNC20 naglangkob sa duha ka grabe nga mga banda nga may kalabutan sa ubos nga sp3 carbon, kasagaran nakit-an sa nanographite crystallites nga adunay mga depekto sa vibrational modes sa carbon species sp262.Ang una nga taluktok, nga nahimutang sa rehiyon sa 1333-1354 cm-1, nagrepresentar sa D band, nga dili maayo alang sa sulundon nga graphite ug katumbas sa structural disorder ug uban pang mga impurities63,64.Ang ikaduha nga pinakaimportante nga peak sa palibot sa 1537–1595 cm-1 mitungha gikan sa in-plane bond stretching o crystalline ug ordered graphite forms.Bisan pa, ang peak mibalhin sa mga 10 cm-1 kumpara sa graphite G band, nga nagpakita nga ang MNCs adunay ubos nga sheet stacking order ug usa ka depekto nga istruktura.Ang relatibong intensity sa D ug G bands (ID/IG) gigamit sa pagtimbang-timbang sa kaputli sa mga crystallites ug graphite sample.Sumala sa Raman spectroscopic analysis, ang tanan nga MNCs adunay ID / IG values sa han-ay nga 0.98-0.99, nga nagpaila sa mga depekto sa istruktura tungod sa Sp3 hybridization.Kini nga sitwasyon makapatin-aw sa presensya sa dili kaayo grabe nga 2θ nga mga taluktok sa XPA spectra: 26.20 ° alang sa MNK15 ug 26.28 ° alang sa MNK20, ingon sa gipakita sa Fig. 4, nga gi-assign sa graphite peak sa JCPDS file.Ang ID / IG MNC ratios nga nakuha niini nga trabaho anaa sa lain-laing mga magnetic nanocarbon, pananglitan, 0.85-1.03 alang sa hydrothermal nga pamaagi ug 0.78-0.9665.66 alang sa pyrolytic nga pamaagi.Busa, kini nga ratio nagpakita nga ang karon nga sintetikong pamaagi kay kaylap nga magamit.
Ang magnetic nga mga kinaiya sa MNCs gisusi gamit ang usa ka vibrating magnetometer.Ang resulta nga hysteresis gipakita sa Fig.5.Ingon sa usa ka lagda, ang mga MNC nakakuha sa ilang magnetism gikan sa ferrocene sa panahon sa synthesis.Kini nga mga dugang nga magnetic nga mga kabtangan mahimong makadugang sa kapasidad sa adsorption sa nanocarbons sa umaabot.Ingon sa gipakita sa Figure 5, ang mga sampol mahimong mailhan nga superparamagnetic nga mga materyales.Sumala sa Wahajuddin & Arora67, ang superparamagnetic nga estado mao nga ang sample gi-magnetize sa saturation magnetization (MS) kung ang usa ka eksternal nga magnetic field gigamit.Sa ulahi, ang nahabilin nga mga interaksyon sa magnetic wala na makita sa mga sample67.Mamatikdan nga ang saturation magnetization nagdugang sa oras sa synthesis.Makapainteres, ang MNC15 adunay pinakataas nga magnetic saturation tungod kay ang kusog nga magnetic formation (magnetization) mahimong hinungdan sa kamalaumon nga oras sa synthesis sa presensya sa usa ka eksternal nga magnet.Mahimo kini tungod sa presensya sa Fe3O4, nga adunay mas maayo nga magnetic nga mga kabtangan kung itandi sa ubang mga iron oxide sama sa ɣ-Fe2O.Ang han-ay sa adsorption moment sa saturation kada unit mass sa MNCs mao ang MNC15> MNC10> MNC20.Ang nakuha nga magnetic parameters gihatag sa lamesa.2.
Ang minimum nga bili sa magnetic saturation sa diha nga ang paggamit sa conventional magnet sa magnetic pagbulag mao ang mahitungod sa 16.3 emu g-1.Ang katakus sa mga MNC sa pagtangtang sa mga kontaminado sama sa mga tina sa kalikopan sa tubig ug ang kadali sa pagtangtang sa mga MNC nahimo nga dugang nga mga hinungdan sa nakuha nga nanocarbon.Gipakita sa mga pagtuon nga ang magnetic saturation sa LSM giisip nga taas.Sa ingon, ang tanan nga mga sample nakaabot sa mga kantidad sa magnetic saturation nga labi pa sa igo alang sa pamaagi sa pagbulag sa magnetic.
Karong bag-o, ang mga metal strip o wire nakadani sa atensyon isip mga catalyst o dielectrics sa mga proseso sa pagsagol sa microwave.Ang mga reaksyon sa microwave sa mga metal hinungdan sa taas nga temperatura o mga reaksyon sa sulod sa reactor.Kini nga pagtuon nag-angkon nga ang tumoy ug gikondisyon (coiled) stainless steel wire nagpadali sa microwave discharge ug metal pagpainit.Ang stainless steel nagpahayag sa kabangis sa tumoy, nga nagdala sa taas nga kantidad sa densidad sa bayad sa nawong ug sa gawas nga natad sa kuryente.Sa diha nga ang bayad nakabaton ug igong kinetic energy, ang mga gikargahan nga mga partikulo molukso gikan sa stainless steel, nga maoy hinungdan nga ang palibot mag-ionize, nga mopatunghag discharge o spark 68 .Ang pagtangtang sa metal naghimo usa ka hinungdanon nga kontribusyon sa mga reaksyon sa pag-crack sa solusyon nga giubanan sa taas nga temperatura nga init nga mga lugar.Sumala sa mapa sa temperatura sa Supplementary Fig. 2b, ang temperatura paspas nga misaka, nga nagpakita sa presensya sa taas nga temperatura nga mga hot spot dugang pa sa kusog nga discharge phenomenon.
Sa kini nga kaso, usa ka thermal nga epekto ang naobserbahan, tungod kay ang huyang nga gigapos nga mga electron mahimong molihok ug magkonsentrar sa ibabaw ug sa tip69.Kung ang stainless steel nasamdan, ang dako nga sulud sa sulud sa metal sa solusyon makatabang sa pag-aghat sa mga eddy nga sulog sa ibabaw sa materyal ug mapadayon ang epekto sa pagpainit.Kini nga kondisyon epektibo nga makatabang sa pagtangtang sa taas nga carbon chain sa CPO ug ferrocene ug ferrocene.Ingon sa gipakita sa Supplementary Fig. 2b, ang usa ka kanunay nga rate sa temperatura nagpakita nga ang usa ka uniporme nga epekto sa pagpainit nakita sa solusyon.
Ang gisugyot nga mekanismo alang sa pagporma sa MNCs gipakita sa Supplementary Figure 7. Ang taas nga carbon chain sa CPO ug ferrocene nagsugod sa pagliki sa taas nga temperatura.Naguba ang lana aron maporma ang split hydrocarbon nga nahimong carbon precursor nga nailhan nga globules sa imahe sa FESEM MNC1070.Tungod sa kusog sa palibot ug pressure 71 sa mga kahimtang sa atmospera.Sa samang higayon, ang ferrocene usab nagliki, nga nahimong usa ka catalyst gikan sa carbon atoms nga gideposito sa Fe.Ang paspas nga nucleation unya mahitabo ug ang carbon core nag-oxidize aron mahimong usa ka amorphous ug graphitic nga carbon layer sa ibabaw sa core.Samtang nagkadako ang panahon, ang gidak-on sa globo mahimong mas tukma ug managsama.Sa samang higayon, ang naglungtad nga mga pwersa sa van der Waals mitultol usab sa pagtipon sa mga sphere52.Atol sa pagkunhod sa Fe ions ngadto sa Fe3O4 ug ɣ-Fe2O3 (sumala sa X-ray phase analysis), nagkalain-laing matang sa iron oxides ang naporma sa ibabaw sa nanocarbons, nga mosangpot sa pagporma sa magnetic nanocarbons.Ang EDS mapping nagpakita nga ang mga Fe atomo kusog nga giapod-apod sa ibabaw sa MNC surface, sama sa gipakita sa Supplementary Figures 5a-c.
Ang kalainan mao nga sa usa ka synthesis nga oras nga 20 minuto, ang carbon aggregation mahitabo.Naghimo kini og mas dagkong mga pores sa ibabaw sa MNCs, nga nagsugyot nga ang MNCs makonsiderar nga activated carbon, sama sa gipakita sa FESEM nga mga hulagway sa Fig. 1e-g.Kini nga kalainan sa gidak-on sa lungag mahimong may kalabutan sa kontribusyon sa iron oxide gikan sa ferrocene.Sa parehas nga oras, tungod sa naabot nga taas nga temperatura, adunay mga deformed nga timbangan.Magnetic nanocarbons nagpakita sa lain-laing mga morpolohiya sa lain-laing mga panahon sa synthesis.Ang mga nanocarbon mas lagmit nga makaporma og spherical nga mga porma nga adunay mas mubo nga synthesis nga mga panahon.Sa parehas nga oras, ang mga pores ug mga timbangan makab-ot, bisan kung ang kalainan sa oras sa synthesis sulod lamang sa 5 minuto.
Ang magnetikong nanocarbon makatangtang sa mga hugaw sa palibot sa tubig.Ang ilang abilidad nga dali nga matangtang pagkahuman magamit usa ka dugang nga hinungdan sa paggamit sa mga nanocarbon nga nakuha sa kini nga trabaho ingon adsorbents.Sa pagtuon sa adsorption properties sa magnetic nanocarbons, among gisusi ang abilidad sa MNCs sa pag-decolorize sa methylene blue (MB) nga mga solusyon sa 30 ° C nga walay bisan unsang pH adjustment.Daghang mga pagtuon ang nakahinapos nga ang paghimo sa mga carbon absorbent sa temperatura nga 25-40 °C wala’y hinungdan nga papel sa pagtino sa pagtangtang sa MC.Bisan kung ang grabe nga mga kantidad sa pH adunay hinungdanon nga papel, ang mga singil mahimo’g maporma sa mga functional nga grupo sa nawong, nga mosangput sa pagkaguba sa interaksyon sa adsorbate-adsorbent ug makaapekto sa adsorption.Busa, ang mga kondisyon sa ibabaw gipili niini nga pagtuon nga gikonsiderar kini nga mga sitwasyon ug ang panginahanglan alang sa tipikal nga wastewater treatment.
Niini nga trabaho, usa ka batch adsorption nga eksperimento ang gihimo pinaagi sa pagdugang sa 20 mg sa MNCs ngadto sa 20 ml sa usa ka tubigon nga solusyon sa methylene blue nga adunay lain-laing standard nga inisyal nga konsentrasyon (5-20 ppm) sa usa ka fixed contact time60.Ang Supplementary Figure 8 nagpakita sa kahimtang sa nagkalain-laing konsentrasyon (5-20 ppm) sa methylene blue nga mga solusyon sa wala pa ug human sa pagtambal sa MNC10, MNC15, ug MNC20.Kung gigamit ang lainlaing mga MNC, ang lebel sa kolor sa mga solusyon sa MB mikunhod.Makapainteres, nakit-an nga ang MNC20 dali nga nag-discolor sa mga solusyon sa MB sa konsentrasyon nga 5 ppm.Samtang, gipaubos usab sa MNC20 ang lebel sa kolor sa solusyon sa MB kumpara sa ubang mga MNC.Ang UV nga makita nga spectrum sa MNC10-20 gipakita sa Supplementary Figure 9. Samtang, ang removal rate ug adsorption information gipakita sa Figure 9. 6 ug sa table 3, matag usa.
Ang lig-on nga methylene blue nga mga taluktok makita sa 664 nm ug 600 nm.Ingon nga usa ka lagda, ang intensity sa peak anam-anam nga mikunhod uban ang pagkunhod sa inisyal nga konsentrasyon sa solusyon sa MG.Sa dugang nga Fig. 9a nagpakita sa UV-makita nga spectra sa MB nga mga solusyon sa nagkalain-laing mga konsentrasyon human sa pagtambal sa MNC10, nga gamay ra nga nausab ang intensity sa mga taluktok.Sa laing bahin, ang pagsuyup nga mga taluktok sa mga solusyon sa MB mikunhod pag-ayo human sa pagtambal sa MNC15 ug MNC20, sama sa gipakita sa Supplementary Figures 9b ug c, matag usa.Kini nga mga pagbag-o klaro nga makita samtang ang konsentrasyon sa solusyon sa MG mikunhod.Bisan pa, ang mga pagbag-o sa spectral nga nakuha sa tanan nga tulo nga mga magnetic carbon igo na aron makuha ang methylene blue nga tina.
Base sa Table 3, ang mga resulta alang sa gidaghanon sa MC adsorbed ug ang porsyento sa MC adsorbed gipakita sa Fig. 3. 6. Ang adsorption sa MG misaka sa paggamit sa mas taas nga inisyal nga konsentrasyon alang sa tanang MNCs.Samtang, ang porsyento sa adsorption o MB removal rate (MBR) nagpakita sa usa ka kaatbang nga uso sa dihang ang inisyal nga konsentrasyon misaka.Sa ubos nga inisyal nga mga konsentrasyon sa MC, ang wala'y puy-anan nga aktibo nga mga site nagpabilin sa adsorbent nga nawong.Samtang motaas ang konsentrasyon sa tina, mokunhod ang gidaghanon sa mga dili aktibo nga mga site nga magamit alang sa adsorption sa mga molekula sa tina.Ang uban nakahinapos nga ubos niini nga mga kondisyon ang saturation sa aktibong mga dapit sa biosorption makab-ot72.
Ikasubo alang sa MNC10, ang MBR misaka ug mikunhod human sa 10 ppm sa MB nga solusyon.Sa parehas nga oras, gamay ra nga bahin sa MG ang na-adsorb.Kini nagpakita nga ang 10 ppm mao ang labing taas nga konsentrasyon alang sa MNC10 adsorption.Alang sa tanan nga mga MNC nga gitun-an niini nga trabaho, ang han-ay sa mga kapasidad sa adsorption mao ang mosunod: MNC20> MNC15> MNC10, ang kasagaran nga mga bili mao ang 10.36 mg/g, 6.85 mg/g ug 0.71 mg/g, ang kasagarang pagtangtang sa MG rates maoy 87, 79%, 62.26% ug 5.75%.Sa ingon, gipakita sa MNC20 ang labing kaayo nga mga kinaiya sa adsorption taliwala sa mga synthesized nga magnetic nanocarbon, nga gikonsiderar ang kapasidad sa adsorption ug ang makita nga spectrum sa UV.Bisan kung ang kapasidad sa adsorption mas ubos kon itandi sa ubang mga magnetic nanocarbon sama sa MWCNT magnetic composite (11.86 mg / g) ug halloysite nanotube-magnetic Fe3O4 nanoparticle (18.44 mg / g), kini nga pagtuon wala magkinahanglan og dugang nga paggamit sa usa ka stimulant.Ang mga kemikal naglihok isip mga katalista.paghatag og limpyo ug mahimo nga sintetikong pamaagi73,74.
Ingon sa gipakita sa mga kantidad sa SBET sa mga MNC, ang usa ka taas nga piho nga sulud naghatag labi ka aktibo nga mga site alang sa adsorption sa solusyon sa MB.Kini nahimong usa sa mga sukaranan nga bahin sa sintetikong nanocarbon.Sa samang higayon, tungod sa gamay nga gidak-on sa MNCs, ang synthesis nga panahon mubo ug madawat, nga katumbas sa mga nag-unang mga hiyas sa promising adsorbents75.Kung itandi sa naandan nga natural nga mga adsorbents, ang synthesized MNCs kay magnetically saturated ug dali nga makuha gikan sa solusyon sa ilawom sa aksyon sa usa ka eksternal nga magnetic field76.Sa ingon, ang oras nga gikinahanglan alang sa tibuuk nga proseso sa pagtambal gipamubu.
Ang mga isotherm sa adsorption hinungdanon aron masabtan ang proseso sa adsorption ug dayon ipakita kung giunsa ang mga partisyon sa adsorbate tali sa likido ug solidong mga hugna kung maabot ang balanse.Ang Langmuir ug Freundlich equation gigamit isip standard isotherm equation, nga nagpatin-aw sa mekanismo sa adsorption, sama sa gipakita sa Figure 7. Ang Langmuir nga modelo maayo nga nagpakita sa pagporma sa usa ka adsorbate layer sa gawas nga nawong sa adsorbent.Ang mga isotherm labing maayo nga gihulagway nga homogenous adsorption surfaces.Sa samang higayon, ang Freundlich isotherm labing maayo nga nagpahayag sa pag-apil sa daghang adsorbent nga mga rehiyon ug ang adsorption energy sa pagduso sa adsorbate ngadto sa dili managsama nga nawong.
Model isotherm para sa Langmuir isotherm (a–c) ug Freundlich isotherm (d–f) para sa MNC10, MNC15 ug MNC20.
Ang mga isotherm sa adsorption sa ubos nga konsentrasyon sa solute kasagarang linear77.Ang linear nga representasyon sa Langmuir isotherm nga modelo mahimong ipahayag sa usa ka equation.1 Tinoa ang mga parametro sa adsorption.
Ang KL (l / mg) usa ka kanunay nga Langmuir nga nagrepresentar sa nagbugkos nga pagkadugtong sa MB sa MNC.Samtang, ang qmax mao ang maximum adsorption capacity (mg/g), qe mao ang adsorbed concentration sa MC (mg/g), ug ang Ce mao ang equilibrium concentration sa MC solution.Ang linear nga ekspresyon sa Freundlich isotherm nga modelo mahimong gihulagway ingon sa mosunod:
Oras sa pag-post: Peb-16-2023