हरे अग्रदूत के रूप में ताड़ के तेल का उपयोग करना, अपशिष्ट जल उपचार के लिए माइक्रोवेव ओवन का उपयोग करके चुंबकीय नैनोकार्बन का आर्क संश्लेषण।

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माइक्रोवेव विकिरण द्वारा उत्सर्जित धातुओं का अस्तित्व विवादास्पद है क्योंकि धातुएँ आसानी से प्रज्वलित हो जाती हैं।लेकिन दिलचस्प बात यह है कि शोधकर्ताओं ने पाया कि आर्क डिस्चार्ज घटना अणुओं को विभाजित करके नैनोमटेरियल के संश्लेषण के लिए एक आशाजनक मार्ग प्रदान करती है।यह अध्ययन एक चरणीय लेकिन किफायती सिंथेटिक विधि विकसित कर रहा है जो कच्चे पाम तेल को चुंबकीय नैनोकार्बन (एमएनसी) में परिवर्तित करने के लिए माइक्रोवेव हीटिंग और एक इलेक्ट्रिक आर्क को जोड़ती है, जिसे पाम तेल उत्पादन के लिए एक नया विकल्प माना जा सकता है।इसमें आंशिक रूप से निष्क्रिय परिस्थितियों में स्थायी रूप से घाव वाले स्टेनलेस स्टील तार (ढांकता हुआ माध्यम) और फेरोसिन (उत्प्रेरक) के साथ एक माध्यम का संश्लेषण शामिल है।इस विधि को विभिन्न संश्लेषण समय (10-20 मिनट) के साथ 190.9 से 472.0 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में हीटिंग के लिए सफलतापूर्वक प्रदर्शित किया गया है।ताजा तैयार बहुराष्ट्रीय कंपनियों ने 20.38-31.04 एनएम के औसत आकार, एक मेसोपोरस संरचना (एसबीईटी: 14.83-151.95 एम2/जी) और स्थिर कार्बन की एक उच्च सामग्री (52.79-71.24 वजन%), साथ ही डी और जी के साथ गोले दिखाए। बैंड (आईडी/जी) 0.98-0.99।एफटीआईआर स्पेक्ट्रम (522.29-588.48 सेमी-1) में नई चोटियों का निर्माण फेरोसीन में FeO यौगिकों की उपस्थिति के पक्ष में गवाही देता है।मैग्नेटोमीटर लौहचुंबकीय सामग्रियों में उच्च चुंबकीयकरण संतृप्ति (22.32–26.84 ईएमयू/जी) दिखाते हैं।अपशिष्ट जल उपचार में बहुराष्ट्रीय कंपनियों के उपयोग को 5 से 20 पीपीएम की विभिन्न सांद्रता पर मेथिलीन ब्लू (एमबी) सोखना परीक्षण का उपयोग करके उनकी सोखने की क्षमता का मूल्यांकन करके प्रदर्शित किया गया है।संश्लेषण समय (20 मिनट) पर प्राप्त बहुराष्ट्रीय कंपनियों ने दूसरों की तुलना में उच्चतम सोखना दक्षता (10.36 मिलीग्राम/जी) दिखाई, और एमबी डाई हटाने की दर 87.79% थी।इसलिए, फ्रायंडलिच मूल्यों की तुलना में लैंगमुइर मान आशावादी नहीं हैं, जिसमें आर2 क्रमशः 10 मिनट (एमएनसी10), 15 मिनट (एमएनसी15) और 20 मिनट (एमएनसी20) पर संश्लेषित बहुराष्ट्रीय कंपनियों के लिए लगभग 0.80, 0.98 और 0.99 है।नतीजतन, सोखना प्रणाली एक विषम स्थिति में है।इसलिए, माइक्रोवेव आर्किंग सीपीओ को एमएनसी में परिवर्तित करने के लिए एक आशाजनक तरीका प्रदान करता है, जो हानिकारक रंगों को हटा सकता है।
माइक्रोवेव विकिरण विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों की आणविक अंतःक्रिया के माध्यम से सामग्रियों के आंतरिक भागों को गर्म कर सकता है।यह माइक्रोवेव प्रतिक्रिया इस मायने में अद्वितीय है कि यह तेज़ और समान तापीय प्रतिक्रिया को बढ़ावा देती है।इस प्रकार, हीटिंग प्रक्रिया को तेज करना और रासायनिक प्रतिक्रियाओं को बढ़ाना संभव है2।साथ ही, कम प्रतिक्रिया समय के कारण, माइक्रोवेव प्रतिक्रिया अंततः उच्च शुद्धता और उच्च उपज3,4 के उत्पाद उत्पन्न कर सकती है।अपने अद्भुत गुणों के कारण, माइक्रोवेव विकिरण दिलचस्प माइक्रोवेव संश्लेषण की सुविधा प्रदान करता है जिसका उपयोग रासायनिक प्रतिक्रियाओं और नैनोमटेरियल्स5,6 के संश्लेषण सहित कई अध्ययनों में किया जाता है।हीटिंग प्रक्रिया के दौरान, माध्यम के अंदर स्वीकर्ता के ढांकता हुआ गुण एक निर्णायक भूमिका निभाते हैं, क्योंकि यह माध्यम में एक गर्म स्थान बनाता है, जिससे विभिन्न आकारिकी और गुणों के साथ नैनोकार्बन का निर्माण होता है।ओमोरीयेकोमवान एट अल द्वारा एक अध्ययन।सक्रिय कार्बन और नाइट्रोजन8 का उपयोग करके ताड़ की गुठली से खोखले कार्बन नैनोफाइबर का उत्पादन।इसके अलावा, फू और हामिद ने 350 W9 माइक्रोवेव ओवन में ऑयल पाम फाइबर सक्रिय कार्बन के उत्पादन के लिए उत्प्रेरक के उपयोग का निर्धारण किया।इसलिए, उपयुक्त सफाईकर्मियों को पेश करके कच्चे पाम तेल को बहुराष्ट्रीय कंपनियों में परिवर्तित करने के लिए एक समान दृष्टिकोण का उपयोग किया जा सकता है।
माइक्रोवेव विकिरण और तेज किनारों, बिंदुओं या सूक्ष्मदर्शी अनियमितताओं वाली धातुओं के बीच एक दिलचस्प घटना देखी गई है।इन दो वस्तुओं की उपस्थिति विद्युत चाप या चिंगारी (आमतौर पर आर्क डिस्चार्ज के रूप में संदर्भित)11,12 से प्रभावित होगी।चाप अधिक स्थानीय हॉट स्पॉट के निर्माण को बढ़ावा देगा और प्रतिक्रिया को प्रभावित करेगा, जिससे पर्यावरण की रासायनिक संरचना में सुधार होगा13।इस विशेष और दिलचस्प घटना ने विभिन्न अध्ययनों को आकर्षित किया है जैसे कि संदूषक निष्कासन14,15, बायोमास टार क्रैकिंग16, माइक्रोवेव सहायता प्राप्त पायरोलिसिस17,18 और सामग्री संश्लेषण19,20,21।
हाल ही में, कार्बन नैनोट्यूब, कार्बन नैनोस्फेयर और संशोधित कम ग्राफीन ऑक्साइड जैसे नैनोकार्बन ने अपने गुणों के कारण ध्यान आकर्षित किया है।ये नैनोकार्बन बिजली उत्पादन से लेकर जल शुद्धिकरण या परिशोधन23 तक के अनुप्रयोगों के लिए काफी संभावनाएं रखते हैं।इसके अलावा, उत्कृष्ट कार्बन गुणों की आवश्यकता होती है, लेकिन साथ ही, अच्छे चुंबकीय गुणों की भी आवश्यकता होती है।यह अपशिष्ट जल उपचार में धातु आयनों और रंगों के उच्च सोखना, जैव ईंधन में चुंबकीय संशोधक और यहां तक ​​कि उच्च दक्षता वाले माइक्रोवेव अवशोषक24,25,26,27,28 सहित बहुक्रियाशील अनुप्रयोगों के लिए बहुत उपयोगी है।साथ ही, इन कार्बनों का एक और फायदा है, जिसमें नमूने की सक्रिय साइट के सतह क्षेत्र में वृद्धि भी शामिल है।
हाल के वर्षों में, चुंबकीय नैनोकार्बन सामग्रियों पर शोध बढ़ रहा है।आमतौर पर, ये चुंबकीय नैनोकार्बन बहुक्रियाशील सामग्री होते हैं जिनमें नैनो आकार की चुंबकीय सामग्री होती है जो बाहरी उत्प्रेरकों को प्रतिक्रिया करने का कारण बन सकती है, जैसे बाहरी इलेक्ट्रोस्टैटिक या वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र29।उनके चुंबकीय गुणों के कारण, चुंबकीय नैनोकार्बन को स्थिरीकरण के लिए सक्रिय अवयवों और जटिल संरचनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ जोड़ा जा सकता है।इस बीच, चुंबकीय नैनोकार्बन (एमएनसी) जलीय घोल से प्रदूषकों को सोखने में उत्कृष्ट दक्षता दिखाते हैं।इसके अलावा, उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र और बहुराष्ट्रीय कंपनियों में बने छिद्र सोखने की क्षमता बढ़ा सकते हैं।चुंबकीय विभाजक बहुराष्ट्रीय कंपनियों को अत्यधिक प्रतिक्रियाशील समाधानों से अलग कर सकते हैं, उन्हें एक व्यवहार्य और प्रबंधनीय सॉर्बेंट32 में बदल सकते हैं।
कई शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया है कि कच्चे ताड़ के तेल का उपयोग करके उच्च गुणवत्ता वाले नैनोकार्बन का उत्पादन किया जा सकता है।पाम तेल, जिसे वैज्ञानिक रूप से एलैस गुनेंसिस के नाम से जाना जाता है, 202135 में लगभग 76.55 मिलियन टन के उत्पादन के साथ महत्वपूर्ण खाद्य तेलों में से एक माना जाता है। कच्चे पाम तेल या सीपीओ में असंतृप्त फैटी एसिड (ईएफए) और संतृप्त फैटी एसिड का संतुलित अनुपात होता है (सिंगापुर मौद्रिक प्राधिकरण)।सीपीओ में अधिकांश हाइड्रोकार्बन ट्राइग्लिसराइड्स हैं, एक ग्लिसराइड जो तीन ट्राइग्लिसराइड एसीटेट घटकों और एक ग्लिसरॉल घटक36 से बना होता है।इन हाइड्रोकार्बन को उनकी विशाल कार्बन सामग्री के कारण सामान्यीकृत किया जा सकता है, जिससे वे नैनोकार्बन उत्पादन37 के लिए संभावित हरित अग्रदूत बन जाते हैं।साहित्य के अनुसार, CNT37,38,39,40, कार्बन नैनोस्फेयर33,41 और ग्राफीन34,42,43 को आमतौर पर कच्चे पाम तेल या खाद्य तेल का उपयोग करके संश्लेषित किया जाता है।इन नैनोकार्बन में बिजली उत्पादन से लेकर जल शुद्धिकरण या परिशोधन तक के अनुप्रयोगों में काफी संभावनाएं हैं।
CVD38 या पायरोलिसिस33 जैसे थर्मल संश्लेषण ताड़ के तेल के अपघटन के लिए एक अनुकूल तरीका बन गया है।दुर्भाग्य से, इस प्रक्रिया में उच्च तापमान उत्पादन की लागत को बढ़ा देता है।पसंदीदा सामग्री 44 के उत्पादन के लिए लंबी, कठिन प्रक्रियाओं और सफाई विधियों की आवश्यकता होती है।हालाँकि, उच्च तापमान45 पर कच्चे पाम तेल की अच्छी स्थिरता के कारण भौतिक पृथक्करण और क्रैकिंग की आवश्यकता निर्विवाद है।इसलिए, कच्चे पाम तेल को कार्बनयुक्त पदार्थों में परिवर्तित करने के लिए अभी भी उच्च तापमान की आवश्यकता होती है।चुंबकीय नैनोकार्बन 46 के संश्लेषण के लिए तरल चाप को सर्वोत्तम क्षमता और नई विधि माना जा सकता है।यह दृष्टिकोण अत्यधिक उत्तेजित अवस्थाओं में अग्रदूतों और समाधानों के लिए प्रत्यक्ष ऊर्जा प्रदान करता है।आर्क डिस्चार्ज के कारण कच्चे पाम तेल में कार्बन बंधन टूट सकते हैं।हालाँकि, प्रयुक्त इलेक्ट्रोड रिक्ति को कठोर आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता हो सकती है, जो औद्योगिक पैमाने को सीमित कर देगी, इसलिए एक कुशल विधि अभी भी विकसित करने की आवश्यकता है।
हमारी सर्वोत्तम जानकारी के अनुसार, नैनोकार्बन को संश्लेषित करने की एक विधि के रूप में माइक्रोवेव का उपयोग करके आर्क डिस्चार्ज पर शोध सीमित है।साथ ही, अग्रदूत के रूप में कच्चे पाम तेल के उपयोग का पूरी तरह से पता नहीं लगाया गया है।इसलिए, इस अध्ययन का उद्देश्य माइक्रोवेव ओवन का उपयोग करके इलेक्ट्रिक आर्क का उपयोग करके कच्चे पाम तेल के अग्रदूतों से चुंबकीय नैनोकार्बन के उत्पादन की संभावना का पता लगाना है।पाम तेल की प्रचुरता नए उत्पादों और अनुप्रयोगों में प्रतिबिंबित होनी चाहिए।पाम तेल शोधन का यह नया दृष्टिकोण आर्थिक क्षेत्र को बढ़ावा देने में मदद कर सकता है और पाम तेल उत्पादकों, विशेष रूप से प्रभावित छोटे किसानों के पाम तेल बागानों के लिए आय का एक और स्रोत हो सकता है।अयोम्पे एट अल द्वारा अफ्रीकी छोटे धारकों के एक अध्ययन के अनुसार, छोटे धारक केवल तभी अधिक पैसा कमाते हैं यदि वे ताजे फलों के गुच्छों को स्वयं संसाधित करते हैं और बिचौलियों को बेचने के बजाय कच्चा पाम तेल बेचते हैं, जो एक महंगा और कठिन काम है47।साथ ही, कोविड-19 के कारण फैक्ट्री बंद होने से पाम तेल आधारित अनुप्रयोग उत्पादों पर असर पड़ा है।दिलचस्प बात यह है कि चूंकि अधिकांश घरों में माइक्रोवेव ओवन तक पहुंच है और इस अध्ययन में प्रस्तावित विधि को व्यवहार्य और किफायती माना जा सकता है, बहुराष्ट्रीय कंपनी उत्पादन को छोटे पैमाने पर ताड़ के तेल के बागानों के विकल्प के रूप में माना जा सकता है।इस बीच, बड़े पैमाने पर, कंपनियां बड़े टीएनसी का उत्पादन करने के लिए बड़े रिएक्टरों में निवेश कर सकती हैं।
यह अध्ययन मुख्य रूप से विभिन्न अवधियों के लिए ढांकता हुआ माध्यम के रूप में स्टेनलेस स्टील का उपयोग करके संश्लेषण प्रक्रिया को कवर करता है।माइक्रोवेव और नैनोकार्बन का उपयोग करने वाले अधिकांश सामान्य अध्ययन 30 मिनट या अधिक33,34 के स्वीकार्य संश्लेषण समय का सुझाव देते हैं।एक सुलभ और व्यवहार्य व्यावहारिक विचार का समर्थन करने के लिए, इस अध्ययन का उद्देश्य औसत से कम संश्लेषण समय वाली बहुराष्ट्रीय कंपनियों को प्राप्त करना था।साथ ही, अध्ययन प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर 3 की एक तस्वीर पेश करता है क्योंकि सिद्धांत प्रयोगशाला पैमाने पर सिद्ध और कार्यान्वित किया गया है।बाद में, परिणामी बहुराष्ट्रीय कंपनियों को उनके भौतिक, रासायनिक और चुंबकीय गुणों के आधार पर पहचाना गया।इसके बाद परिणामी बहुराष्ट्रीय कंपनियों की सोखने की क्षमता को प्रदर्शित करने के लिए मेथिलीन ब्लू का उपयोग किया गया।
कच्चा पाम तेल अपस बालुंग मिल, सावित किनाबालु एसडीएन से प्राप्त किया गया था।Bhd., Tawau, और संश्लेषण के लिए कार्बन अग्रदूत के रूप में उपयोग किया जाता है।इस मामले में, 0.90 मिमी व्यास वाले एक स्टेनलेस स्टील के तार का उपयोग ढांकता हुआ माध्यम के रूप में किया गया था।इस कार्य में उत्प्रेरक के रूप में अमेरिका के सिग्मा-एल्ड्रिच से प्राप्त फेरोसीन (शुद्धता 99%) को चुना गया था।सोखना प्रयोगों के लिए मेथिलीन ब्लू (बेंडोसेन, 100 ग्राम) का उपयोग किया गया।
इस अध्ययन में, एक घरेलू माइक्रोवेव ओवन (पैनासोनिक: SAM-MG23K3513GK) को माइक्रोवेव रिएक्टर में परिवर्तित किया गया था।माइक्रोवेव ओवन के ऊपरी हिस्से में गैस के इनलेट और आउटलेट और थर्मोकपल के लिए तीन छेद बनाए गए थे।दुर्घटनाओं को रोकने के लिए थर्मोकपल जांच को सिरेमिक ट्यूबों से इंसुलेट किया गया और प्रत्येक प्रयोग के लिए समान परिस्थितियों में रखा गया।इस बीच, नमूनों और श्वासनली को समायोजित करने के लिए तीन छेद वाले ढक्कन वाले एक बोरोसिलिकेट ग्लास रिएक्टर का उपयोग किया गया था।माइक्रोवेव रिएक्टर का एक योजनाबद्ध आरेख अनुपूरक चित्र 1 में देखा जा सकता है।
कार्बन अग्रदूत के रूप में कच्चे पाम तेल और उत्प्रेरक के रूप में फेरोसीन का उपयोग करके चुंबकीय नैनोकार्बन को संश्लेषित किया गया।फेरोसिन उत्प्रेरक के वजन का लगभग 5% घोल उत्प्रेरक विधि द्वारा तैयार किया गया था।फेरोसिन को 30 मिनट के लिए 60 आरपीएम पर 20 मिलीलीटर कच्चे पाम तेल के साथ मिलाया गया था।फिर मिश्रण को एल्यूमिना क्रूसिबल में स्थानांतरित किया गया, और 30 सेमी लंबे स्टेनलेस स्टील के तार को कुंडलित किया गया और क्रूसिबल के अंदर लंबवत रखा गया।एल्यूमिना क्रूसिबल को ग्लास रिएक्टर में रखें और इसे सीलबंद ग्लास ढक्कन के साथ माइक्रोवेव ओवन के अंदर सुरक्षित रूप से सुरक्षित करें।कक्ष से अवांछित हवा को हटाने के लिए प्रतिक्रिया शुरू होने से 5 मिनट पहले नाइट्रोजन को कक्ष में प्रवाहित किया गया था।माइक्रोवेव पावर को 800W तक बढ़ा दिया गया है क्योंकि यह अधिकतम माइक्रोवेव पावर है जो एक अच्छी आर्क स्टार्ट को बनाए रख सकती है।इसलिए, यह सिंथेटिक प्रतिक्रियाओं के लिए अनुकूल परिस्थितियों के निर्माण में योगदान दे सकता है।साथ ही, यह माइक्रोवेव फ़्यूज़न प्रतिक्रियाओं48,49 के लिए वाट में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली पावर रेंज भी है।प्रतिक्रिया के दौरान मिश्रण को 10, 15 या 20 मिनट तक गर्म किया गया।प्रतिक्रिया पूरी होने के बाद, रिएक्टर और माइक्रोवेव को स्वाभाविक रूप से कमरे के तापमान तक ठंडा कर दिया गया।एल्यूमिना क्रूसिबल में अंतिम उत्पाद पेचदार तारों के साथ एक काला अवक्षेप था।
काले अवक्षेप को एकत्र किया गया और इथेनॉल, आइसोप्रोपेनॉल (70%) और आसुत जल के साथ बारी-बारी से कई बार धोया गया।धोने और सफाई के बाद, अवांछित अशुद्धियों को वाष्पित करने के लिए उत्पाद को पारंपरिक ओवन में रात भर 80 डिग्री सेल्सियस पर सुखाया जाता है।फिर उत्पाद को लक्षण वर्णन के लिए एकत्र किया गया।MNC10, MNC15, और MNC20 लेबल वाले नमूनों का उपयोग 10 मिनट, 15 मिनट और 20 मिनट के लिए चुंबकीय नैनोकार्बन को संश्लेषित करने के लिए किया गया था।
100 से 150 केएक्स आवर्धन पर क्षेत्र उत्सर्जन स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप या एफईएसईएम (ज़ीस ऑरिगा मॉडल) के साथ एमएनसी आकृति विज्ञान का निरीक्षण करें।उसी समय, ऊर्जा-फैलाने वाले एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (ईडीएस) द्वारा मौलिक संरचना का विश्लेषण किया गया था।ईएमएफ विश्लेषण 2.8 मिमी की कार्य दूरी और 1 केवी के त्वरित वोल्टेज पर किया गया था।विशिष्ट सतह क्षेत्र और एमएनसी छिद्र मूल्यों को ब्रूनॉयर-एम्मेट-टेलर (बीईटी) विधि द्वारा मापा गया था, जिसमें 77 K पर N2 का सोखना-उजाड़ना इज़ोटेर्म शामिल था। विश्लेषण एक मॉडल सतह क्षेत्र मीटर (माइक्रोमेरिटिक ASAP 2020) का उपयोग करके किया गया था। .
चुंबकीय नैनोकार्बन की क्रिस्टलीयता और चरण एक्स-रे पाउडर विवर्तन या एक्सआरडी (बर्कर डी8 एडवांस) द्वारा λ = 0.154 एनएम पर निर्धारित किया गया था।डिफ्रेक्टोग्राम 2° मिनट-1 की स्कैन दर पर 2θ = 5 और 85° के बीच रिकॉर्ड किए गए।इसके अलावा, फूरियर ट्रांसफॉर्म इंफ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (एफटीआईआर) का उपयोग करके बहुराष्ट्रीय कंपनियों की रासायनिक संरचना की जांच की गई।विश्लेषण 4000 से 400 सेमी-1 तक की स्कैन गति के साथ पर्किन एल्मर एफटीआईआर-स्पेक्ट्रम 400 का उपयोग करके किया गया था।चुंबकीय नैनोकार्बन की संरचनात्मक विशेषताओं का अध्ययन करने में, रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी को 100X उद्देश्य के साथ यू-रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी में एक नियोडिमियम-डॉप्ड लेजर (532 एनएम) का उपयोग करके किया गया था।
बहुराष्ट्रीय कंपनियों में आयरन ऑक्साइड की चुंबकीय संतृप्ति को मापने के लिए एक वाइब्रेटिंग मैग्नेटोमीटर या वीएसएम (लेक शोर 7400 श्रृंखला) का उपयोग किया गया था।लगभग 8 kOe के चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग किया गया और 200 अंक प्राप्त किए गए।
अधिशोषण प्रयोगों में अधिशोषक के रूप में बहुराष्ट्रीय कंपनियों की क्षमता का अध्ययन करते समय, धनायनित डाई मेथिलीन ब्लू (एमबी) का उपयोग किया गया था।5-20 मिलीग्राम/एल50 की सीमा में मानक सांद्रता के साथ मेथिलीन ब्लू के 20 मिलीलीटर जलीय घोल में एमएनसी (20 मिलीग्राम) मिलाया गया।पूरे अध्ययन के दौरान समाधान का पीएच 7 के तटस्थ पीएच पर सेट किया गया था।घोल को रोटरी शेकर (लैब कंपेनियन: SI-300R) पर 150 आरपीएम और 303.15 K पर यांत्रिक रूप से हिलाया गया था।फिर बहुराष्ट्रीय कंपनियों को एक चुंबक का उपयोग करके अलग किया जाता है।सोखना प्रयोग से पहले और बाद में एमबी समाधान की एकाग्रता का निरीक्षण करने के लिए एक यूवी-दृश्य स्पेक्ट्रोफोटोमीटर (वेरियन कैरी 50 यूवी-विज़ स्पेक्ट्रोफोटोमीटर) का उपयोग करें, और 664 एनएम की अधिकतम तरंग दैर्ध्य पर मेथिलीन नीले मानक वक्र को देखें।प्रयोग तीन बार दोहराया गया और औसत मूल्य दिया गया।समाधान से एमजी को हटाने की गणना संतुलन क्यूई पर अवशोषित एमसी की मात्रा और हटाने के प्रतिशत के लिए सामान्य समीकरण का उपयोग करके की गई थी।
सभी बहुराष्ट्रीय कंपनियों के लिए 293.15 K. mg के स्थिर तापमान पर विभिन्न सांद्रता (5-20 mg/l) MG समाधान और 20 mg अधिशोषक के सरगर्मी के साथ सोखना इज़ोटेर्म पर प्रयोग भी किए गए।
पिछले कुछ दशकों में लौह और चुंबकीय कार्बन का बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है।ये कार्बन-आधारित चुंबकीय सामग्रियां अपने उत्कृष्ट विद्युत चुम्बकीय गुणों के कारण अधिक से अधिक ध्यान आकर्षित कर रही हैं, जिससे विभिन्न संभावित तकनीकी अनुप्रयोग हो रहे हैं, मुख्य रूप से विद्युत उपकरणों और जल उपचार में।इस अध्ययन में, माइक्रोवेव डिस्चार्ज का उपयोग करके कच्चे पाम तेल में हाइड्रोकार्बन को तोड़कर नैनोकार्बन को संश्लेषित किया गया था।संश्लेषण को अलग-अलग समय पर, 10 से 20 मिनट तक, अग्रदूत और उत्प्रेरक के एक निश्चित अनुपात (5:1) पर, एक धातु वर्तमान कलेक्टर (मुड़ एसएस) और आंशिक रूप से निष्क्रिय (नाइट्रोजन के साथ शुद्ध की गई अवांछित हवा) का उपयोग करके किया गया था। प्रयोग की शुरुआत)परिणामस्वरूप कार्बनयुक्त जमा एक काले ठोस पाउडर के रूप में होते हैं, जैसा कि पूरक चित्र 2 ए में दिखाया गया है।अवक्षेपित कार्बन की पैदावार क्रमशः 10 मिनट, 15 मिनट और 20 मिनट के संश्लेषण समय पर लगभग 5.57%, 8.21% और 11.67% थी।यह परिदृश्य बताता है कि लंबे समय तक संश्लेषण का समय उच्च पैदावार51 में योगदान देता है - कम पैदावार, सबसे अधिक संभावना कम प्रतिक्रिया समय और कम उत्प्रेरक गतिविधि के कारण होती है।
इस बीच, प्राप्त नैनोकार्बन के लिए संश्लेषण तापमान बनाम समय का एक प्लॉट पूरक चित्र 2बी में देखा जा सकता है।MNC10, MNC15 और MNC20 के लिए प्राप्त उच्चतम तापमान क्रमशः 190.9°C, 434.5°C और 472°C थे।प्रत्येक वक्र के लिए, एक तीव्र ढलान देखी जा सकती है, जो धातु चाप के दौरान उत्पन्न गर्मी के कारण रिएक्टर के अंदर तापमान में लगातार वृद्धि का संकेत देती है।इसे एमएनसी10, एमएनसी15 और एमएनसी20 के लिए क्रमशः 0-2 मिनट, 0-5 मिनट और 0-8 मिनट पर देखा जा सकता है।एक निश्चित बिंदु पर पहुंचने के बाद, ढलान उच्चतम तापमान पर मंडराता रहता है, और ढलान मध्यम हो जाता है।
एमएनसी नमूनों की सतह स्थलाकृति का निरीक्षण करने के लिए फील्ड उत्सर्जन स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (एफईएसईएम) का उपयोग किया गया था।जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।1, संश्लेषण के अलग-अलग समय पर चुंबकीय नैनोकार्बन की रूपात्मक संरचना थोड़ी भिन्न होती है।अंजीर में FESEM MNC10 की छवियाँ।1ए,बी से पता चलता है कि कार्बन गोले के निर्माण में उच्च सतह तनाव के कारण उलझे हुए और जुड़े हुए सूक्ष्म और नैनोस्फेयर होते हैं।साथ ही, वैन डेर वाल्स बलों की उपस्थिति से कार्बन गोले 52 का एकत्रीकरण होता है।संश्लेषण समय में वृद्धि के परिणामस्वरूप छोटे आकार हुए और लंबे समय तक टूटने वाली प्रतिक्रियाओं के कारण गोले की संख्या में वृद्धि हुई।अंजीर पर.1सी से पता चलता है कि एमएनसी15 का आकार लगभग पूर्ण गोलाकार है।हालाँकि, एकत्रित गोले अभी भी मेसोपोर बना सकते हैं, जो बाद में मेथिलीन ब्लू सोखने के लिए अच्छी साइट बन सकते हैं।चित्र 1डी में 15,000 गुना के उच्च आवर्धन पर 20.38 एनएम के औसत आकार के साथ अधिक कार्बन गोले देखे जा सकते हैं।
7000 और 15000 गुना आवर्धन पर 10 मिनट (ए, बी), 15 मिनट (सी, डी) और 20 मिनट (ई-जी) के बाद संश्लेषित नैनोकार्बन की एफईएसईएम छवियां।
अंजीर पर.1e-g MNC20 चुंबकीय कार्बन की सतह पर छोटे गोले के साथ छिद्रों के विकास को दर्शाता है और चुंबकीय सक्रिय कार्बन53 की आकृति विज्ञान को फिर से जोड़ता है।विभिन्न व्यास और चौड़ाई के छिद्र चुंबकीय कार्बन की सतह पर बेतरतीब ढंग से स्थित होते हैं।इसलिए, यह समझा सकता है कि एमएनसी20 ने अधिक सतह क्षेत्र और छिद्र मात्रा क्यों दिखाई, जैसा कि बीईटी विश्लेषण द्वारा दिखाया गया है, क्योंकि इसकी सतह पर अन्य सिंथेटिक समय की तुलना में अधिक छिद्र बने हैं।15,000 गुना के उच्च आवर्धन पर लिए गए माइक्रोग्राफ में अमानवीय कण आकार और अनियमित आकार दिखाई दिए, जैसा कि चित्र 1जी में दिखाया गया है।जब विकास का समय बढ़ाकर 20 मिनट कर दिया गया, तो अधिक एकत्रित गोले बन गए।
दिलचस्प बात यह है कि उसी क्षेत्र में मुड़े हुए कार्बन के टुकड़े भी पाए गए।गोले का व्यास 5.18 से 96.36 एनएम तक भिन्न था।यह गठन विभेदक न्यूक्लिएशन की घटना के कारण हो सकता है, जो उच्च तापमान और माइक्रोवेव द्वारा सुगम होता है।तैयार बहुराष्ट्रीय कंपनियों के परिकलित गोले का आकार एमएनसी10 के लिए औसतन 20.38 एनएम, एमएनसी15 के लिए 24.80 एनएम और एमएनसी20 के लिए 31.04 एनएम है।गोले का आकार वितरण पूरक चित्र में दिखाया गया है।3.
अनुपूरक चित्र 4 क्रमशः एमएनसी10, एमएनसी15 और एमएनसी20 के ईडीएस स्पेक्ट्रा और मौलिक संरचना सारांश दिखाता है।स्पेक्ट्रा के अनुसार, यह देखा गया कि प्रत्येक नैनोकार्बन में C, O और Fe की एक अलग मात्रा होती है।यह अतिरिक्त संश्लेषण समय के दौरान होने वाली विभिन्न ऑक्सीकरण और क्रैकिंग प्रतिक्रियाओं के कारण होता है।माना जाता है कि सी की एक बड़ी मात्रा कार्बन अग्रदूत, कच्चे पाम तेल से आती है।इस बीच, O का कम प्रतिशत संश्लेषण के दौरान ऑक्सीकरण प्रक्रिया के कारण होता है।वहीं, Fe को फेरोसिन अपघटन के बाद नैनोकार्बन सतह पर जमा होने वाले आयरन ऑक्साइड के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है।इसके अलावा, पूरक चित्र 5ए-सी एमएनसी10, एमएनसी15 और एमएनसी20 तत्वों की मैपिंग दिखाता है।मौलिक मानचित्रण के आधार पर, यह देखा गया कि Fe एमएनसी सतह पर अच्छी तरह से वितरित है।
नाइट्रोजन सोखना-सोखना विश्लेषण सोखना तंत्र और सामग्री की छिद्रपूर्ण संरचना के बारे में जानकारी प्रदान करता है।एन2 सोखना इज़ोटेर्म और एमएनसी बीईटी सतह के ग्राफ़ अंजीर में दिखाए गए हैं।2. एफईएसईएम छवियों के आधार पर, एकत्रीकरण के कारण सोखने के व्यवहार में माइक्रोपोरस और मेसोपोरस संरचनाओं का संयोजन प्रदर्शित होने की उम्मीद है।हालाँकि, चित्र 2 में ग्राफ से पता चलता है कि अधिशोषक प्रकार IV इज़ोटेर्म और IUPAC55 के प्रकार H2 हिस्टैरिसीस लूप जैसा दिखता है।इस प्रकार का इज़ोटेर्म अक्सर मेसोपोरस सामग्रियों के समान होता है।मेसोपोरस का सोखना व्यवहार आमतौर पर संघनित पदार्थ के अणुओं के साथ सोखना-सोखना प्रतिक्रियाओं की बातचीत से निर्धारित होता है।एस-आकार या एस-आकार का सोखना इज़ोटेर्म आमतौर पर एकल-परत-बहुपरत सोखना के कारण होता है, जिसके बाद एक घटना होती है जिसमें गैस थोक तरल के संतृप्ति दबाव के नीचे दबाव में छिद्रों में एक तरल चरण में संघनित होती है, जिसे छिद्र संघनन 56 के रूप में जाना जाता है। छिद्रों में केशिका संघनन 0.50 से ऊपर सापेक्ष दबाव (पी/पीओ) पर होता है।इस बीच, जटिल छिद्र संरचना एच2-प्रकार के हिस्टैरिसीस को प्रदर्शित करती है, जिसे छिद्रों की एक संकीर्ण सीमा में छिद्र प्लगिंग या रिसाव के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है।
बीईटी परीक्षणों से प्राप्त सतह के भौतिक पैरामीटर तालिका 1 में दिखाए गए हैं। बढ़ते संश्लेषण समय के साथ बीईटी सतह क्षेत्र और कुल छिद्र मात्रा में काफी वृद्धि हुई है।एमएनसी10, एमएनसी15 और एमएनसी20 का औसत छिद्र आकार क्रमशः 7.2779 एनएम, 7.6275 एनएम और 7.8223 एनएम है।IUPAC अनुशंसाओं के अनुसार, इन मध्यवर्ती छिद्रों को मेसोपोरस सामग्री के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।मेसोपोरस संरचना एमएनसी57 द्वारा मेथिलीन ब्लू को अधिक आसानी से पारगम्य और सोखने योग्य बना सकती है।अधिकतम संश्लेषण समय (MNC20) ने उच्चतम सतह क्षेत्र दिखाया, इसके बाद MNC15 और MNC10 का स्थान रहा।उच्च बीईटी सतह क्षेत्र सोखने के प्रदर्शन में सुधार कर सकता है क्योंकि अधिक सर्फैक्टेंट साइटें उपलब्ध हैं।
संश्लेषित बहुराष्ट्रीय कंपनियों के एक्स-रे विवर्तन पैटर्न चित्र 3 में दिखाए गए हैं। उच्च तापमान पर, फेरोसीन भी टूट जाता है और आयरन ऑक्साइड बनाता है।अंजीर पर.3ए एमएनसी10 का एक्सआरडी पैटर्न दिखाता है।यह 2θ, 43.0° और 62.32° पर दो शिखर दिखाता है, जिन्हें ɣ-Fe2O3 (JCPDS #39–1346) को सौंपा गया है।उसी समय, Fe3O4 का तनावपूर्ण शिखर 2θ: 35.27° है।दूसरी ओर, चित्र 3बी में एमएचसी15 विवर्तन पैटर्न नई चोटियों को दर्शाता है, जो संभवतः तापमान और संश्लेषण समय में वृद्धि से जुड़े हैं।यद्यपि 2θ: 26.202° शिखर कम तीव्र है, विवर्तन पैटर्न ग्रेफाइट जेसीपीडीएस फ़ाइल (जेसीपीडीएस #75-1621) के अनुरूप है, जो नैनोकार्बन के भीतर ग्रेफाइट क्रिस्टल की उपस्थिति का संकेत देता है।यह शिखर एमएनसी10 में अनुपस्थित है, संभवतः संश्लेषण के दौरान कम चाप तापमान के कारण।2θ पर तीन समय शिखर हैं: 30.082°, 35.502°, 57.422° Fe3O4 के कारण।यह 2θ: 43.102° और 62.632° पर ɣ-Fe2O3 की उपस्थिति का संकेत देने वाली दो चोटियाँ भी दिखाता है।20 मिनट (एमएनसी20) के लिए संश्लेषित एमएनसी के लिए, जैसा कि चित्र 3सी में दिखाया गया है, एमएनके15 में एक समान विवर्तन पैटर्न देखा जा सकता है।26.382° पर ग्राफ़िकल शिखर को MNC20 में भी देखा जा सकता है।2θ पर दिखाई गई तीन तीव्र चोटियाँ: 30.102°, 35.612°, 57.402° Fe3O4 के लिए हैं।इसके अलावा, ε-Fe2O3 की उपस्थिति 2θ: 42.972° और 62.61 पर दिखाई गई है।परिणामी बहुराष्ट्रीय कंपनियों में आयरन ऑक्साइड यौगिकों की उपस्थिति भविष्य में मेथिलीन ब्लू को सोखने की क्षमता पर सकारात्मक प्रभाव डाल सकती है।
एमएनसी और सीपीओ नमूनों में रासायनिक बंधन विशेषताओं को पूरक चित्र 6 में एफटीआईआर परावर्तन स्पेक्ट्रा से निर्धारित किया गया था। प्रारंभ में, कच्चे पाम तेल की छह महत्वपूर्ण चोटियां चार अलग-अलग रासायनिक घटकों का प्रतिनिधित्व करती थीं जैसा कि पूरक तालिका 1 में वर्णित है। सीपीओ में पहचानी गई मौलिक चोटियां 2913.81 सेमी-1, 2840 सेमी-1 और 1463.34 सेमी-1 हैं, जो अल्केन्स और अन्य एलिफैटिक सीएच2 या सीएच3 समूहों के सीएच स्ट्रेचिंग कंपन को संदर्भित करते हैं।पहचाने गए शिखर वनपाल 1740.85 सेमी-1 और 1160.83 सेमी-1 हैं।1740.85 सेमी-1 का शिखर ट्राइग्लिसराइड कार्यात्मक समूह के एस्टर कार्बोनिल द्वारा विस्तारित एक सी=ओ बंधन है।इस बीच, 1160.83 सेमी-1 का शिखर विस्तारित CO58.59 एस्टर समूह की छाप है।इस बीच, 813.54 सेमी-1 का शिखर अल्केन समूह की छाप है।
इसलिए, कच्चे पाम तेल में कुछ अवशोषण शिखर संश्लेषण समय बढ़ने के साथ गायब हो गए।एमएनसी10 में 2913.81 सेमी-1 और 2840 सेमी-1 की चोटियाँ अभी भी देखी जा सकती हैं, लेकिन यह दिलचस्प है कि एमएनसी15 और एमएनसी20 में ऑक्सीकरण के कारण चोटियाँ गायब हो जाती हैं।इस बीच, चुंबकीय नैनोकार्बन के एफटीआईआर विश्लेषण से एमएनसी10-20 के पांच अलग-अलग कार्यात्मक समूहों का प्रतिनिधित्व करने वाले नवगठित अवशोषण शिखर का पता चला।इन चोटियों को अनुपूरक तालिका 1 में भी सूचीबद्ध किया गया है। 2325.91 सेमी-1 की चोटी सीएच360 एलिफैटिक समूह का असममित सीएच खिंचाव है।1463.34-1443.47 सेमी-1 का शिखर ताड़ के तेल जैसे स्निग्ध समूहों के सीएच2 और सीएच झुकाव को दर्शाता है, लेकिन समय के साथ शिखर कम होने लगता है।813.54-875.35 सेमी-1 का शिखर सुगंधित सीएच-अल्केन समूह की छाप है।
इस बीच, 2101.74 सेमी-1 और 1589.18 सेमी-1 की चोटियाँ क्रमशः सी=सी एल्काइन और सुगंधित वलय बनाने वाले सीसी 61 बांड का प्रतिनिधित्व करती हैं।1695.15 सेमी-1 पर एक छोटा शिखर कार्बोनिल समूह से मुक्त फैटी एसिड के सी=ओ बंधन को दर्शाता है।यह संश्लेषण के दौरान सीपीओ कार्बोनिल और फेरोसीन से प्राप्त होता है।539.04 से 588.48 सेमी-1 की सीमा में नवगठित चोटियाँ फेरोसीन के Fe-O कंपन बंधन से संबंधित हैं।पूरक चित्र 4 में दिखाई गई चोटियों के आधार पर, यह देखा जा सकता है कि संश्लेषण का समय कई चोटियों को कम कर सकता है और चुंबकीय नैनोकार्बन में पुनः बंधन कर सकता है।
514 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ एक घटना लेजर का उपयोग करके संश्लेषण के विभिन्न समय पर प्राप्त चुंबकीय नैनोकार्बन के रमन बिखरने का स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण चित्र 4 में दिखाया गया है। एमएनसी10, एमएनसी15 और एमएनसी20 के सभी स्पेक्ट्रा में आमतौर पर कम एसपी3 कार्बन से जुड़े दो तीव्र बैंड होते हैं। कार्बन प्रजाति sp262 के कंपन मोड में दोषों के साथ नैनोग्राफ़ाइट क्रिस्टलाइट्स में पाया गया।पहली चोटी, 1333-1354 सेमी-1 के क्षेत्र में स्थित, डी बैंड का प्रतिनिधित्व करती है, जो आदर्श ग्रेफाइट के लिए प्रतिकूल है और संरचनात्मक विकार और अन्य अशुद्धियों63,64 से मेल खाती है।1537-1595 सेमी-1 के आसपास दूसरी सबसे महत्वपूर्ण चोटी इन-प्लेन बॉन्ड स्ट्रेचिंग या क्रिस्टलीय और क्रमबद्ध ग्रेफाइट रूपों से उत्पन्न होती है।हालाँकि, ग्रेफाइट जी बैंड की तुलना में शिखर लगभग 10 सेमी-1 स्थानांतरित हो गया, जो दर्शाता है कि बहुराष्ट्रीय कंपनियों के पास कम शीट स्टैकिंग ऑर्डर और दोषपूर्ण संरचना है।डी और जी बैंड (आईडी/आईजी) की सापेक्ष तीव्रता का उपयोग क्रिस्टलीय और ग्रेफाइट नमूनों की शुद्धता का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है।रमन स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण के अनुसार, सभी बहुराष्ट्रीय कंपनियों में आईडी/आईजी मान 0.98–0.99 की सीमा में था, जो Sp3 संकरण के कारण संरचनात्मक दोषों का संकेत देता है।यह स्थिति XPA स्पेक्ट्रा में कम तीव्र 2θ चोटियों की उपस्थिति की व्याख्या कर सकती है: MNK15 के लिए 26.20° और MNK20 के लिए 26.28°, जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है, जो JCPDS फ़ाइल में ग्रेफाइट शिखर को सौंपा गया है।इस कार्य में प्राप्त आईडी/आईजी एमएनसी अनुपात अन्य चुंबकीय नैनोकार्बन की सीमा में हैं, उदाहरण के लिए, हाइड्रोथर्मल विधि के लिए 0.85-1.03 और पायरोलाइटिक विधि के लिए 0.78-0.9665.66।इसलिए, यह अनुपात इंगित करता है कि वर्तमान सिंथेटिक विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया जा सकता है।
कंपन मैग्नेटोमीटर का उपयोग करके बहुराष्ट्रीय कंपनियों की चुंबकीय विशेषताओं का विश्लेषण किया गया।परिणामी हिस्टैरिसीस चित्र 5 में दिखाया गया है।एक नियम के रूप में, बहुराष्ट्रीय कंपनियां संश्लेषण के दौरान फेरोसीन से अपना चुंबकत्व प्राप्त करती हैं।ये अतिरिक्त चुंबकीय गुण भविष्य में नैनोकार्बन की सोखने की क्षमता को बढ़ा सकते हैं।जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है, नमूनों को सुपरपैरामैग्नेटिक सामग्री के रूप में पहचाना जा सकता है।वहाजुद्दीन और अरोरा67 के अनुसार, सुपरपैरामैग्नेटिक स्थिति यह है कि जब कोई बाहरी चुंबकीय क्षेत्र लागू किया जाता है तो नमूना संतृप्ति चुंबकीयकरण (एमएस) के लिए चुंबकीय हो जाता है।बाद में, नमूनों67 में अवशिष्ट चुंबकीय अंतःक्रियाएँ दिखाई नहीं देतीं।यह उल्लेखनीय है कि संश्लेषण समय के साथ संतृप्ति चुम्बकत्व बढ़ता है।दिलचस्प बात यह है कि एमएनसी15 में उच्चतम चुंबकीय संतृप्ति है क्योंकि बाहरी चुंबक की उपस्थिति में इष्टतम संश्लेषण समय के कारण मजबूत चुंबकीय गठन (चुंबकत्व) हो सकता है।यह Fe3O4 की उपस्थिति के कारण हो सकता है, जिसमें ɣ-Fe2O जैसे अन्य आयरन ऑक्साइड की तुलना में बेहतर चुंबकीय गुण हैं।बहुराष्ट्रीय कंपनियों के प्रति इकाई द्रव्यमान संतृप्ति के सोखने के क्षण का क्रम MNC15>MNC10>MNC20 है।प्राप्त चुंबकीय पैरामीटर तालिका में दिए गए हैं।2.
चुंबकीय पृथक्करण में पारंपरिक चुम्बकों का उपयोग करते समय चुंबकीय संतृप्ति का न्यूनतम मूल्य लगभग 16.3 एमु जी-1 है।जलीय पर्यावरण में रंगों जैसे प्रदूषकों को हटाने की बहुराष्ट्रीय कंपनियों की क्षमता और बहुराष्ट्रीय कंपनियों को हटाने में आसानी प्राप्त नैनोकार्बन के लिए अतिरिक्त कारक बन गए हैं।अध्ययनों से पता चला है कि एलएसएम की चुंबकीय संतृप्ति उच्च मानी जाती है।इस प्रकार, सभी नमूने चुंबकीय पृथक्करण प्रक्रिया के लिए पर्याप्त से अधिक चुंबकीय संतृप्ति मान तक पहुंच गए।
हाल ही में, धातु की पट्टियों या तारों ने माइक्रोवेव संलयन प्रक्रियाओं में उत्प्रेरक या डाइलेक्ट्रिक्स के रूप में ध्यान आकर्षित किया है।धातुओं की माइक्रोवेव प्रतिक्रियाएँ रिएक्टर के भीतर उच्च तापमान या प्रतिक्रियाओं का कारण बनती हैं।इस अध्ययन का दावा है कि टिप और वातानुकूलित (कुंडलित) स्टेनलेस स्टील तार माइक्रोवेव डिस्चार्ज और धातु हीटिंग की सुविधा प्रदान करते हैं।स्टेनलेस स्टील की नोक पर स्पष्ट खुरदरापन होता है, जिससे सतह चार्ज घनत्व और बाहरी विद्युत क्षेत्र के उच्च मान होते हैं।जब चार्ज ने पर्याप्त गतिज ऊर्जा प्राप्त कर ली है, तो चार्ज किए गए कण स्टेनलेस स्टील से बाहर निकल जाएंगे, जिससे पर्यावरण आयनित हो जाएगा, जिससे डिस्चार्ज या स्पार्क 68 उत्पन्न होगा।धातु डिस्चार्ज उच्च तापमान वाले गर्म स्थानों के साथ समाधान क्रैकिंग प्रतिक्रियाओं में महत्वपूर्ण योगदान देता है।अनुपूरक चित्र 2 बी में तापमान मानचित्र के अनुसार, तापमान तेजी से बढ़ता है, जो मजबूत निर्वहन घटना के अलावा उच्च तापमान वाले गर्म स्थानों की उपस्थिति का संकेत देता है।
इस मामले में, एक थर्मल प्रभाव देखा जाता है, क्योंकि कमजोर रूप से बंधे इलेक्ट्रॉन सतह पर और टिप69 पर घूम सकते हैं और ध्यान केंद्रित कर सकते हैं।जब स्टेनलेस स्टील घाव होता है, तो समाधान में धातु का बड़ा सतह क्षेत्र सामग्री की सतह पर एड़ी धाराओं को प्रेरित करने में मदद करता है और हीटिंग प्रभाव को बनाए रखता है।यह स्थिति सीपीओ और फेरोसीन और फेरोसीन की लंबी कार्बन श्रृंखलाओं को तोड़ने में प्रभावी रूप से मदद करती है।जैसा कि पूरक चित्र 2 बी में दिखाया गया है, एक स्थिर तापमान दर इंगित करती है कि समाधान में एक समान ताप प्रभाव देखा जाता है।
बहुराष्ट्रीय कंपनियों के गठन के लिए एक प्रस्तावित तंत्र को पूरक चित्र 7 में दिखाया गया है। सीपीओ और फेरोसीन की लंबी कार्बन श्रृंखलाएं उच्च तापमान पर टूटने लगती हैं।तेल विभाजित हाइड्रोकार्बन बनाने के लिए टूट जाता है जो कार्बन अग्रदूत बन जाता है जिसे FESEM MNC1070 छवि में ग्लोब्यूल्स के रूप में जाना जाता है।वातावरण की ऊर्जा और वायुमंडलीय परिस्थितियों में दबाव 71 के कारण।इसी समय, फेरोसीन भी टूट जाता है, जिससे Fe पर जमा कार्बन परमाणुओं से एक उत्प्रेरक बनता है।इसके बाद तेजी से न्यूक्लियेशन होता है और कार्बन कोर ऑक्सीकरण होकर कोर के शीर्ष पर एक अनाकार और ग्रेफाइटिक कार्बन परत बनाता है।जैसे-जैसे समय बढ़ता है, गोले का आकार अधिक सटीक और एक समान हो जाता है।साथ ही, मौजूदा वैन डेर वाल्स बल भी गोले52 के ढेर का कारण बनते हैं।Fe आयनों के Fe3O4 और ɣ-Fe2O3 में कमी के दौरान (एक्स-रे चरण विश्लेषण के अनुसार), नैनोकार्बन की सतह पर विभिन्न प्रकार के आयरन ऑक्साइड बनते हैं, जिससे चुंबकीय नैनोकार्बन का निर्माण होता है।ईडीएस मैपिंग से पता चला कि Fe परमाणुओं को MNC सतह पर दृढ़ता से वितरित किया गया था, जैसा कि पूरक आंकड़े 5 ए-सी में दिखाया गया है।
अंतर यह है कि 20 मिनट के संश्लेषण समय पर, कार्बन एकत्रीकरण होता है।यह बहुराष्ट्रीय कंपनियों की सतह पर बड़े छिद्र बनाता है, जिससे पता चलता है कि बहुराष्ट्रीय कंपनियों को सक्रिय कार्बन के रूप में माना जा सकता है, जैसा कि चित्र 1e-g में FESEM छवियों में दिखाया गया है।छिद्रों के आकार में यह अंतर फेरोसीन से आयरन ऑक्साइड के योगदान से संबंधित हो सकता है।इसी समय, उच्च तापमान तक पहुंचने के कारण, विकृत तराजू होते हैं।चुंबकीय नैनोकार्बन अलग-अलग संश्लेषण समय पर अलग-अलग आकारिकी प्रदर्शित करते हैं।नैनोकार्बन के कम संश्लेषण समय के साथ गोलाकार आकार बनाने की अधिक संभावना होती है।इसी समय, छिद्र और तराजू प्राप्त किए जा सकते हैं, हालांकि संश्लेषण समय में अंतर केवल 5 मिनट के भीतर है।
चुंबकीय नैनोकार्बन जलीय पर्यावरण से प्रदूषकों को हटा सकते हैं।उपयोग के बाद आसानी से हटाए जाने की उनकी क्षमता इस कार्य में प्राप्त नैनोकार्बन को अधिशोषक के रूप में उपयोग करने का एक अतिरिक्त कारक है।चुंबकीय नैनोकार्बन के सोखने के गुणों का अध्ययन करने में, हमने बिना किसी पीएच समायोजन के 30 डिग्री सेल्सियस पर मेथिलीन ब्लू (एमबी) समाधानों को रंगहीन करने की बहुराष्ट्रीय कंपनियों की क्षमता की जांच की।कई अध्ययनों ने निष्कर्ष निकाला है कि 25-40 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में कार्बन अवशोषक का प्रदर्शन एमसी हटाने के निर्धारण में महत्वपूर्ण भूमिका नहीं निभाता है।यद्यपि चरम पीएच मान एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, सतह के कार्यात्मक समूहों पर आवेश बन सकते हैं, जिससे अधिशोषक-अवशोषित संपर्क में व्यवधान होता है और सोखना प्रभावित होता है।इसलिए, इन स्थितियों और विशिष्ट अपशिष्ट जल उपचार की आवश्यकता को ध्यान में रखते हुए इस अध्ययन में उपरोक्त स्थितियों को चुना गया।
इस कार्य में, एक निश्चित संपर्क समय 60 पर विभिन्न मानक प्रारंभिक सांद्रता (5-20 पीपीएम) के साथ मेथिलीन ब्लू के 20 मिलीलीटर जलीय घोल में 20 मिलीग्राम एमएनसी जोड़कर एक बैच सोखना प्रयोग किया गया था।अनुपूरक चित्र 8 एमएनसी10, एमएनसी15 और एमएनसी20 के साथ उपचार से पहले और बाद में मेथिलीन ब्लू समाधानों की विभिन्न सांद्रता (5-20 पीपीएम) की स्थिति को दर्शाता है।विभिन्न बहुराष्ट्रीय कंपनियों का उपयोग करते समय, एमबी समाधानों का रंग स्तर कम हो गया।दिलचस्प बात यह है कि यह पाया गया कि एमएनसी20 ने 5 पीपीएम की सांद्रता पर एमबी समाधान को आसानी से फीका कर दिया।इस बीच, MNC20 ने अन्य MNCs की तुलना में MB समाधान का रंग स्तर भी कम कर दिया।एमएनसी10-20 का यूवी दृश्यमान स्पेक्ट्रम पूरक चित्र 9 में दिखाया गया है। इस बीच, निष्कासन दर और सोखना जानकारी क्रमशः चित्र 9.6 और तालिका 3 में दिखाई गई है।
मजबूत मेथिलीन नीली चोटियाँ 664 एनएम और 600 एनएम पर पाई जा सकती हैं।एक नियम के रूप में, एमजी समाधान की प्रारंभिक सांद्रता कम होने के साथ शिखर की तीव्रता धीरे-धीरे कम हो जाती है।अतिरिक्त चित्र 9ए में एमएनसी10 के साथ उपचार के बाद विभिन्न सांद्रता के एमबी समाधानों के यूवी-दृश्यमान स्पेक्ट्रा को दिखाया गया है, जिसने केवल चोटियों की तीव्रता को थोड़ा बदल दिया है।दूसरी ओर, एमएनसी15 और एमएनसी20 के साथ उपचार के बाद एमबी समाधानों के अवशोषण शिखर में काफी कमी आई, जैसा कि क्रमशः पूरक आंकड़े 9बी और सी में दिखाया गया है।एमजी घोल की सांद्रता कम होने पर ये परिवर्तन स्पष्ट रूप से देखे जाते हैं।हालाँकि, तीनों चुंबकीय कार्बनों द्वारा प्राप्त वर्णक्रमीय परिवर्तन मेथिलीन ब्लू डाई को हटाने के लिए पर्याप्त थे।
तालिका 3 के आधार पर, अधिशोषित एमसी की मात्रा और अधिशोषित एमसी के प्रतिशत के परिणाम चित्र 3. 6 में दिखाए गए हैं। सभी बहुराष्ट्रीय कंपनियों के लिए उच्च प्रारंभिक सांद्रता के उपयोग से एमजी का अधिशोषण बढ़ गया।इस बीच, प्रारंभिक सांद्रता बढ़ने पर सोखना प्रतिशत या एमबी निष्कासन दर (एमबीआर) ने विपरीत प्रवृत्ति दिखाई।कम प्रारंभिक एमसी सांद्रता पर, अवशोषक सतह पर खाली सक्रिय स्थल बने रहे।जैसे-जैसे डाई की सांद्रता बढ़ती है, डाई अणुओं के सोखने के लिए उपलब्ध खाली सक्रिय साइटों की संख्या कम हो जाएगी।दूसरों ने निष्कर्ष निकाला है कि इन शर्तों के तहत बायोसॉर्प्शन की सक्रिय साइटों की संतृप्ति हासिल की जाएगी72।
दुर्भाग्य से एमएनसी10 के लिए, एमबी समाधान के 10 पीपीएम के बाद एमबीआर बढ़ा और घटा।इसी समय, एमजी का केवल एक बहुत छोटा हिस्सा ही सोख लिया जाता है।यह इंगित करता है कि 10 पीपीएम एमएनसी10 सोखने के लिए इष्टतम एकाग्रता है।इस कार्य में अध्ययन किए गए सभी बहुराष्ट्रीय कंपनियों के लिए, सोखने की क्षमता का क्रम इस प्रकार था: MNC20 > MNC15 > MNC10, औसत मान 10.36 mg/g, 6.85 mg/g और 0.71 mg/g थे, MG दरों का औसत निष्कासन 87, 79%, 62.26% और 5.75% था।इस प्रकार, MNC20 ने सोखने की क्षमता और यूवी-दृश्यमान स्पेक्ट्रम को ध्यान में रखते हुए, संश्लेषित चुंबकीय नैनोकार्बन के बीच सबसे अच्छा सोखना विशेषताओं का प्रदर्शन किया।यद्यपि सोखने की क्षमता अन्य चुंबकीय नैनोकार्बन जैसे कि MWCNT चुंबकीय मिश्रित (11.86 mg/g) और हैलोसाइट नैनोट्यूब-चुंबकीय Fe3O4 नैनोकणों (18.44 mg/g) की तुलना में कम है, इस अध्ययन में उत्तेजक के अतिरिक्त उपयोग की आवश्यकता नहीं है।रसायन उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं।स्वच्छ और व्यवहार्य सिंथेटिक तरीके प्रदान करना73,74।
जैसा कि बहुराष्ट्रीय कंपनियों के एसबीईटी मूल्यों से पता चलता है, एक उच्च विशिष्ट सतह एमबी समाधान के सोखने के लिए अधिक सक्रिय साइट प्रदान करती है।यह सिंथेटिक नैनोकार्बन की मूलभूत विशेषताओं में से एक बनता जा रहा है।साथ ही, बहुराष्ट्रीय कंपनियों के छोटे आकार के कारण, संश्लेषण का समय कम और स्वीकार्य है, जो कि आशाजनक अधिशोषक75 के मुख्य गुणों से मेल खाता है।पारंपरिक प्राकृतिक अधिशोषक की तुलना में, संश्लेषित बहुराष्ट्रीय कंपनियां चुंबकीय रूप से संतृप्त होती हैं और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र76 की कार्रवाई के तहत समाधान से आसानी से निकाली जा सकती हैं।इस प्रकार, संपूर्ण उपचार प्रक्रिया में लगने वाला समय कम हो जाता है।
सोखना इज़ोटेर्म सोखना प्रक्रिया को समझने के लिए आवश्यक हैं और फिर यह प्रदर्शित करने के लिए कि संतुलन होने पर तरल और ठोस चरणों के बीच सोखना विभाजन कैसे होता है।लैंगमुइर और फ्रायंडलिच समीकरणों का उपयोग मानक इज़ोटेर्म समीकरणों के रूप में किया जाता है, जो सोखने के तंत्र की व्याख्या करते हैं, जैसा कि चित्र 7 में दिखाया गया है। लैंगमुइर मॉडल अच्छी तरह से सोखना की बाहरी सतह पर एक एकल सोखना परत के गठन को दर्शाता है।इज़ोटेर्म को सजातीय सोखना सतहों के रूप में सबसे अच्छा वर्णित किया गया है।साथ ही, फ्रायंडलिच इज़ोटेर्म सोखने वाले को एक अमानवीय सतह पर दबाने में कई सोखने वाले क्षेत्रों और सोखने की ऊर्जा की भागीदारी को सबसे अच्छी तरह से बताता है।
लैंगमुइर इज़ोटेर्म (ए-सी) के लिए मॉडल इज़ोटेर्म और एमएनसी10, एमएनसी15 और एमएनसी20 के लिए फ्रायंडलिच इज़ोटेर्म (डी-एफ)।
कम विलेय सांद्रता पर सोखना इज़ोटेर्म आमतौर पर रैखिक77 होते हैं।लैंगमुइर इज़ोटेर्म मॉडल का रैखिक प्रतिनिधित्व एक समीकरण में व्यक्त किया जा सकता है।1 सोखना पैरामीटर निर्धारित करें।
केएल (एल/एमजी) एक लैंगमुइर स्थिरांक है जो एमबी से एमएनसी की बाध्यकारी आत्मीयता का प्रतिनिधित्व करता है।इस बीच, qmax अधिकतम सोखने की क्षमता (mg/g) है, qe MC (mg/g) की सोखने वाली सांद्रता है, और Ce MC समाधान की संतुलन सांद्रता है।फ्रायंडलिच इज़ोटेर्म मॉडल की रैखिक अभिव्यक्ति को निम्नानुसार वर्णित किया जा सकता है: