લીલા પુરોગામી તરીકે પામ તેલનો ઉપયોગ, ગંદાપાણીની સારવાર માટે માઇક્રોવેવ ઓવનનો ઉપયોગ કરીને ચુંબકીય નેનોકાર્બનનું આર્ક સંશ્લેષણ.

Nature.com ની મુલાકાત લેવા બદલ આભાર.તમે મર્યાદિત CSS સપોર્ટ સાથે બ્રાઉઝર સંસ્કરણનો ઉપયોગ કરી રહ્યાં છો.શ્રેષ્ઠ અનુભવ માટે, અમે ભલામણ કરીએ છીએ કે તમે અપડેટ કરેલ બ્રાઉઝરનો ઉપયોગ કરો (અથવા Internet Explorer માં સુસંગતતા મોડને અક્ષમ કરો).વધુમાં, ચાલુ સમર્થનની ખાતરી કરવા માટે, અમે શૈલીઓ અને JavaScript વિના સાઇટ બતાવીએ છીએ.
એક સાથે ત્રણ સ્લાઇડ્સનું કેરોયુઝલ પ્રદર્શિત કરે છે.એક સમયે ત્રણ સ્લાઇડ્સમાંથી આગળ વધવા માટે પાછલા અને આગલા બટનોનો ઉપયોગ કરો અથવા એક સમયે ત્રણ સ્લાઇડ્સમાંથી આગળ વધવા માટે અંતે સ્લાઇડર બટનનો ઉપયોગ કરો.
માઇક્રોવેવ રેડિયેશન દ્વારા ઉત્સર્જિત ધાતુઓનું અસ્તિત્વ વિવાદાસ્પદ છે કારણ કે ધાતુઓ સરળતાથી સળગે છે.પરંતુ રસપ્રદ બાબત એ છે કે સંશોધકોએ શોધી કાઢ્યું છે કે આર્ક ડિસ્ચાર્જની ઘટના પરમાણુઓને વિભાજીત કરીને નેનોમટેરિયલ્સના સંશ્લેષણ માટે એક આશાસ્પદ માર્ગ પ્રદાન કરે છે.આ અભ્યાસ ક્રૂડ પામ ઓઈલને મેગ્નેટિક નેનોકાર્બન (MNC)માં રૂપાંતરિત કરવા માટે માઇક્રોવેવ હીટિંગ અને ઇલેક્ટ્રિક આર્કને સંયોજિત કરતી એક-પગલાની છતાં સસ્તું સિન્થેટિક પદ્ધતિ વિકસાવી રહ્યો છે, જેને પામ તેલ ઉત્પાદન માટે નવા વિકલ્પ તરીકે ગણી શકાય.તેમાં અંશતઃ નિષ્ક્રિય સ્થિતિમાં કાયમી રૂપે ઘાયલ સ્ટેનલેસ સ્ટીલ વાયર (ડાઇલેક્ટ્રિક માધ્યમ) અને ફેરોસીન (ઉત્પ્રેરક) સાથેના માધ્યમના સંશ્લેષણનો સમાવેશ થાય છે.વિવિધ સંશ્લેષણ સમય (10-20 મિનિટ) સાથે 190.9 થી 472.0 ° સે તાપમાનની શ્રેણીમાં ગરમી માટે આ પદ્ધતિ સફળતાપૂર્વક દર્શાવવામાં આવી છે.તાજી રીતે તૈયાર થયેલ MNCs એ 20.38–31.04 nm ના સરેરાશ કદ, એક મેસોપોરસ માળખું (SBET: 14.83–151.95 m2/g) અને નિશ્ચિત કાર્બનની ઉચ્ચ સામગ્રી (52.79–71.24 wt.%), તેમજ D અને G દર્શાવ્યા હતા. બેન્ડ્સ (ID/g) 0.98–0.99.FTIR સ્પેક્ટ્રમ (522.29–588.48 cm–1) માં નવા શિખરોનું નિર્માણ ફેરોસીનમાં FeO સંયોજનોની હાજરીની તરફેણમાં સાક્ષી આપે છે.મેગ્નેટોમીટર ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રીમાં ઉચ્ચ ચુંબકીકરણ સંતૃપ્તિ (22.32–26.84 ઇમુ/જી) દર્શાવે છે.ગંદાપાણીની સારવારમાં MNCs નો ઉપયોગ 5 થી 20 ppm ની વિવિધ સાંદ્રતા પર મિથાઈલીન બ્લુ (MB) શોષણ પરીક્ષણનો ઉપયોગ કરીને તેમની શોષણ ક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરીને દર્શાવવામાં આવ્યું છે.સંશ્લેષણ સમયે (20 મિનિટ) મેળવેલ MNC એ અન્યની સરખામણીમાં સૌથી વધુ શોષણ કાર્યક્ષમતા (10.36 mg/g) દર્શાવી હતી, અને MB રંગ દૂર કરવાનો દર 87.79% હતો.તેથી, ફ્રેન્ડલિચ મૂલ્યોની સરખામણીમાં લેંગમુઇર મૂલ્યો આશાવાદી નથી, જેમાં અનુક્રમે 10 મિનિટ (MNC10), 15 મિનિટ (MNC15) અને 20 મિનિટ (MNC20) પર સંશ્લેષિત MNC માટે R2 લગભગ 0.80, 0.98 અને 0.99 છે.પરિણામે, શોષણ સિસ્ટમ વિજાતીય સ્થિતિમાં છે.તેથી, માઇક્રોવેવ આર્સિંગ CPO ને MNC માં રૂપાંતરિત કરવા માટે એક આશાસ્પદ પદ્ધતિ પ્રદાન કરે છે, જે હાનિકારક રંગોને દૂર કરી શકે છે.
માઇક્રોવેવ રેડિયેશન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રોની પરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા સામગ્રીના સૌથી અંદરના ભાગોને ગરમ કરી શકે છે.આ માઇક્રોવેવ પ્રતિભાવ અનન્ય છે કારણ કે તે ઝડપી અને સમાન થર્મલ પ્રતિભાવને પ્રોત્સાહન આપે છે.આમ, ગરમીની પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવવી અને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને વધારવી શક્ય છે2.તે જ સમયે, ટૂંકા પ્રતિક્રિયા સમયને કારણે, માઇક્રોવેવ પ્રતિક્રિયા આખરે ઉચ્ચ શુદ્ધતા અને ઉચ્ચ ઉપજ 3,4 ઉત્પાદનો ઉત્પન્ન કરી શકે છે.તેના અદ્ભુત ગુણધર્મોને લીધે, માઇક્રોવેવ રેડિયેશન રસપ્રદ માઇક્રોવેવ સંશ્લેષણની સુવિધા આપે છે જેનો ઉપયોગ ઘણા અભ્યાસોમાં થાય છે, જેમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ અને નેનોમટેરિયલ્સ 5,6 ના સંશ્લેષણનો સમાવેશ થાય છે.હીટિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન, માધ્યમની અંદર સ્વીકારનારના ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મો નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે, કારણ કે તે માધ્યમમાં ગરમ ​​જગ્યા બનાવે છે, જે વિવિધ આકારવિજ્ઞાન અને ગુણધર્મો સાથે નેનોકાર્બનની રચના તરફ દોરી જાય છે.ઓમોરીયેકોમવાન એટ અલ દ્વારા એક અભ્યાસ.સક્રિય કાર્બન અને નાઈટ્રોજન8નો ઉપયોગ કરીને પામ કર્નલમાંથી હોલો કાર્બન નેનોફાઈબરનું ઉત્પાદન.વધુમાં, ફુ અને હમીદે 350 W9 માઇક્રોવેવ ઓવનમાં ઓઇલ પામ ફાઇબર સક્રિય કાર્બનના ઉત્પાદન માટે ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ નક્કી કર્યો.તેથી, યોગ્ય સફાઈ કામદારોની રજૂઆત કરીને ક્રૂડ પામ ઓઈલને MNCમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે સમાન અભિગમનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
માઇક્રોવેવ રેડિયેશન અને તીક્ષ્ણ કિનારીઓ, બિંદુઓ અથવા સબમાઇક્રોસ્કોપિક અનિયમિતતાઓ સાથે ધાતુઓ વચ્ચે એક રસપ્રદ ઘટના જોવા મળી છે.આ બે વસ્તુઓની હાજરી ઇલેક્ટ્રિકલ આર્ક અથવા સ્પાર્ક (સામાન્ય રીતે આર્ક ડિસ્ચાર્જ તરીકે ઓળખાય છે) 11,12 દ્વારા પ્રભાવિત થશે.આર્ક વધુ સ્થાનિક ગરમ સ્થળોની રચનાને પ્રોત્સાહન આપશે અને પ્રતિક્રિયાને પ્રભાવિત કરશે, જેનાથી પર્યાવરણની રાસાયણિક રચનામાં સુધારો થશે13.આ ખાસ અને રસપ્રદ ઘટનાએ વિવિધ અભ્યાસોને આકર્ષ્યા છે જેમ કે દૂષિત દૂર કરવું 14,15, બાયોમાસ ટાર ક્રેકીંગ16, માઇક્રોવેવ આસિસ્ટેડ પાયરોલિસિસ17,18 અને સામગ્રી સંશ્લેષણ 19,20,21.
તાજેતરમાં, નેનોકાર્બન જેમ કે કાર્બન નેનોટ્યુબ, કાર્બન નેનોસ્ફિયર્સ અને સંશોધિત ઘટાડેલા ગ્રાફીન ઓક્સાઇડે તેમના ગુણધર્મોને લીધે ધ્યાન આકર્ષિત કર્યું છે.આ નેનોકાર્બન પાવર જનરેશનથી લઈને પાણી શુદ્ધિકરણ અથવા ડિકોન્ટેમિનેશન23 સુધીના કાર્યક્રમો માટે મોટી સંભાવના ધરાવે છે.વધુમાં, ઉત્તમ કાર્બન ગુણધર્મો જરૂરી છે, પરંતુ તે જ સમયે, સારા ચુંબકીય ગુણધર્મો જરૂરી છે.ગંદાપાણીની સારવારમાં ધાતુના આયનો અને રંગોના ઉચ્ચ શોષણ, જૈવ ઇંધણમાં ચુંબકીય સંશોધકો અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ધરાવતા માઇક્રોવેવ શોષક 24,25,26,27,28 સહિત બહુવિધ કાર્યકારી કાર્યક્રમો માટે આ ખૂબ જ ઉપયોગી છે.તે જ સમયે, આ કાર્બનનો બીજો ફાયદો છે, જેમાં નમૂનાની સક્રિય સાઇટની સપાટીના ક્ષેત્રમાં વધારો શામેલ છે.
તાજેતરના વર્ષોમાં, ચુંબકીય નેનોકાર્બન સામગ્રીમાં સંશોધન વધી રહ્યું છે.લાક્ષણિક રીતે, આ ચુંબકીય નેનોકાર્બન એ નેનોસાઇઝ્ડ ચુંબકીય સામગ્રી ધરાવતી બહુવિધ કાર્યકારી સામગ્રી છે જે બાહ્ય ઉત્પ્રેરકોને પ્રતિક્રિયા આપી શકે છે, જેમ કે બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક અથવા વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર29.તેમના ચુંબકીય ગુણધર્મોને લીધે, ચુંબકીય નેનોકાર્બનને સક્રિય ઘટકોની વિશાળ શ્રેણી અને સ્થિરતા માટે જટિલ રચનાઓ સાથે જોડી શકાય છે30.દરમિયાન, મેગ્નેટિક નેનોકાર્બન્સ (MNCs) જલીય દ્રાવણમાંથી પ્રદૂષકોને શોષવામાં ઉત્તમ કાર્યક્ષમતા દર્શાવે છે.વધુમાં, MNCs માં રચાયેલ ઉચ્ચ વિશિષ્ટ સપાટી વિસ્તાર અને છિદ્રો શોષણ ક્ષમતામાં વધારો કરી શકે છે31.મેગ્નેટિક વિભાજક એમએનસીને અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ સોલ્યુશન્સથી અલગ કરી શકે છે, તેમને એક સધ્ધર અને વ્યવસ્થિત સોર્બેન્ટમાં ફેરવી શકે છે32.
કેટલાક સંશોધકોએ દર્શાવ્યું છે કે કાચા પામ તેલ 33,34નો ઉપયોગ કરીને ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા નેનોકાર્બનનું ઉત્પાદન કરી શકાય છે.202135 માં લગભગ 76.55 મિલિયન ટન ઉત્પાદન સાથે પામ ઓઈલ, વૈજ્ઞાનિક રીતે ઈલાઈસ ગુનેન્સીસ તરીકે ઓળખાય છે, તે એક મહત્વપૂર્ણ ખાદ્ય તેલ માનવામાં આવે છે. (સિંગાપોર મોનેટરી ઓથોરિટી).CPO માં મોટાભાગના હાઇડ્રોકાર્બન ટ્રાઇગ્લિસરાઇડ્સ છે, જે ત્રણ ટ્રાઇગ્લિસેરાઇડ એસીટેટ ઘટકો અને એક ગ્લિસરોલ ઘટકથી બનેલું ગ્લિસરાઈડ છે.આ હાઇડ્રોકાર્બનને તેમની વિશાળ કાર્બન સામગ્રીને કારણે સામાન્ય કરી શકાય છે, જે તેમને નેનોકાર્બન ઉત્પાદન માટે સંભવિત લીલા પુરોગામી બનાવે છે37.સાહિત્ય અનુસાર, CNT37,38,39,40, કાર્બન નેનોસ્ફિયર 33,41 અને graphene34,42,43 સામાન્ય રીતે ક્રૂડ પામ ઓઇલ અથવા ખાદ્ય તેલનો ઉપયોગ કરીને સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.આ નેનોકાર્બનમાં પાવર જનરેશનથી લઈને પાણીના શુદ્ધિકરણ અથવા વિશુદ્ધીકરણ સુધીના કાર્યક્રમોમાં મોટી સંભાવના છે.
CVD38 અથવા pyrolysis33 જેવા થર્મલ સિન્થેસિસ પામ તેલના વિઘટન માટે અનુકૂળ પદ્ધતિ બની છે.કમનસીબે, પ્રક્રિયામાં ઊંચા તાપમાન ઉત્પાદનની કિંમતમાં વધારો કરે છે.પસંદગીની સામગ્રી 44 બનાવવા માટે લાંબી, કંટાળાજનક પ્રક્રિયાઓ અને સફાઈ પદ્ધતિઓની જરૂર પડે છે.જો કે, ઉચ્ચ તાપમાન 45 પર ક્રૂડ પામ ઓઈલની સારી સ્થિરતાના કારણે ભૌતિક વિભાજન અને ક્રેકીંગની જરૂરિયાત નિર્વિવાદ છે.તેથી, ક્રૂડ પામ ઓઈલને કાર્બોનેસીયસ સામગ્રીમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે હજુ પણ ઊંચા તાપમાનની જરૂર પડે છે.ચુંબકીય નેનોકાર્બન 46 ના સંશ્લેષણ માટે પ્રવાહી ચાપને શ્રેષ્ઠ સંભવિત અને નવી પદ્ધતિ તરીકે ગણી શકાય.આ અભિગમ અત્યંત ઉત્તેજિત રાજ્યોમાં પૂર્વગામીઓ અને ઉકેલો માટે સીધી ઊર્જા પ્રદાન કરે છે.આર્ક ડિસ્ચાર્જને કારણે ક્રૂડ પામ ઓઈલમાં કાર્બન બોન્ડ તૂટી શકે છે.જો કે, ઉપયોગમાં લેવાતા ઇલેક્ટ્રોડ અંતરને કડક જરૂરિયાતો પૂરી કરવાની જરૂર પડી શકે છે, જે ઔદ્યોગિક ધોરણને મર્યાદિત કરશે, તેથી એક કાર્યક્ષમ પદ્ધતિ હજુ પણ વિકસાવવાની જરૂર છે.
અમારી શ્રેષ્ઠ જાણકારી મુજબ, નેનોકાર્બનને સંશ્લેષણ કરવાની પદ્ધતિ તરીકે માઇક્રોવેવનો ઉપયોગ કરીને આર્ક ડિસ્ચાર્જ પર સંશોધન મર્યાદિત છે.તે જ સમયે, પુરોગામી તરીકે ક્રૂડ પામ તેલના ઉપયોગની સંપૂર્ણ શોધ કરવામાં આવી નથી.તેથી, આ અભ્યાસનો હેતુ માઈક્રોવેવ ઓવનનો ઉપયોગ કરીને ઈલેક્ટ્રીક આર્કનો ઉપયોગ કરીને કાચા પામ તેલના પુરોગામીમાંથી ચુંબકીય નેનોકાર્બન ઉત્પન્ન કરવાની શક્યતા શોધવાનો છે.પામ તેલની વિપુલતા નવા ઉત્પાદનો અને એપ્લિકેશનમાં પ્રતિબિંબિત થવી જોઈએ.પામ ઓઇલ રિફાઇનિંગ માટેનો આ નવો અભિગમ આર્થિક ક્ષેત્રને વેગ આપવા અને પામ ઓઇલ ઉત્પાદકો માટે આવકનો બીજો સ્ત્રોત બની શકે છે, ખાસ કરીને નાના ખેડૂતોના પામ તેલના વાવેતરને અસર કરે છે.આયોમ્પે એટ અલ. દ્વારા આફ્રિકન નાનાધારકોના અભ્યાસ મુજબ, નાના ધારકો માત્ર ત્યારે જ વધુ પૈસા કમાય છે જો તેઓ તાજા ફળોના ક્લસ્ટરને જાતે પ્રોસેસ કરે અને વચેટિયાઓને વેચવાને બદલે કાચું પામ તેલ વેચે, જે એક મોંઘું અને કંટાળાજનક કામ છે47.તે જ સમયે, કોવિડ-19ને કારણે ફેક્ટરી બંધ થવાના કારણે પામ ઓઈલ આધારિત એપ્લિકેશન ઉત્પાદનોને અસર થઈ છે.રસપ્રદ વાત એ છે કે, મોટા ભાગના ઘરોમાં માઇક્રોવેવ ઓવનની ઍક્સેસ હોવાથી અને આ અભ્યાસમાં સૂચિત પદ્ધતિને શક્ય અને સસ્તું ગણી શકાય, MNC ઉત્પાદનને નાના પાયાના પામ તેલના વાવેતરના વિકલ્પ તરીકે ગણી શકાય.દરમિયાન, મોટા પાયા પર, કંપનીઓ મોટા TNCનું ઉત્પાદન કરવા માટે મોટા રિએક્ટરમાં રોકાણ કરી શકે છે.
આ અભ્યાસ મુખ્યત્વે વિવિધ સમયગાળા માટે ડાઇલેક્ટ્રિક માધ્યમ તરીકે સ્ટેનલેસ સ્ટીલનો ઉપયોગ કરીને સંશ્લેષણ પ્રક્રિયાને આવરી લે છે.માઇક્રોવેવ્સ અને નેનોકાર્બનનો ઉપયોગ કરીને મોટાભાગના સામાન્ય અભ્યાસો 30 મિનિટ અથવા વધુ 33,34નો સ્વીકાર્ય સંશ્લેષણ સમય સૂચવે છે.સુલભ અને શક્ય વ્યવહારુ વિચારને સમર્થન આપવા માટે, આ અભ્યાસનો ઉદ્દેશ સરેરાશ કરતાં ઓછા સંશ્લેષણ સમય સાથે MNCs મેળવવાનો હતો.તે જ સમયે, અભ્યાસ તકનીકી તૈયારી સ્તર 3 નું ચિત્ર દોરે છે કારણ કે સિદ્ધાંત પ્રયોગશાળાના ધોરણે સાબિત અને અમલમાં મૂકાયો છે.પાછળથી, પરિણામી MNCs તેમના ભૌતિક, રાસાયણિક અને ચુંબકીય ગુણધર્મો દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યા હતા.ત્યારબાદ પરિણામી MNCs ની શોષણ ક્ષમતા દર્શાવવા માટે મેથીલીન વાદળીનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.
ક્રૂડ પામ તેલ Apas Balung Mill, Sawit Kinabalu Sdn માંથી મેળવવામાં આવ્યું હતું.Bhd., Tawau, અને સંશ્લેષણ માટે કાર્બન પુરોગામી તરીકે વપરાય છે.આ કિસ્સામાં, ડાઇલેક્ટ્રિક માધ્યમ તરીકે 0.90 મીમીના વ્યાસવાળા સ્ટેનલેસ સ્ટીલ વાયરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.ફેરોસીન (શુદ્ધતા 99%), સિગ્મા-એલ્ડ્રિચ, યુએસએમાંથી મેળવેલ, આ કાર્યમાં ઉત્પ્રેરક તરીકે પસંદ કરવામાં આવ્યું હતું.શોષણ પ્રયોગો માટે મેથીલીન વાદળી (બેન્ડોસેન, 100 ગ્રામ)નો વધુ ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.
આ અભ્યાસમાં, ઘરગથ્થુ માઇક્રોવેવ ઓવન (Panasonic: SAM-MG23K3513GK) ને માઇક્રોવેવ રિએક્ટરમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવ્યું હતું.ગેસના ઇનલેટ અને આઉટલેટ અને થર્મોકોલ માટે માઇક્રોવેવ ઓવનના ઉપરના ભાગમાં ત્રણ છિદ્રો બનાવવામાં આવ્યા હતા.થર્મોકોલ પ્રોબ્સ સિરામિક ટ્યુબથી ઇન્સ્યુલેટેડ હતા અને અકસ્માતોને રોકવા માટે દરેક પ્રયોગ માટે સમાન શરતો હેઠળ મૂકવામાં આવ્યા હતા.દરમિયાન, નમૂનાઓ અને શ્વાસનળીને સમાવવા માટે ત્રણ-છિદ્ર ઢાંકણ સાથેના બોરોસિલિકેટ ગ્લાસ રિએક્ટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.પૂરક આકૃતિ 1 માં માઇક્રોવેવ રિએક્ટરની યોજનાકીય રેખાકૃતિનો ઉલ્લેખ કરી શકાય છે.
કાર્બન પુરોગામી તરીકે ક્રૂડ પામ તેલ અને ઉત્પ્રેરક તરીકે ફેરોસીનનો ઉપયોગ કરીને, ચુંબકીય નેનોકાર્બનનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.ફેરોસીન ઉત્પ્રેરકના વજન દ્વારા લગભગ 5% સ્લરી ઉત્પ્રેરક પદ્ધતિ દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું.ફેરોસીનને 20 મિલી ક્રૂડ પામ ઓઈલ સાથે 60 આરપીએમ પર 30 મિનિટ માટે ભેળવવામાં આવ્યું હતું.પછી મિશ્રણને એલ્યુમિના ક્રુસિબલમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવ્યું હતું, અને 30 સે.મી. લાંબા સ્ટેનલેસ સ્ટીલ વાયરને કોઇલ કરવામાં આવ્યું હતું અને ક્રુસિબલની અંદર ઊભી રીતે મૂકવામાં આવ્યું હતું.એલ્યુમિના ક્રુસિબલને ગ્લાસ રિએક્ટરમાં મૂકો અને તેને સીલબંધ કાચના ઢાંકણા વડે માઇક્રોવેવ ઓવનની અંદર સુરક્ષિત રીતે સુરક્ષિત કરો.ચેમ્બરમાંથી અનિચ્છનીય હવાને દૂર કરવા માટે પ્રતિક્રિયા શરૂ થયાના 5 મિનિટ પહેલા ચેમ્બરમાં નાઇટ્રોજન ફૂંકવામાં આવ્યું હતું.માઇક્રોવેવ પાવરને 800W સુધી વધારવામાં આવ્યો છે કારણ કે આ મહત્તમ માઇક્રોવેવ પાવર છે જે સારી આર્ક સ્ટાર્ટ જાળવી શકે છે.તેથી, આ કૃત્રિમ પ્રતિક્રિયાઓ માટે અનુકૂળ પરિસ્થિતિઓ બનાવવા માટે ફાળો આપી શકે છે.તે જ સમયે, આ માઇક્રોવેવ ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓ 48,49 માટે વોટ્સમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતી પાવર રેન્જ પણ છે.પ્રતિક્રિયા દરમિયાન મિશ્રણ 10, 15 અથવા 20 મિનિટ માટે ગરમ કરવામાં આવ્યું હતું.પ્રતિક્રિયા પૂર્ણ થયા પછી, રિએક્ટર અને માઇક્રોવેવને કુદરતી રીતે ઓરડાના તાપમાને ઠંડુ કરવામાં આવ્યું હતું.એલ્યુમિના ક્રુસિબલમાં અંતિમ ઉત્પાદન હેલિકલ વાયર સાથેનો કાળો અવક્ષેપ હતો.
ઈથેનોલ, આઈસોપ્રોપેનોલ (70%) અને નિસ્યંદિત પાણી વડે કાળો અવક્ષેપ એકત્રિત કરવામાં આવ્યો હતો અને તેને ઘણી વખત ધોવાઈ ગયો હતો.ધોવા અને સફાઈ કર્યા પછી, અનિચ્છનીય અશુદ્ધિઓને બાષ્પીભવન કરવા માટે પરંપરાગત પકાવવાની નાની ભઠ્ઠીમાં 80 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાને ઉત્પાદનને રાતોરાત સૂકવવામાં આવે છે.પછી ઉત્પાદનને પાત્રાલેખન માટે એકત્રિત કરવામાં આવ્યું હતું.MNC10, MNC15, અને MNC20 લેબલવાળા નમૂનાઓનો ઉપયોગ 10 મિનિટ, 15 મિનિટ અને 20 મિનિટ માટે ચુંબકીય નેનોકાર્બનને સંશ્લેષણ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.
100 થી 150 kX મેગ્નિફિકેશન પર ફીલ્ડ એમિશન સ્કેનિંગ ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપ અથવા FESEM (Zeiss Auriga મોડેલ) વડે MNC મોર્ફોલોજીનું અવલોકન કરો.તે જ સમયે, નિરંકુશ રચનાનું એનર્જી-ડિસ્પર્સિવ એક્સ-રે સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી (EDS) દ્વારા વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.EMF વિશ્લેષણ 2.8 mm ના કાર્યકારી અંતર અને 1 kV ના પ્રવેગક વોલ્ટેજ પર હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું.વિશિષ્ટ સપાટી વિસ્તાર અને MNC છિદ્ર મૂલ્યો બ્રુનૌઅર-એમ્મેટ-ટેલર (BET) પદ્ધતિ દ્વારા માપવામાં આવ્યા હતા, જેમાં 77 K પર N2 ના શોષણ-ડિસોર્પ્શન આઇસોથર્મનો સમાવેશ થાય છે. વિશ્લેષણ એક મોડેલ સપાટી વિસ્તાર મીટર (MICROMERITIC ASAP 2020) નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું. .
ચુંબકીય નેનોકાર્બનની સ્ફટિકીયતા અને તબક્કો λ = 0.154 nm પર એક્સ-રે પાવડર વિવર્તન અથવા XRD (બર્કર D8 એડવાન્સ) દ્વારા નક્કી કરવામાં આવ્યા હતા.2° મિનિટ-1ના સ્કેન દરે 2θ = 5 અને 85° વચ્ચે ડિફ્રેક્ટોગ્રામ રેકોર્ડ કરવામાં આવ્યા હતા.વધુમાં, ફોરિયર ટ્રાન્સફોર્મ ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી (FTIR) નો ઉપયોગ કરીને MNCsના રાસાયણિક બંધારણની તપાસ કરવામાં આવી હતી.પર્કિન એલ્મર FTIR-સ્પેક્ટ્રમ 400 નો ઉપયોગ કરીને વિશ્લેષણ 4000 થી 400 cm-1 સુધીની સ્કેન ઝડપ સાથે કરવામાં આવ્યું હતું.ચુંબકીય નેનોકાર્બનની માળખાકીય વિશેષતાઓનો અભ્યાસ કરતી વખતે, 100X ઉદ્દેશ્ય સાથે U-RAMAN સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીમાં નિયોડીમિયમ-ડોપેડ લેસર (532 nm) નો ઉપયોગ કરીને રમન સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી કરવામાં આવી હતી.
MNCs માં આયર્ન ઓક્સાઇડના ચુંબકીય સંતૃપ્તિને માપવા માટે વાઇબ્રેટિંગ મેગ્નેટોમીટર અથવા VSM (લેક શોર 7400 શ્રેણી) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.લગભગ 8 kOe નું ચુંબકીય ક્ષેત્ર વપરાયું હતું અને 200 પોઈન્ટ મેળવ્યા હતા.
શોષણ પ્રયોગોમાં શોષક તરીકે MNCs ની સંભવિતતાનો અભ્યાસ કરતી વખતે, cationic dy methylene blue (MB) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.MNCs (20 મિલિગ્રામ) 5-20 mg/L50 ની રેન્જમાં પ્રમાણભૂત સાંદ્રતા સાથે મેથિલિન બ્લુના જલીય દ્રાવણના 20 મિલીમાં ઉમેરવામાં આવ્યા હતા.સમગ્ર અભ્યાસ દરમિયાન ઉકેલનો pH 7 ના તટસ્થ pH પર સેટ કરવામાં આવ્યો હતો.રોટરી શેકર (લેબ કમ્પેનિયન: SI-300R) પર સોલ્યુશનને 150 rpm અને 303.15 K પર યાંત્રિક રીતે હલાવવામાં આવ્યું હતું.MNCs ને પછી ચુંબકનો ઉપયોગ કરીને અલગ કરવામાં આવે છે.શોષણ પ્રયોગ પહેલાં અને પછી એમબી સોલ્યુશનની સાંદ્રતાનું નિરીક્ષણ કરવા માટે યુવી-વિઝિબલ સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટર (વેરિયન કેરી 50 યુવી-વિસ સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટર) નો ઉપયોગ કરો અને 664 એનએમની મહત્તમ તરંગલંબાઇ પર મેથિલિન બ્લુ સ્ટાન્ડર્ડ કર્વનો સંદર્ભ લો.પ્રયોગ ત્રણ વખત પુનરાવર્તિત કરવામાં આવ્યો હતો અને સરેરાશ મૂલ્ય આપવામાં આવ્યું હતું.સમતુલા qe પર શોષાયેલા MC ની માત્રા અને દૂર કરવાની ટકાવારી % માટે સામાન્ય સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને ઉકેલમાંથી MG દૂર કરવાની ગણતરી કરવામાં આવી હતી.
તમામ MNCs માટે 293.15 K. mg ના સતત તાપમાને વિવિધ સાંદ્રતા (5-20 mg/l) MG સોલ્યુશન અને 20 mg શોષકને હલાવવા સાથે શોષણ ઇસોથર્મ પરના પ્રયોગો પણ હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા.
છેલ્લા કેટલાક દાયકાઓમાં આયર્ન અને ચુંબકીય કાર્બનનો વ્યાપક અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે.આ કાર્બન-આધારિત ચુંબકીય સામગ્રીઓ તેમના ઉત્કૃષ્ટ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ગુણધર્મોને કારણે વધુને વધુ ધ્યાન આકર્ષિત કરી રહી છે, જે વિવિધ સંભવિત તકનીકી એપ્લિકેશનો તરફ દોરી જાય છે, મુખ્યત્વે વિદ્યુત ઉપકરણો અને પાણીની સારવારમાં.આ અભ્યાસમાં, માઇક્રોવેવ ડિસ્ચાર્જનો ઉપયોગ કરીને ક્રૂડ પામ ઓઇલમાં હાઇડ્રોકાર્બન ક્રેક કરીને નેનોકાર્બનનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.મેટલ કરંટ કલેક્ટર (ટ્વિસ્ટેડ SS) અને આંશિક રીતે નિષ્ક્રિય (અનિચ્છનીય હવાને નાઈટ્રોજન સાથે શુદ્ધ કરવામાં આવી હતી) નો ઉપયોગ કરીને, પૂર્વવર્તી અને ઉત્પ્રેરકના નિશ્ચિત ગુણોત્તર (5:1) પર, 10 થી 20 મિનિટ સુધી જુદા જુદા સમયે સંશ્લેષણ હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. પ્રયોગની શરૂઆત).પૂરક ફિગ. 2a માં બતાવ્યા પ્રમાણે, પરિણામી કાર્બોનેસીયસ થાપણો કાળા ઘન પાવડરના રૂપમાં હોય છે.અવક્ષેપિત કાર્બન ઉપજ અનુક્રમે 10 મિનિટ, 15 મિનિટ અને 20 મિનિટના સંશ્લેષણ સમયે આશરે 5.57%, 8.21% અને 11.67% હતી.આ દૃશ્ય સૂચવે છે કે લાંબા સમય સુધી સંશ્લેષણનો સમય ઉચ્ચ ઉપજમાં ફાળો આપે છે51-ઓછી ઉપજ, સંભવતઃ ટૂંકા પ્રતિક્રિયા સમય અને ઓછી ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિને કારણે.
દરમિયાન, મેળવેલા નેનોકાર્બન માટે સમય વિરુદ્ધ સંશ્લેષણ તાપમાનના પ્લોટનો પૂરક આકૃતિ 2b માં ઉલ્લેખ કરી શકાય છે.MNC10, MNC15 અને MNC20 માટે સૌથી વધુ તાપમાન અનુક્રમે 190.9°C, 434.5°C અને 472°C હતું.દરેક વળાંક માટે, ધાતુના ચાપ દરમિયાન ઉત્પન્ન થતી ગરમીને કારણે રિએક્ટરની અંદરના તાપમાનમાં સતત વધારો સૂચવે છે, એક ઢાળવાળી ઢાળ જોઈ શકાય છે.આ MNC10, MNC15 અને MNC20 માટે અનુક્રમે 0-2 મિનિટ, 0-5 મિનિટ અને 0-8 મિનિટે જોઈ શકાય છે.ચોક્કસ બિંદુએ પહોંચ્યા પછી, ઢોળાવ સૌથી વધુ તાપમાન સુધી ફરવાનું ચાલુ રાખે છે, અને ઢાળ મધ્યમ બને છે.
ક્ષેત્ર ઉત્સર્જન સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી (FESEM) નો ઉપયોગ MNC નમૂનાઓની સપાટીની ટોપોગ્રાફીનું નિરીક્ષણ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.ફિગ માં બતાવ્યા પ્રમાણે.1, ચુંબકીય નેનોકાર્બન સંશ્લેષણના જુદા જુદા સમયે સહેજ અલગ મોર્ફોલોજિકલ માળખું ધરાવે છે.ફિગમાં FESEM MNC10 ની છબીઓ.1a,b દર્શાવે છે કે કાર્બન ગોળાઓનું નિર્માણ ઉચ્ચ સપાટીના તાણને કારણે ફસાઇ ગયેલા અને જોડાયેલ માઇક્રો- અને નેનોસ્ફિયર્સ ધરાવે છે.તે જ સમયે, વાન ડેર વાલ્સ દળોની હાજરી કાર્બન ગોળાના એકત્રીકરણ તરફ દોરી જાય છે52.લાંબા સમય સુધી ક્રેકીંગ પ્રતિક્રિયાઓને કારણે સંશ્લેષણના સમયમાં નાના કદ અને ગોળાઓની સંખ્યામાં વધારો થયો.અંજીર પર.1c દર્શાવે છે કે MNC15 લગભગ સંપૂર્ણ ગોળાકાર આકાર ધરાવે છે.જો કે, એકીકૃત ગોળા હજુ પણ મેસોપોર્સ બનાવી શકે છે, જે પાછળથી મેથિલિન બ્લુ શોષણ માટે સારી જગ્યાઓ બની શકે છે.ફિગમાં 15,000 વખતના ઊંચા વિસ્તરણ પર. 1d વધુ કાર્બન ગોળાઓ 20.38 એનએમના સરેરાશ કદ સાથે એકઠા થયેલા જોઈ શકાય છે.
7000 અને 15000 વખત મેગ્નિફિકેશન પર 10 મિનિટ (a, b), 15 મિનિટ (c, d) અને 20 મિનિટ (e–g) પછી સંશ્લેષિત નેનોકાર્બનની FESEM છબીઓ.
અંજીર પર.1e–g MNC20 ચુંબકીય કાર્બનની સપાટી પર નાના ગોળા સાથે છિદ્રોના વિકાસનું નિરૂપણ કરે છે અને ચુંબકીય સક્રિય કાર્બન53 ના આકારવિજ્ઞાનને ફરીથી ભેગા કરે છે.વિવિધ વ્યાસ અને પહોળાઈના છિદ્રો અવ્યવસ્થિત રીતે ચુંબકીય કાર્બનની સપાટી પર સ્થિત છે.તેથી, આ સમજાવી શકે છે કે શા માટે MNC20 એ BET વિશ્લેષણ દ્વારા દર્શાવ્યા મુજબ વધુ સપાટી વિસ્તાર અને છિદ્રનું પ્રમાણ દર્શાવ્યું છે, કારણ કે અન્ય કૃત્રિમ સમય કરતાં તેની સપાટી પર વધુ છિદ્રો રચાય છે.15,000 વખતના ઊંચા મેગ્નિફિકેશન પર લેવાયેલા માઈક્રોગ્રાફમાં અસંગત કણોના કદ અને અનિયમિત આકાર દર્શાવ્યા હતા, જેમ કે ફિગ. 1g માં બતાવ્યા પ્રમાણે.જ્યારે વૃદ્ધિનો સમય વધારીને 20 મિનિટ કરવામાં આવ્યો, ત્યારે વધુ એકીકૃત ગોળા રચાયા.
રસપ્રદ વાત એ છે કે આ જ વિસ્તારમાં ટ્વિસ્ટેડ કાર્બન ફ્લેક્સ પણ મળી આવ્યા હતા.ગોળાઓનો વ્યાસ 5.18 થી 96.36 nm સુધી બદલાય છે.આ રચના વિભેદક ન્યુક્લિએશનની ઘટનાને કારણે હોઈ શકે છે, જે ઉચ્ચ તાપમાન અને માઇક્રોવેવ્સ દ્વારા સુવિધા આપવામાં આવે છે.MNC10 માટે 20.38 nm, MNC15 માટે 24.80 nm અને MNC20 માટે 31.04 nm તૈયાર MNCsનું ગણતરી કરેલ ક્ષેત્રનું કદ.ગોળાઓનું કદ વિતરણ પૂરક અંજીરમાં બતાવવામાં આવ્યું છે.3.
પૂરક આકૃતિ 4 અનુક્રમે MNC10, MNC15, અને MNC20 ના EDS સ્પેક્ટ્રા અને એલિમેન્ટલ કમ્પોઝિશન સારાંશ દર્શાવે છે.સ્પેક્ટ્રા અનુસાર, તે નોંધવામાં આવ્યું હતું કે દરેક નેનોકાર્બનમાં C, O અને Fe ની અલગ માત્રા હોય છે.આ વધારાના સંશ્લેષણ સમય દરમિયાન થતી વિવિધ ઓક્સિડેશન અને ક્રેકીંગ પ્રતિક્રિયાઓને કારણે છે.C નો મોટો જથ્થો કાર્બન પુરોગામી, ક્રૂડ પામ ઓઈલમાંથી આવે છે તેવું માનવામાં આવે છે.દરમિયાન, O ની ઓછી ટકાવારી સંશ્લેષણ દરમિયાન ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયાને કારણે છે.તે જ સમયે, ફેરોસીન વિઘટન પછી નેનોકાર્બન સપાટી પર જમા થયેલ આયર્ન ઓક્સાઇડને આભારી છે.વધુમાં, પૂરક આકૃતિ 5a–c MNC10, MNC15, અને MNC20 તત્વોનું મેપિંગ દર્શાવે છે.મૂળભૂત મેપિંગના આધારે, એવું જણાયું હતું કે Fe એ MNC સપાટી પર સારી રીતે વહેંચાયેલું છે.
નાઇટ્રોજન શોષણ-શોષણ વિશ્લેષણ એ શોષણ પદ્ધતિ અને સામગ્રીના છિદ્રાળુ બંધારણ વિશે માહિતી પ્રદાન કરે છે.N2 શોષણ ઇસોથર્મ્સ અને MNC BET સપાટીના ગ્રાફ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યા છે..જો કે, ફિગ. 2 માંનો ગ્રાફ બતાવે છે કે શોષક પ્રકાર IV આઇસોથર્મ અને IUPAC55 ના પ્રકાર H2 હિસ્ટેરેસિસ લૂપ જેવું લાગે છે.આ પ્રકારનું ઇસોથર્મ ઘણીવાર મેસોપોરસ સામગ્રી જેવું જ હોય ​​છે.મેસોપોર્સનું શોષણ વર્તન સામાન્ય રીતે કન્ડેન્સ્ડ પદાર્થના પરમાણુઓ સાથે શોષણ-શોષણ પ્રતિક્રિયાઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.S-આકારના અથવા S-આકારના શોષણ ઇસોથર્મ્સ સામાન્ય રીતે સિંગલ-લેયર-મલ્ટિલેયર શોષણને કારણે થાય છે અને ત્યારપછી એવી ઘટના બને છે જેમાં વાયુ છિદ્રોમાં પ્રવાહી તબક્કામાં ઘનીકરણ થાય છે, જે બલ્ક પ્રવાહીના સંતૃપ્તિ દબાણથી નીચેના દબાણે થાય છે, જેને છિદ્ર ઘનીકરણ 56 તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. છિદ્રોમાં કેશિલરી ઘનીકરણ 0.50 થી ઉપરના સંબંધિત દબાણ (p/po) પર થાય છે.દરમિયાન, જટિલ છિદ્રનું માળખું H2-પ્રકારની હિસ્ટેરેસિસ દર્શાવે છે, જે છિદ્રોની સાંકડી શ્રેણીમાં છિદ્ર પ્લગિંગ અથવા લિકેજને આભારી છે.
BET પરીક્ષણોમાંથી મેળવેલ સપાટીના ભૌતિક પરિમાણો કોષ્ટક 1 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે. BET સપાટી વિસ્તાર અને કુલ છિદ્રનું પ્રમાણ વધતા સંશ્લેષણ સમય સાથે નોંધપાત્ર રીતે વધ્યું છે.MNC10, MNC15, અને MNC20 નું સરેરાશ છિદ્ર કદ અનુક્રમે 7.2779 nm, 7.6275 nm અને 7.8223 nm છે.IUPAC ભલામણો અનુસાર, આ મધ્યવર્તી છિદ્રોને મેસોપોરસ સામગ્રી તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે.મેસોપોરસ માળખું MNC57 દ્વારા મિથાઈલીન વાદળીને વધુ સરળતાથી અભેદ્ય અને શોષી શકાય તેવું બનાવી શકે છે.મહત્તમ સંશ્લેષણ સમય (MNC20) એ સૌથી વધુ સપાટી વિસ્તાર દર્શાવ્યો, ત્યારબાદ MNC15 અને MNC10.ઉચ્ચ BET સપાટી વિસ્તાર શોષણ પ્રભાવને સુધારી શકે છે કારણ કે વધુ સર્ફેક્ટન્ટ સાઇટ્સ ઉપલબ્ધ છે.
સંશ્લેષિત MNCs ની એક્સ-રે વિવર્તન પેટર્ન આકૃતિ 3 માં દર્શાવવામાં આવી છે. ઊંચા તાપમાને, ફેરોસીન પણ ક્રેક કરે છે અને આયર્ન ઓક્સાઇડ બનાવે છે.અંજીર પર.3a MNC10 ની XRD પેટર્ન દર્શાવે છે.તે 2θ, 43.0° અને 62.32° પર બે શિખરો દર્શાવે છે, જે ɣ-Fe2O3 (JCPDS #39–1346) ને સોંપેલ છે.તે જ સમયે, Fe3O4 2θ: 35.27° પર તાણયુક્ત શિખર ધરાવે છે.બીજી બાજુ, Fig. 3b માં MHC15 વિવર્તન પેટર્નમાં નવા શિખરો દર્શાવે છે, જે સંભવતઃ તાપમાન અને સંશ્લેષણ સમયના વધારા સાથે સંકળાયેલા છે.2θ: 26.202° શિખર ઓછી તીવ્ર હોવા છતાં, વિવર્તન પેટર્ન ગ્રેફાઇટ JCPDS ફાઇલ (JCPDS #75–1621) સાથે સુસંગત છે, જે નેનોકાર્બનની અંદર ગ્રેફાઇટ સ્ફટિકોની હાજરી સૂચવે છે.MNC10 માં આ શિખર ગેરહાજર છે, સંભવતઃ સંશ્લેષણ દરમિયાન નીચા ચાપ તાપમાનને કારણે.2θ પર ત્રણ વખતના શિખરો છે: 30.082°, 35.502°, 57.422° Fe3O4ને આભારી છે.તે 2θ: 43.102° અને 62.632° પર ɣ-Fe2O3 ની હાજરી દર્શાવતી બે શિખરો પણ દર્શાવે છે.20 મિનિટ (MNC20) માટે સંશ્લેષિત MNC માટે, આકૃતિ 3c માં બતાવ્યા પ્રમાણે, MNK15 માં સમાન વિવર્તન પેટર્ન જોઈ શકાય છે.MNC20 માં 26.382° પર ગ્રાફિકલ પીક પણ જોઈ શકાય છે.2θ પર દર્શાવેલ ત્રણ તીક્ષ્ણ શિખરો: 30.102°, 35.612°, 57.402° Fe3O4 માટે છે.વધુમાં, ε-Fe2O3 ની હાજરી 2θ: 42.972° અને 62.61 પર બતાવવામાં આવી છે.પરિણામી MNCs માં આયર્ન ઓક્સાઇડ સંયોજનોની હાજરી ભવિષ્યમાં મેથીલીન બ્લુને શોષવાની ક્ષમતા પર હકારાત્મક અસર કરી શકે છે.
પૂરક આકૃતિ 6 માં MNC અને CPO નમૂનાઓમાં રાસાયણિક બોન્ડની લાક્ષણિકતાઓ FTIR પ્રતિબિંબ સ્પેક્ટ્રા પરથી નિર્ધારિત કરવામાં આવી હતી. શરૂઆતમાં, ક્રૂડ પામ તેલના છ મહત્વપૂર્ણ શિખરો પૂરક કોષ્ટક 1 માં વર્ણવ્યા મુજબ ચાર અલગ-અલગ રાસાયણિક ઘટકોનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. CPO માં ઓળખવામાં આવેલા મૂળભૂત શિખરો 2913.81 cm-1, 2840 cm-1 અને 1463.34 cm-1 છે, જે અલ્કેન્સ અને અન્ય એલિફેટિક CH2 અથવા CH3 જૂથોના CH સ્ટ્રેચિંગ સ્પંદનોનો સંદર્ભ આપે છે.ઓળખાયેલ પીક ફોરેસ્ટર 1740.85 સેમી-1 અને 1160.83 સેમી-1 છે.1740.85 cm-1 પરની ટોચ એ C=O બોન્ડ છે જે ટ્રાઇગ્લિસેરાઇડ કાર્યાત્મક જૂથના એસ્ટર કાર્બોનિલ દ્વારા વિસ્તૃત છે.દરમિયાન, 1160.83 cm-1 પરની ટોચ એ વિસ્તૃત CO58.59 એસ્ટર જૂથની છાપ છે.દરમિયાન, 813.54 સેમી-1 પરનું શિખર એલ્કેન જૂથની છાપ છે.
તેથી, ક્રૂડ પામ તેલમાં શોષણની કેટલીક ટોચો અદ્રશ્ય થઈ ગઈ કારણ કે સંશ્લેષણનો સમય વધ્યો.MNC10 માં 2913.81 cm-1 અને 2840 cm-1 ના શિખરો હજુ પણ જોઈ શકાય છે, પરંતુ તે રસપ્રદ છે કે MNC15 અને MNC20 માં શિખરો ઓક્સિડેશનને કારણે અદૃશ્ય થઈ જાય છે.દરમિયાન, ચુંબકીય નેનોકાર્બનના FTIR પૃથ્થકરણમાં MNC10-20 ના પાંચ અલગ-અલગ કાર્યાત્મક જૂથોનું પ્રતિનિધિત્વ કરતી નવી રચાયેલી શોષણ શિખરો બહાર આવી છે.આ શિખરો પૂરક કોષ્ટક 1 માં પણ સૂચિબદ્ધ છે. 2325.91 cm-1 પરનું શિખર CH360 એલિફેટિક જૂથનો અસમપ્રમાણ CH સ્ટ્રેચ છે.1463.34-1443.47 cm-1 પરનું શિખર CH2 અને CH એલિફેટિક જૂથો જેમ કે પામ ઓઈલનું બેન્ડિંગ દર્શાવે છે, પરંતુ શિખર સમય સાથે ઘટવા લાગે છે.813.54–875.35 cm–1 પરની ટોચ એ સુગંધિત CH-આલ્કેન જૂથની છાપ છે.
દરમિયાન, 2101.74 cm-1 અને 1589.18 cm-1 પરના શિખરો CC 61 બોન્ડ્સનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે જે અનુક્રમે C=C આલ્કાઇન અને સુગંધિત રિંગ્સ બનાવે છે.1695.15 cm-1 પર એક નાનું શિખર કાર્બોનિલ જૂથમાંથી મુક્ત ફેટી એસિડનું C=O બોન્ડ દર્શાવે છે.તે સંશ્લેષણ દરમિયાન CPO કાર્બોનિલ અને ફેરોસીનમાંથી મેળવવામાં આવે છે.539.04 થી 588.48 cm-1 ની રેન્જમાં નવા રચાયેલા શિખરો ફેરોસીનના Fe-O વાઇબ્રેશનલ બોન્ડથી સંબંધિત છે.પૂરક આકૃતિ 4 માં દર્શાવેલ શિખરોના આધારે, તે જોઈ શકાય છે કે સંશ્લેષણનો સમય ચુંબકીય નેનોકાર્બનમાં અનેક શિખરો અને પુનઃ બંધન ઘટાડી શકે છે.
514 nm ની તરંગલંબાઇ સાથે ઘટના લેસરનો ઉપયોગ કરીને સંશ્લેષણના જુદા જુદા સમયે મેળવેલા ચુંબકીય નેનોકાર્બનના રમન સ્કેટરિંગનું સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક પૃથ્થકરણ આકૃતિ 4 માં દર્શાવવામાં આવ્યું છે. MNC10, MNC15 અને MNC20 ના તમામ સ્પેક્ટ્રામાં બે તીવ્ર બેન્ડ હોય છે, સામાન્ય રીતે ઓછા કાર્બન સાથે સંકળાયેલા હોય છે. કાર્બન પ્રજાતિ sp262 ના વાઇબ્રેશનલ મોડ્સમાં ખામી સાથે નેનોગ્રાફાઇટ સ્ફટિકોમાં જોવા મળે છે.પ્રથમ શિખર, 1333–1354 cm–1 ના પ્રદેશમાં સ્થિત છે, તે ડી બેન્ડનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, જે આદર્શ ગ્રેફાઇટ માટે પ્રતિકૂળ છે અને માળખાકીય વિકૃતિઓ અને અન્ય અશુદ્ધિઓ 63,64ને અનુરૂપ છે.1537-1595 cm-1 ની આસપાસનું બીજું સૌથી મહત્વપૂર્ણ શિખર પ્લેન બોન્ડ સ્ટ્રેચિંગ અથવા સ્ફટિકીય અને ઓર્ડર કરેલા ગ્રેફાઇટ સ્વરૂપોથી ઉદભવે છે.જો કે, ગ્રેફાઇટ જી બેન્ડની સરખામણીમાં શિખર લગભગ 10 સેમી-1 દ્વારા શિફ્ટ થયું છે, જે દર્શાવે છે કે MNCs પાસે શીટ સ્ટેકીંગનો ક્રમ ઓછો અને ખામીયુક્ત માળખું છે.D અને G બેન્ડ્સ (ID/IG) ની સંબંધિત તીવ્રતાનો ઉપયોગ સ્ફટિકો અને ગ્રેફાઇટ નમૂનાઓની શુદ્ધતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે થાય છે.રમન સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક વિશ્લેષણ મુજબ, તમામ MNCs પાસે 0.98-0.99 ની રેન્જમાં ID/IG મૂલ્યો હતા, જે Sp3 સંકરીકરણને કારણે માળખાકીય ખામીઓ દર્શાવે છે.આ પરિસ્થિતિ XPA સ્પેક્ટ્રામાં ઓછા તીવ્ર 2θ શિખરોની હાજરીને સમજાવી શકે છે: MNK15 માટે 26.20° અને MNK20 માટે 26.28°, આકૃતિ 4 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, જે JCPDS ફાઇલમાં ગ્રેફાઇટ પીકને સોંપેલ છે.આ કાર્યમાં મેળવેલ ID/IG MNC ગુણોત્તર અન્ય ચુંબકીય નેનોકાર્બનની શ્રેણીમાં છે, ઉદાહરણ તરીકે, હાઇડ્રોથર્મલ પદ્ધતિ માટે 0.85–1.03 અને પાયરોલિટીક પદ્ધતિ માટે 0.78–0.9665.66.તેથી, આ ગુણોત્તર સૂચવે છે કે વર્તમાન કૃત્રિમ પદ્ધતિનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરી શકાય છે.
વાઇબ્રેટિંગ મેગ્નેટોમીટરનો ઉપયોગ કરીને MNCsની ચુંબકીય લાક્ષણિકતાઓનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.પરિણામી હિસ્ટેરેસિસ Fig.5 માં દર્શાવવામાં આવ્યું છે.નિયમ પ્રમાણે, MNCs સંશ્લેષણ દરમિયાન ફેરોસીનમાંથી તેમનું ચુંબકત્વ મેળવે છે.આ વધારાના ચુંબકીય ગુણધર્મો ભવિષ્યમાં નેનોકાર્બનની શોષણ ક્ષમતામાં વધારો કરી શકે છે.આકૃતિ 5 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, નમૂનાઓને સુપરપરમેગ્નેટિક સામગ્રી તરીકે ઓળખી શકાય છે.વહાજુદ્દીન અને અરોરા67 મુજબ, સુપરપરમેગ્નેટિક સ્થિતિ એ છે કે જ્યારે બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે ત્યારે નમૂનાને સંતૃપ્તિ ચુંબકીયકરણ (MS) માં ચુંબકિત કરવામાં આવે છે.બાદમાં, શેષ ચુંબકીય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ હવે નમૂનાઓમાં દેખાતી નથી67.તે નોંધનીય છે કે સંતૃપ્તિ ચુંબકીયકરણ સંશ્લેષણ સમય સાથે વધે છે.રસપ્રદ રીતે, MNC15 સૌથી વધુ ચુંબકીય સંતૃપ્તિ ધરાવે છે કારણ કે મજબૂત ચુંબકીય રચના (ચુંબકીયકરણ) બાહ્ય ચુંબકની હાજરીમાં શ્રેષ્ઠ સંશ્લેષણ સમયને કારણે થઈ શકે છે.આ Fe3O4 ની હાજરીને કારણે હોઈ શકે છે, જે ɣ-Fe2O જેવા અન્ય આયર્ન ઓક્સાઇડની સરખામણીમાં વધુ સારી ચુંબકીય ગુણધર્મો ધરાવે છે.MNCs ના એકમ સમૂહ દીઠ સંતૃપ્તિના શોષણ ક્ષણનો ક્રમ MNC15>MNC10>MNC20 છે.મેળવેલ ચુંબકીય પરિમાણો કોષ્ટકમાં આપવામાં આવ્યા છે.2.
ચુંબકીય વિભાજનમાં પરંપરાગત ચુંબકનો ઉપયોગ કરતી વખતે ચુંબકીય સંતૃપ્તિનું લઘુત્તમ મૂલ્ય લગભગ 16.3 ઇમુ જી-1 છે.જલીય વાતાવરણમાં રંગો જેવા દૂષકોને દૂર કરવાની MNCsની ક્ષમતા અને MNCsને દૂર કરવામાં સરળતા પ્રાપ્ત નેનોકાર્બન માટે વધારાના પરિબળો બની ગયા છે.અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે LSM ની ચુંબકીય સંતૃપ્તિ ઉચ્ચ માનવામાં આવે છે.આમ, બધા નમૂનાઓ ચુંબકીય વિભાજન પ્રક્રિયા માટે પૂરતા કરતાં વધુ ચુંબકીય સંતૃપ્તિ મૂલ્યો સુધી પહોંચી ગયા છે.
તાજેતરમાં, ધાતુની પટ્ટીઓ અથવા વાયરોએ માઇક્રોવેવ ફ્યુઝન પ્રક્રિયાઓમાં ઉત્પ્રેરક અથવા ડાઇલેક્ટ્રિક્સ તરીકે ધ્યાન આકર્ષિત કર્યું છે.ધાતુઓની માઇક્રોવેવ પ્રતિક્રિયાઓ ઉચ્ચ તાપમાન અથવા રિએક્ટરની અંદર પ્રતિક્રિયાઓનું કારણ બને છે.આ અભ્યાસ દાવો કરે છે કે ટિપ અને કન્ડિશન્ડ (કોઇલ્ડ) સ્ટેનલેસ સ્ટીલ વાયર માઇક્રોવેવ ડિસ્ચાર્જ અને મેટલ હીટિંગની સુવિધા આપે છે.સ્ટેનલેસ સ્ટીલે ટોચ પર રફનેસ ઉચ્ચાર્યું છે, જે સપાટીના ચાર્જ ઘનતા અને બાહ્ય ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના ઊંચા મૂલ્યો તરફ દોરી જાય છે.જ્યારે ચાર્જ પર્યાપ્ત ગતિશીલ ઊર્જા મેળવે છે, ત્યારે ચાર્જ થયેલ કણો સ્ટેનલેસ સ્ટીલમાંથી બહાર નીકળી જશે, જેના કારણે પર્યાવરણ આયનીકરણ થશે, સ્રાવ અથવા સ્પાર્ક 68 ઉત્પન્ન કરશે.મેટલ ડિસ્ચાર્જ ઉચ્ચ તાપમાન હોટ સ્પોટ્સ સાથે સોલ્યુશન ક્રેકીંગ પ્રતિક્રિયાઓમાં નોંધપાત્ર ફાળો આપે છે.પૂરક ફિગ. 2b માં તાપમાનના નકશા અનુસાર, તાપમાન ઝડપથી વધે છે, જે મજબૂત સ્રાવની ઘટના ઉપરાંત ઉચ્ચ-તાપમાનના હોટ સ્પોટની હાજરી સૂચવે છે.
આ કિસ્સામાં, થર્મલ અસર જોવા મળે છે, કારણ કે નબળા રીતે બંધાયેલા ઇલેક્ટ્રોન સપાટી પર અને ટિપ69 પર ખસેડી અને ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી શકે છે.જ્યારે સ્ટેનલેસ સ્ટીલને ઘા કરવામાં આવે છે, ત્યારે દ્રાવણમાં ધાતુનો મોટો સપાટી વિસ્તાર સામગ્રીની સપાટી પર એડી પ્રવાહોને પ્રેરિત કરવામાં મદદ કરે છે અને હીટિંગ અસર જાળવી રાખે છે.આ સ્થિતિ અસરકારક રીતે CPO અને ફેરોસીન અને ફેરોસીનની લાંબી કાર્બન સાંકળોને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે.પૂરક ફિગ. 2b માં બતાવ્યા પ્રમાણે, તાપમાનનો સ્થિર દર સૂચવે છે કે ઉકેલમાં એકસમાન ગરમીની અસર જોવા મળે છે.
MNC ની રચના માટે સૂચિત પદ્ધતિ પૂરક આકૃતિ 7 માં બતાવવામાં આવી છે. CPO અને ફેરોસીનની લાંબી કાર્બન સાંકળો ઊંચા તાપમાને ફાટવા લાગે છે.તેલ વિભાજિત હાઇડ્રોકાર્બન બનાવવા માટે તૂટી જાય છે જે FESEM MNC1070 ઇમેજમાં ગ્લોબ્યુલ્સ તરીકે ઓળખાતા કાર્બન પુરોગામી બને છે.વાતાવરણની ઉર્જા અને વાતાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં દબાણ 71 ને કારણે.તે જ સમયે, ફેરોસીન પણ ક્રેક કરે છે, જે Fe પર જમા થયેલા કાર્બન અણુઓમાંથી ઉત્પ્રેરક બનાવે છે.પછી ઝડપી ન્યુક્લિએશન થાય છે અને કાર્બન કોર ઓક્સિડાઈઝ થઈને કોરની ટોચ પર આકારહીન અને ગ્રાફિક કાર્બન સ્તર બનાવે છે.જેમ જેમ સમય વધે છે તેમ, ગોળાનું કદ વધુ ચોક્કસ અને સમાન બને છે.તે જ સમયે, હાલના વાન ડેર વાલ્સ દળો પણ ગોળાઓ52 ના એકત્રીકરણ તરફ દોરી જાય છે.Fe3O4 અને ɣ-Fe2O3 (એક્સ-રે તબક્કા વિશ્લેષણ અનુસાર) માં Fe આયનોના ઘટાડા દરમિયાન, નેનોકાર્બનની સપાટી પર વિવિધ પ્રકારના આયર્ન ઓક્સાઇડ્સ રચાય છે, જે ચુંબકીય નેનોકાર્બનની રચના તરફ દોરી જાય છે.EDS મેપિંગ દર્શાવે છે કે Fe પરમાણુ MNC સપાટી પર મજબૂત રીતે વિતરિત કરવામાં આવ્યા હતા, જેમ કે પૂરક આંકડા 5a-c માં બતાવ્યા પ્રમાણે.
તફાવત એ છે કે 20 મિનિટના સંશ્લેષણ સમયે, કાર્બન એકત્રીકરણ થાય છે.તે MNCs ની સપાટી પર મોટા છિદ્રો બનાવે છે, જે સૂચવે છે કે MNCs ને સક્રિય કાર્બન તરીકે ગણી શકાય, જેમ કે FESEM ઇમેજમાં Fig. 1e–g માં દર્શાવવામાં આવ્યું છે.છિદ્રોના કદમાં આ તફાવત ફેરોસીનમાંથી આયર્ન ઓક્સાઇડના યોગદાન સાથે સંબંધિત હોઈ શકે છે.તે જ સમયે, પહોંચેલા ઉચ્ચ તાપમાનને લીધે, વિકૃત ભીંગડા છે.ચુંબકીય નેનોકાર્બન્સ વિવિધ સંશ્લેષણ સમયે વિવિધ આકારવિજ્ઞાન દર્શાવે છે.નેનોકાર્બન ટૂંકા સંશ્લેષણ સમય સાથે ગોળાકાર આકાર બનાવે છે.તે જ સમયે, છિદ્રો અને ભીંગડા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, જો કે સંશ્લેષણ સમયનો તફાવત માત્ર 5 મિનિટની અંદર છે.
મેગ્નેટિક નેનોકાર્બન જળચર વાતાવરણમાંથી પ્રદૂષકોને દૂર કરી શકે છે.ઉપયોગ કર્યા પછી સરળતાથી દૂર કરવાની તેમની ક્ષમતા એ આ કાર્યમાં મેળવેલા નેનોકાર્બનને શોષક તરીકે વાપરવા માટેનું એક વધારાનું પરિબળ છે.ચુંબકીય નેનોકાર્બનના શોષણ ગુણધર્મોના અભ્યાસમાં, અમે કોઈપણ pH ગોઠવણ વિના 30°C પર મિથાઈલીન બ્લુ (MB) સોલ્યુશનને રંગીન બનાવવા માટે MNCsની ક્ષમતાની તપાસ કરી.કેટલાક અભ્યાસોએ તારણ કાઢ્યું છે કે 25-40 °C તાપમાનની શ્રેણીમાં કાર્બન શોષકનું પ્રદર્શન MC દૂર કરવાનું નક્કી કરવામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવતું નથી.આત્યંતિક pH મૂલ્યો મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે, તેમ છતાં, સપાટીના કાર્યાત્મક જૂથો પર ચાર્જ થઈ શકે છે, જે શોષક-શોષક ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં વિક્ષેપ તરફ દોરી જાય છે અને શોષણને અસર કરે છે.તેથી, આ પરિસ્થિતિઓ અને લાક્ષણિક ગંદાપાણીની સારવારની જરૂરિયાતને ધ્યાનમાં રાખીને આ અભ્યાસમાં ઉપરોક્ત શરતો પસંદ કરવામાં આવી હતી.
આ કાર્યમાં, એક નિશ્ચિત સંપર્ક સમય60 પર વિવિધ પ્રમાણભૂત પ્રારંભિક સાંદ્રતા (5-20 પીપીએમ) સાથે મિથાઈલીન વાદળીના જલીય દ્રાવણમાં 20 મિલીગ્રામ MNCs ઉમેરીને બેચ શોષણ પ્રયોગ હાથ ધરવામાં આવ્યો હતો.પૂરક આકૃતિ 8 MNC10, MNC15, અને MNC20 સાથે સારવાર પહેલાં અને પછી મિથાઈલીન બ્લુ સોલ્યુશનની વિવિધ સાંદ્રતા (5–20 ppm)ની સ્થિતિ દર્શાવે છે.વિવિધ MNCs નો ઉપયોગ કરતી વખતે, MB સોલ્યુશન્સનું રંગ સ્તર ઘટ્યું.રસપ્રદ રીતે, એવું જાણવા મળ્યું હતું કે MNC20 5 ppm ની સાંદ્રતામાં MB સોલ્યુશન્સ સરળતાથી વિકૃત કરે છે.દરમિયાન, MNC20 એ અન્ય MNCs ની સરખામણીમાં MB સોલ્યુશનનું કલર લેવલ પણ ઘટાડ્યું.MNC10-20 નું યુવી દૃશ્યમાન સ્પેક્ટ્રમ પૂરક આકૃતિ 9 માં બતાવવામાં આવ્યું છે. દરમિયાન, દૂર કરવાનો દર અને શોષણ માહિતી અનુક્રમે આકૃતિ 9. 6 અને કોષ્ટક 3 માં દર્શાવવામાં આવી છે.
664 nm અને 600 nm પર મજબૂત મેથિલિન વાદળી શિખરો મળી શકે છે.એક નિયમ તરીકે, એમજી સોલ્યુશનની ઘટતી પ્રારંભિક સાંદ્રતા સાથે પીકની તીવ્રતા ધીમે ધીમે ઘટતી જાય છે.વધારાના ફિગમાં. 9a MNC10 સાથે સારવાર પછી વિવિધ સાંદ્રતાના MB સોલ્યુશનના યુવી-દૃશ્યમાન સ્પેક્ટ્રા બતાવે છે, જેણે માત્ર શિખરોની તીવ્રતામાં થોડો ફેરફાર કર્યો હતો.બીજી તરફ, MNC15 અને MNC20 સાથેની સારવાર પછી MB સોલ્યુશનના શોષણના શિખરોમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો છે, જેમ કે અનુક્રમે પૂરક આકૃતિઓ 9b અને c માં દર્શાવવામાં આવ્યું છે.આ ફેરફારો સ્પષ્ટપણે જોવા મળે છે કારણ કે MG સોલ્યુશનની સાંદ્રતા ઘટતી જાય છે.જો કે, ત્રણેય ચુંબકીય કાર્બન દ્વારા પ્રાપ્ત સ્પેક્ટ્રલ ફેરફારો મેથીલીન વાદળી રંગને દૂર કરવા માટે પૂરતા હતા.
કોષ્ટક 3 ના આધારે, MC શોષણની માત્રા અને MC શોષણની ટકાવારી માટેના પરિણામો આકૃતિ 3 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે. 6. તમામ MNCs માટે ઉચ્ચ પ્રારંભિક સાંદ્રતાના ઉપયોગ સાથે MG નું શોષણ વધ્યું છે.દરમિયાન, જ્યારે પ્રારંભિક સાંદ્રતામાં વધારો થયો ત્યારે શોષણ ટકાવારી અથવા MB દૂર કરવાની દર (MBR) એ વિપરીત વલણ દર્શાવ્યું.નીચલી પ્રારંભિક MC સાંદ્રતા પર, અવ્યવસ્થિત સક્રિય સાઇટ્સ શોષક સપાટી પર રહી.જેમ જેમ રંગની સાંદ્રતા વધે છે તેમ, રંગના પરમાણુઓના શોષણ માટે ઉપલબ્ધ બિન-કબજાવાળી સક્રિય સાઇટ્સની સંખ્યામાં ઘટાડો થશે.અન્ય લોકોએ તારણ કાઢ્યું છે કે આ શરતો હેઠળ બાયોસોર્પ્શનની સક્રિય સાઇટ્સની સંતૃપ્તિ પ્રાપ્ત થશે72.
કમનસીબે MNC10 માટે, MB સોલ્યુશનના 10 ppm પછી MBR વધ્યો અને ઘટ્યો.તે જ સમયે, MG નો માત્ર ખૂબ જ નાનો ભાગ શોષાય છે.આ સૂચવે છે કે MNC10 શોષણ માટે 10 ppm એ શ્રેષ્ઠ સાંદ્રતા છે.આ કાર્યમાં અભ્યાસ કરેલ તમામ MNC માટે, શોષણ ક્ષમતાઓનો ક્રમ નીચે મુજબ હતો: MNC20 > MNC15 > MNC10, સરેરાશ મૂલ્યો 10.36 mg/g, 6.85 mg/g અને 0.71 mg/g હતા, MG દરોનું સરેરાશ નિરાકરણ 87, 79%, 62.26% અને 5.75% હતી.આમ, MNC20 એ શોષણ ક્ષમતા અને UV-દૃશ્યમાન સ્પેક્ટ્રમને ધ્યાનમાં લઈને, સંશ્લેષિત ચુંબકીય નેનોકાર્બનમાં શ્રેષ્ઠ શોષણ લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવી.તેમ છતાં શોષણ ક્ષમતા અન્ય ચુંબકીય નેનોકાર્બન જેમ કે MWCNT મેગ્નેટિક કમ્પોઝિટ (11.86 mg/g) અને હેલોયસાઈટ નેનોટ્યુબ-મેગ્નેટિક Fe3O4 નેનોપાર્ટિકલ્સ (18.44 mg/g) ની સરખામણીમાં ઓછી છે, આ અભ્યાસમાં ઉત્તેજકના વધારાના ઉપયોગની જરૂર નથી.રસાયણો ઉત્પ્રેરક તરીકે કામ કરે છે.સ્વચ્છ અને શક્ય કૃત્રિમ પદ્ધતિઓ પૂરી પાડે છે73,74.
MNCs ના SBET મૂલ્યો દ્વારા બતાવ્યા પ્રમાણે, ઉચ્ચ વિશિષ્ટ સપાટી MB સોલ્યુશનના શોષણ માટે વધુ સક્રિય સાઇટ્સ પ્રદાન કરે છે.આ સિન્થેટિક નેનોકાર્બનની મૂળભૂત વિશેષતાઓમાંની એક બની રહી છે.તે જ સમયે, MNCs ના નાના કદને લીધે, સંશ્લેષણનો સમય ટૂંકો અને સ્વીકાર્ય છે, જે આશાસ્પદ શોષક 75 ના મુખ્ય ગુણોને અનુરૂપ છે.પરંપરાગત કુદરતી શોષકોની તુલનામાં, સંશ્લેષિત MNCs ચુંબકીય રીતે સંતૃપ્ત હોય છે અને બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ તેને સરળતાથી ઉકેલમાંથી દૂર કરી શકાય છે76.આમ, સમગ્ર સારવાર પ્રક્રિયા માટે જરૂરી સમય ઓછો થાય છે.
શોષણ પ્રક્રિયાને સમજવા માટે અને પછી જ્યારે સંતુલન પહોંચી જાય ત્યારે પ્રવાહી અને નક્કર તબક્કાઓ વચ્ચે શોષણ પાર્ટીશનો કેવી રીતે શોષાય છે તે દર્શાવવા માટે શોષણ ઇસોથર્મ્સ આવશ્યક છે.લેંગમુઇર અને ફ્રેન્ડલીચ સમીકરણોનો ઉપયોગ પ્રમાણભૂત ઇસોથર્મ સમીકરણો તરીકે થાય છે, જે આકૃતિ 7 માં બતાવ્યા પ્રમાણે શોષણની પદ્ધતિને સમજાવે છે. લેંગમુઇર મોડેલ શોષકની બાહ્ય સપાટી પર એકલ શોષક સ્તરની રચના સારી રીતે દર્શાવે છે.આઇસોથર્મ્સને સજાતીય શોષણ સપાટી તરીકે શ્રેષ્ઠ રીતે વર્ણવવામાં આવે છે.તે જ સમયે, ફ્રેન્ડલિચ ઇસોથર્મ ઘણા શોષક પ્રદેશોની ભાગીદારી અને શોષણ ઊર્જાને અસંગત સપાટી પર દબાવવામાં શ્રેષ્ઠ રીતે જણાવે છે.
MNC10, MNC15 અને MNC20 માટે Langmuir isotherm (a–c) અને Freundlich isotherm (d–f) માટે મોડેલ આઇસોથર્મ.
ઓછી દ્રાવ્ય સાંદ્રતા પર શોષણ ઇસોથર્મ્સ સામાન્ય રીતે રેખીય 77 હોય છે.લેંગમુઇર આઇસોથર્મ મોડેલની રેખીય રજૂઆત સમીકરણમાં વ્યક્ત કરી શકાય છે.1 શોષણ પરિમાણો નક્કી કરો.
KL (l/mg) એ લેંગમુઇર સતત છે જે MB થી MNC ની બંધનકર્તા જોડાણ દર્શાવે છે.દરમિયાન, qmax એ મહત્તમ શોષણ ક્ષમતા (mg/g) છે, qe એ MC (mg/g) ની શોષિત સાંદ્રતા છે અને Ce એ MC સોલ્યુશનની સંતુલન સાંદ્રતા છે.ફ્રેન્ડલિચ ઇસોથર્મ મોડેલની રેખીય અભિવ્યક્તિ નીચે પ્રમાણે વર્ણવી શકાય છે: