పామాయిల్‌ను గ్రీన్ పూర్వగామిగా ఉపయోగించడం, మురుగునీటి శుద్ధి కోసం మైక్రోవేవ్ ఓవెన్‌ను ఉపయోగించి మాగ్నెటిక్ నానోకార్బన్‌ల ఆర్క్ సింథసిస్.

Nature.comని సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు.మీరు పరిమిత CSS మద్దతుతో బ్రౌజర్ సంస్కరణను ఉపయోగిస్తున్నారు.ఉత్తమ అనుభవం కోసం, మీరు నవీకరించబడిన బ్రౌజర్‌ను ఉపయోగించాల్సిందిగా మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము (లేదా Internet Explorerలో అనుకూలత మోడ్‌ని నిలిపివేయండి).అదనంగా, కొనసాగుతున్న మద్దతును నిర్ధారించడానికి, మేము స్టైల్స్ మరియు జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా సైట్‌ని చూపుతాము.
ఒకేసారి మూడు స్లయిడ్‌ల రంగులరాట్నం ప్రదర్శిస్తుంది.ఒకేసారి మూడు స్లయిడ్‌ల ద్వారా తరలించడానికి మునుపటి మరియు తదుపరి బటన్‌లను ఉపయోగించండి లేదా ఒకేసారి మూడు స్లయిడ్‌ల ద్వారా తరలించడానికి చివర ఉన్న స్లయిడర్ బటన్‌లను ఉపయోగించండి.
మైక్రోవేవ్ రేడియేషన్ ద్వారా విడుదలయ్యే లోహాల ఉనికి వివాదాస్పదమైంది ఎందుకంటే లోహాలు సులభంగా మండుతాయి.కానీ ఆసక్తికరమైన విషయం ఏమిటంటే, ఆర్క్ డిశ్చార్జ్ దృగ్విషయం అణువులను విభజించడం ద్వారా సూక్ష్మ పదార్ధాల సంశ్లేషణకు మంచి మార్గాన్ని అందిస్తుందని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు.ఈ అధ్యయనం పామాయిల్ ఉత్పత్తికి కొత్త ప్రత్యామ్నాయంగా పరిగణించబడే ముడి పామాయిల్‌ను మాగ్నెటిక్ నానోకార్బన్ (MNC)గా మార్చడానికి మైక్రోవేవ్ హీటింగ్ మరియు ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్‌లను కలిపి ఒక-దశ ఇంకా సరసమైన సింథటిక్ పద్ధతిని అభివృద్ధి చేస్తోంది.ఇది పాక్షికంగా జడ పరిస్థితుల్లో శాశ్వతంగా గాయపడిన స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ వైర్ (విద్యుద్వాహక మాధ్యమం) మరియు ఫెర్రోసిన్ (ఉత్ప్రేరకం)తో కూడిన మాధ్యమం యొక్క సంశ్లేషణను కలిగి ఉంటుంది.వివిధ సంశ్లేషణ సమయాలతో (10-20 నిమిషాలు) 190.9 నుండి 472.0 ° C వరకు ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో వేడి చేయడానికి ఈ పద్ధతి విజయవంతంగా ప్రదర్శించబడింది.తాజాగా తయారు చేయబడిన MNCలు సగటు పరిమాణం 20.38–31.04 nm, మెసోపోరస్ నిర్మాణం (SBET: 14.83–151.95 m2/g) మరియు స్థిర కార్బన్ (52.79–71.24 wt.%), అలాగే D మరియు G యొక్క అధిక కంటెంట్‌తో గోళాలను చూపించాయి. బ్యాండ్‌లు (ID/g) 0.98–0.99.FTIR స్పెక్ట్రం (522.29–588.48 cm–1)లో కొత్త శిఖరాలు ఏర్పడటం ఫెర్రోసిన్‌లో FeO సమ్మేళనాల ఉనికికి అనుకూలంగా సాక్ష్యమిస్తుంది.మాగ్నెటోమీటర్లు ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాలలో అధిక అయస్కాంతీకరణ సంతృప్తతను (22.32–26.84 emu/g) చూపుతాయి.మురుగునీటి శుద్ధిలో MNCల ఉపయోగం 5 నుండి 20 ppm వరకు వివిధ సాంద్రతలలో మిథిలీన్ బ్లూ (MB) శోషణ పరీక్షను ఉపయోగించి వాటి శోషణ సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయడం ద్వారా ప్రదర్శించబడింది.సంశ్లేషణ సమయంలో (20 నిమి) పొందిన MNCలు ఇతరులతో పోలిస్తే అత్యధిక శోషణ సామర్థ్యాన్ని (10.36 mg/g) చూపించాయి మరియు MB డై రిమూవల్ రేటు 87.79%.అందువల్ల, Freundlich విలువలతో పోలిస్తే Langmuir విలువలు ఆశాజనకంగా లేవు, MNCల కోసం R2 సుమారు 0.80, 0.98 మరియు 0.99గా 10 నిమిషాలు (MNC10), 15 నిమిషాలు (MNC15) మరియు 20 నిమిషాలు (MNC20) సంశ్లేషణ చేయబడింది.పర్యవసానంగా, అధిశోషణ వ్యవస్థ భిన్నమైన స్థితిలో ఉంది.అందువల్ల, మైక్రోవేవ్ ఆర్సింగ్ CPOని MNCగా మార్చడానికి ఒక మంచి పద్ధతిని అందిస్తుంది, ఇది హానికరమైన రంగులను తొలగించగలదు.
మైక్రోవేవ్ రేడియేషన్ విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాల పరమాణు పరస్పర చర్య ద్వారా పదార్థాల లోపలి భాగాలను వేడి చేస్తుంది.ఈ మైక్రోవేవ్ ప్రతిస్పందన ప్రత్యేకమైనది, ఇది వేగవంతమైన మరియు ఏకరీతి ఉష్ణ ప్రతిస్పందనను ప్రోత్సహిస్తుంది.అందువలన, తాపన ప్రక్రియను వేగవంతం చేయడం మరియు రసాయన ప్రతిచర్యలను మెరుగుపరచడం సాధ్యపడుతుంది2.అదే సమయంలో, తక్కువ ప్రతిచర్య సమయం కారణంగా, మైక్రోవేవ్ ప్రతిచర్య చివరికి అధిక స్వచ్ఛత మరియు అధిక దిగుబడి 3,4 ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.దాని అద్భుతమైన లక్షణాల కారణంగా, మైక్రోవేవ్ రేడియేషన్ రసాయన ప్రతిచర్యలు మరియు సూక్ష్మ పదార్ధాల సంశ్లేషణతో సహా అనేక అధ్యయనాలలో ఉపయోగించే ఆసక్తికరమైన మైక్రోవేవ్ సంశ్లేషణలను సులభతరం చేస్తుంది.తాపన ప్రక్రియలో, మాధ్యమం లోపల ఉన్న అంగీకారకం యొక్క విద్యుద్వాహక లక్షణాలు నిర్ణయాత్మక పాత్రను పోషిస్తాయి, ఎందుకంటే ఇది మాధ్యమంలో హాట్ స్పాట్‌ను సృష్టిస్తుంది, ఇది వివిధ పదనిర్మాణాలు మరియు లక్షణాలతో నానోకార్బన్‌లు ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది.ఒమోరియెకోమ్వాన్ మరియు ఇతరుల అధ్యయనం.యాక్టివేటెడ్ కార్బన్ మరియు నైట్రోజన్ ఉపయోగించి తాటి కెర్నల్స్ నుండి బోలు కార్బన్ నానోఫైబర్స్ ఉత్పత్తి.అదనంగా, 350 W9 మైక్రోవేవ్ ఓవెన్‌లో ఆయిల్ పామ్ ఫైబర్ యాక్టివేటెడ్ కార్బన్ ఉత్పత్తికి ఉత్ప్రేరకాన్ని ఉపయోగించాలని ఫు మరియు హమీద్ నిర్ణయించారు.అందువల్ల, తగిన స్కావెంజర్‌లను ప్రవేశపెట్టడం ద్వారా ముడి పామాయిల్‌ను MNCలుగా మార్చడానికి ఇదే విధానాన్ని ఉపయోగించవచ్చు.
మైక్రోవేవ్ రేడియేషన్ మరియు పదునైన అంచులు, చుక్కలు లేదా సబ్‌మైక్రోస్కోపిక్ అసమానతలతో కూడిన లోహాల మధ్య ఒక ఆసక్తికరమైన దృగ్విషయం గమనించబడింది.ఈ రెండు వస్తువుల ఉనికిని ఎలక్ట్రికల్ ఆర్క్ లేదా స్పార్క్ (సాధారణంగా ఆర్క్ డిశ్చార్జ్ అని పిలుస్తారు) 11,12 ప్రభావితం చేస్తుంది.ఆర్క్ మరింత స్థానికీకరించిన హాట్ స్పాట్‌ల ఏర్పాటును ప్రోత్సహిస్తుంది మరియు ప్రతిచర్యను ప్రభావితం చేస్తుంది, తద్వారా పర్యావరణం యొక్క రసాయన కూర్పును మెరుగుపరుస్తుంది13.ఈ ప్రత్యేకమైన మరియు ఆసక్తికరమైన దృగ్విషయం కాలుష్య తొలగింపు14,15, బయోమాస్ టార్ క్రాకింగ్16, మైక్రోవేవ్ అసిస్టెడ్ పైరోలిసిస్17,18 మరియు మెటీరియల్ సింథసిస్19,20,21 వంటి వివిధ అధ్యయనాలను ఆకర్షించింది.
ఇటీవల, కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు, కార్బన్ నానోస్పియర్‌లు మరియు సవరించిన తగ్గిన గ్రాఫేన్ ఆక్సైడ్ వంటి నానోకార్బన్‌లు వాటి లక్షణాల కారణంగా దృష్టిని ఆకర్షించాయి.ఈ నానోకార్బన్‌లు విద్యుదుత్పత్తి నుండి నీటి శుద్దీకరణ లేదా నిర్మూలన వరకు అనువర్తనాలకు గొప్ప సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి.అదనంగా, అద్భుతమైన కార్బన్ లక్షణాలు అవసరం, కానీ అదే సమయంలో, మంచి అయస్కాంత లక్షణాలు అవసరం.మురుగునీటి శుద్ధిలో లోహ అయాన్లు మరియు రంగుల యొక్క అధిక శోషణ, జీవ ఇంధనాలలో అయస్కాంత మాడిఫైయర్లు మరియు అధిక సామర్థ్యం గల మైక్రోవేవ్ అబ్జార్బర్స్24,25,26,27,28 వంటి మల్టీఫంక్షనల్ అప్లికేషన్‌లకు ఇది చాలా ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది.అదే సమయంలో, ఈ కార్బన్‌లు నమూనా యొక్క క్రియాశీల సైట్ యొక్క ఉపరితల వైశాల్యంలో పెరుగుదలతో సహా మరొక ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, అయస్కాంత నానోకార్బన్ పదార్థాలపై పరిశోధనలు పెరుగుతున్నాయి.సాధారణంగా, ఈ అయస్కాంత నానోకార్బన్‌లు నానోసైజ్ చేయబడిన అయస్కాంత పదార్థాలను కలిగి ఉండే బహుళ-ఫంక్షనల్ పదార్థాలు, ఇవి బాహ్య ఉత్ప్రేరకాలు ప్రతిస్పందించడానికి కారణమవుతాయి, అవి బాహ్య ఎలక్ట్రోస్టాటిక్ లేదా ఆల్టర్నేటింగ్ అయస్కాంత క్షేత్రాలు29.వాటి అయస్కాంత లక్షణాల కారణంగా, అయస్కాంత నానోకార్బన్‌లను విస్తృత శ్రేణి క్రియాశీల పదార్థాలు మరియు స్థిరీకరణ కోసం సంక్లిష్ట నిర్మాణాలతో కలపవచ్చు30.ఇంతలో, మాగ్నెటిక్ నానోకార్బన్‌లు (MNCలు) సజల ద్రావణాల నుండి కాలుష్య కారకాలను శోషించడంలో అద్భుతమైన సామర్థ్యాన్ని చూపుతాయి.అదనంగా, MNCలలో ఏర్పడిన అధిక నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం మరియు రంధ్రాలు అధిశోషణ సామర్థ్యాన్ని పెంచుతాయి31.మాగ్నెటిక్ సెపరేటర్లు MNCలను అత్యంత రియాక్టివ్ సొల్యూషన్‌ల నుండి వేరు చేయగలవు, వాటిని ఆచరణీయమైన మరియు నిర్వహించదగిన సోర్బెంట్‌గా మారుస్తాయి32.
ముడి పామాయిల్ 33,34 ఉపయోగించి అధిక నాణ్యత గల నానోకార్బన్‌లను ఉత్పత్తి చేయవచ్చని పలువురు పరిశోధకులు నిరూపించారు.శాస్త్రీయంగా ఎలాయిస్ గునీన్సిస్ అని పిలువబడే పామాయిల్, 202135లో దాదాపు 76.55 మిలియన్ టన్నుల ఉత్పత్తితో ముఖ్యమైన తినదగిన నూనెలలో ఒకటిగా పరిగణించబడుతుంది. ముడి పామాయిల్ లేదా CPO అసంతృప్త కొవ్వు ఆమ్లాలు (EFAలు) మరియు సంతృప్త కొవ్వు ఆమ్లాల సమతుల్య నిష్పత్తిని కలిగి ఉంటుంది. (సింగపూర్ మానిటరీ అథారిటీ).CPOలోని చాలా హైడ్రోకార్బన్‌లు ట్రైగ్లిజరైడ్స్, మూడు ట్రైగ్లిజరైడ్ అసిటేట్ భాగాలు మరియు ఒక గ్లిసరాల్ కాంపోనెంట్‌తో కూడిన గ్లిజరైడ్.ఈ హైడ్రోకార్బన్‌లు వాటి భారీ కార్బన్ కంటెంట్ కారణంగా సాధారణీకరించబడతాయి, ఇవి నానోకార్బన్ ఉత్పత్తికి సంభావ్య ఆకుపచ్చ పూర్వగాములుగా మారతాయి.సాహిత్యం ప్రకారం, CNT37,38,39,40, కార్బన్ నానోస్పియర్స్33,41 మరియు గ్రాఫేన్34,42,43 సాధారణంగా ముడి పామాయిల్ లేదా తినదగిన నూనెను ఉపయోగించి సంశ్లేషణ చేయబడతాయి.ఈ నానోకార్బన్‌లు విద్యుదుత్పత్తి నుండి నీటి శుద్దీకరణ లేదా నిర్మూలన వరకు అనువర్తనాల్లో గొప్ప సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
CVD38 లేదా పైరోలిసిస్33 వంటి ఉష్ణ సంశ్లేషణ పామాయిల్ కుళ్ళిపోవడానికి అనుకూలమైన పద్ధతిగా మారింది.దురదృష్టవశాత్తు, ప్రక్రియలో అధిక ఉష్ణోగ్రతలు ఉత్పత్తి వ్యయాన్ని పెంచుతాయి.ప్రాధాన్య పదార్థం 44ను ఉత్పత్తి చేయడానికి సుదీర్ఘమైన, దుర్భరమైన విధానాలు మరియు శుభ్రపరిచే పద్ధతులు అవసరం.అయినప్పటికీ, అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ముడి పామాయిల్ యొక్క మంచి స్థిరత్వం కారణంగా భౌతిక విభజన మరియు పగుళ్లు అవసరం కాదనలేనిది.అందువల్ల, ముడి పామాయిల్‌ను కర్బన పదార్థాలుగా మార్చడానికి అధిక ఉష్ణోగ్రతలు ఇంకా అవసరం.మాగ్నెటిక్ నానోకార్బన్ 46 యొక్క సంశ్లేషణ కోసం ద్రవ ఆర్క్ ఉత్తమ సంభావ్యత మరియు కొత్త పద్ధతిగా పరిగణించబడుతుంది.ఈ విధానం అత్యంత ఉత్తేజిత రాష్ట్రాలలో పూర్వగాములు మరియు పరిష్కారాలకు ప్రత్యక్ష శక్తిని అందిస్తుంది.ఆర్క్ డిశ్చార్జ్ ముడి పామాయిల్‌లోని కార్బన్ బంధాలను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది.అయినప్పటికీ, ఉపయోగించిన ఎలక్ట్రోడ్ అంతరం కఠినమైన అవసరాలను తీర్చవలసి ఉంటుంది, ఇది పారిశ్రామిక స్థాయిని పరిమితం చేస్తుంది, కాబట్టి సమర్థవంతమైన పద్ధతిని ఇంకా అభివృద్ధి చేయవలసి ఉంటుంది.
నానోకార్బన్‌లను సంశ్లేషణ చేసే పద్ధతిగా మైక్రోవేవ్‌లను ఉపయోగించి ఆర్క్ డిశ్చార్జ్‌పై మా పరిజ్ఞానం మేరకు పరిశోధన పరిమితంగా ఉంది.అదే సమయంలో, ముడి పామాయిల్‌ను పూర్వగామిగా ఉపయోగించడం పూర్తిగా అన్వేషించబడలేదు.అందువల్ల, మైక్రోవేవ్ ఓవెన్‌ని ఉపయోగించి ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్‌ని ఉపయోగించి ముడి పామాయిల్ పూర్వగాముల నుండి మాగ్నెటిక్ నానోకార్బన్‌లను ఉత్పత్తి చేసే అవకాశాన్ని అన్వేషించడం ఈ అధ్యయనం లక్ష్యం.పామాయిల్ యొక్క సమృద్ధి కొత్త ఉత్పత్తులు మరియు అప్లికేషన్లలో ప్రతిబింబించాలి.పామాయిల్ రిఫైనింగ్‌కి సంబంధించిన ఈ కొత్త విధానం ఆర్థిక రంగాన్ని పెంపొందించడానికి మరియు పామాయిల్ ఉత్పత్తిదారులకు, ముఖ్యంగా చిన్న రైతుల పామాయిల్ తోటలను ప్రభావితం చేసే మరో ఆదాయ వనరుగా సహాయపడుతుంది.Ayompe et al. ఆఫ్రికన్ స్మాల్‌హోల్డర్స్‌పై జరిపిన ఒక అధ్యయనం ప్రకారం, చిన్న హోల్డర్లు తాజా పండ్ల సమూహాలను స్వయంగా ప్రాసెస్ చేసి, మధ్యవర్తులకు విక్రయించే బదులు ముడి పామాయిల్‌ను విక్రయిస్తే ఎక్కువ డబ్బు సంపాదిస్తారు, ఇది ఖరీదైన మరియు దుర్భరమైన పని.అదే సమయంలో, COVID-19 కారణంగా ఫ్యాక్టరీ మూసివేతలు పెరగడం పామాయిల్ ఆధారిత అప్లికేషన్ ఉత్పత్తులను ప్రభావితం చేసింది.ఆసక్తికరంగా, చాలా గృహాలకు మైక్రోవేవ్ ఓవెన్‌లకు ప్రాప్యత ఉంది మరియు ఈ అధ్యయనంలో ప్రతిపాదించబడిన పద్ధతి ఆచరణీయమైనది మరియు సరసమైనదిగా పరిగణించబడుతుంది, MNC ఉత్పత్తిని చిన్న-స్థాయి పామాయిల్ తోటలకు ప్రత్యామ్నాయంగా పరిగణించవచ్చు.ఇంతలో, పెద్ద ఎత్తున, కంపెనీలు పెద్ద TNCలను ఉత్పత్తి చేయడానికి పెద్ద రియాక్టర్లలో పెట్టుబడి పెట్టవచ్చు.
ఈ అధ్యయనం ప్రధానంగా స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌ను వివిధ కాలాల కోసం విద్యుద్వాహక మాధ్యమంగా ఉపయోగించి సంశ్లేషణ ప్రక్రియను కవర్ చేస్తుంది.మైక్రోవేవ్‌లు మరియు నానోకార్బన్‌లను ఉపయోగించే చాలా సాధారణ అధ్యయనాలు ఆమోదయోగ్యమైన సంశ్లేషణ సమయాన్ని 30 నిమిషాలు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ 33,34గా సూచిస్తున్నాయి.ప్రాప్యత చేయగల మరియు సాధ్యమయ్యే ఆచరణాత్మక ఆలోచనకు మద్దతు ఇవ్వడానికి, ఈ అధ్యయనం సగటు కంటే తక్కువ సంశ్లేషణ సమయాలతో MNCలను పొందడం లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది.అదే సమయంలో, సిద్ధాంతం నిరూపించబడింది మరియు ప్రయోగశాల స్థాయిలో అమలు చేయబడినందున అధ్యయనం సాంకేతికత సంసిద్ధత స్థాయి 3 యొక్క చిత్రాన్ని చిత్రిస్తుంది.తరువాత, ఫలితంగా వచ్చిన MNCలు వాటి భౌతిక, రసాయన మరియు అయస్కాంత లక్షణాల ద్వారా వర్గీకరించబడ్డాయి.ఫలితంగా వచ్చిన MNCల శోషణ సామర్థ్యాన్ని ప్రదర్శించడానికి మిథిలీన్ బ్లూ ఉపయోగించబడింది.
అపాస్ బలుంగ్ మిల్, సావిత్ కినాబాలు Sdn నుండి ముడి పామాయిల్ పొందబడింది.Bhd., తవౌ, మరియు సంశ్లేషణకు కార్బన్ పూర్వగామిగా ఉపయోగించబడుతుంది.ఈ సందర్భంలో, 0.90 మిమీ వ్యాసం కలిగిన స్టెయిన్లెస్ స్టీల్ వైర్ విద్యుద్వాహక మాధ్యమంగా ఉపయోగించబడింది.USAలోని సిగ్మా-ఆల్డ్రిచ్ నుండి పొందిన ఫెర్రోసిన్ (స్వచ్ఛత 99%), ఈ పనిలో ఉత్ప్రేరకంగా ఎంపిక చేయబడింది.మిథిలీన్ బ్లూ (బెండోసెన్, 100 గ్రా) శోషణ ప్రయోగాలకు మరింత ఉపయోగించబడింది.
ఈ అధ్యయనంలో, గృహ మైక్రోవేవ్ ఓవెన్ (పానాసోనిక్: SAM-MG23K3513GK) మైక్రోవేవ్ రియాక్టర్‌గా మార్చబడింది.మైక్రోవేవ్ ఓవెన్ ఎగువ భాగంలో గ్యాస్ ఇన్లెట్ మరియు అవుట్‌లెట్ మరియు థర్మోకపుల్ కోసం మూడు రంధ్రాలు చేయబడ్డాయి.థర్మోకపుల్ ప్రోబ్‌లు సిరామిక్ ట్యూబ్‌లతో ఇన్సులేట్ చేయబడ్డాయి మరియు ప్రమాదాలను నివారించడానికి ప్రతి ప్రయోగానికి అదే పరిస్థితుల్లో ఉంచబడ్డాయి.ఇంతలో, నమూనాలు మరియు శ్వాసనాళానికి అనుగుణంగా మూడు-రంధ్రాల మూతతో కూడిన బోరోసిలికేట్ గ్లాస్ రియాక్టర్ ఉపయోగించబడింది.మైక్రోవేవ్ రియాక్టర్ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రాన్ని అనుబంధ మూర్తి 1లో సూచించవచ్చు.
ముడి పామాయిల్‌ను కార్బన్ పూర్వగామిగా మరియు ఫెర్రోసిన్‌ను ఉత్ప్రేరకంగా ఉపయోగించి, అయస్కాంత నానోకార్బన్‌లు సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి.ఫెర్రోసిన్ ఉత్ప్రేరకం యొక్క బరువులో దాదాపు 5% స్లర్రీ ఉత్ప్రేరకం పద్ధతి ద్వారా తయారు చేయబడింది.ఫెర్రోసిన్‌ను 20 మి.లీ క్రూడ్ పామాయిల్‌తో 60 ఆర్‌పిఎమ్ వద్ద 30 నిమిషాల పాటు కలుపుతారు.ఆ మిశ్రమాన్ని అల్యూమినా క్రూసిబుల్‌కి బదిలీ చేసి, 30 సెం.మీ పొడవున్న స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ వైర్‌ను చుట్టి, క్రూసిబుల్ లోపల నిలువుగా ఉంచారు.అల్యూమినా క్రూసిబుల్‌ను గ్లాస్ రియాక్టర్‌లో ఉంచండి మరియు మైక్రోవేవ్ ఓవెన్ లోపల మూసివున్న గాజు మూతతో సురక్షితంగా భద్రపరచండి.ఛాంబర్ నుండి అవాంఛిత గాలిని తొలగించడానికి ప్రతిచర్య ప్రారంభానికి 5 నిమిషాల ముందు నత్రజని గదిలోకి ఎగిరింది.మైక్రోవేవ్ పవర్ 800Wకి పెంచబడింది ఎందుకంటే ఇది మంచి ఆర్క్ స్టార్ట్‌ను నిర్వహించగల గరిష్ట మైక్రోవేవ్ పవర్.అందువల్ల, సింథటిక్ ప్రతిచర్యలకు అనుకూలమైన పరిస్థితుల సృష్టికి ఇది దోహదం చేస్తుంది.అదే సమయంలో, ఇది మైక్రోవేవ్ ఫ్యూజన్ రియాక్షన్స్48,49 కోసం వాట్స్‌లో విస్తృతంగా ఉపయోగించే పవర్ రేంజ్.ప్రతిచర్య సమయంలో మిశ్రమం 10, 15 లేదా 20 నిమిషాలు వేడి చేయబడుతుంది.ప్రతిచర్య పూర్తయిన తర్వాత, రియాక్టర్ మరియు మైక్రోవేవ్ సహజంగా గది ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబడతాయి.అల్యూమినా క్రూసిబుల్‌లోని తుది ఉత్పత్తి హెలికల్ వైర్‌లతో కూడిన నల్లని అవక్షేపం.
నల్ల అవక్షేపం సేకరించబడింది మరియు ఇథనాల్, ఐసోప్రొపనాల్ (70%) మరియు స్వేదనజలంతో అనేక సార్లు ప్రత్యామ్నాయంగా కడుగుతారు.కడగడం మరియు శుభ్రపరిచిన తర్వాత, అవాంఛిత మలినాలను ఆవిరి చేయడానికి ఒక సంప్రదాయ ఓవెన్‌లో ఉత్పత్తిని 80 ° C వద్ద రాత్రిపూట ఎండబెట్టాలి.క్యారెక్టరైజేషన్ కోసం ఉత్పత్తిని సేకరించారు.MNC10, MNC15 మరియు MNC20 అని లేబుల్ చేయబడిన నమూనాలు 10 నిమిషాలు, 15 నిమిషాలు మరియు 20 నిమిషాల పాటు మాగ్నెటిక్ నానోకార్బన్‌లను సంశ్లేషణ చేయడానికి ఉపయోగించబడ్డాయి.
ఫీల్డ్ ఎమిషన్ స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ లేదా FESEM (Zeiss Auriga మోడల్)తో 100 నుండి 150 kX మాగ్నిఫికేషన్‌తో MNC పదనిర్మాణాన్ని గమనించండి.అదే సమయంలో, ఎలిమెంటల్ కంపోజిషన్ ఎనర్జీ-డిస్పర్సివ్ ఎక్స్-రే స్పెక్ట్రోస్కోపీ (EDS) ద్వారా విశ్లేషించబడింది.EMF విశ్లేషణ 2.8 mm పని దూరం మరియు 1 kV యొక్క వేగవంతమైన వోల్టేజ్ వద్ద నిర్వహించబడింది.నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం మరియు MNC రంధ్ర విలువలు బ్రూనౌర్-ఎమ్మెట్-టెల్లర్ (BET) పద్ధతి ద్వారా కొలవబడ్డాయి, ఇందులో 77 K వద్ద N2 యొక్క అధిశోషణం-నిర్జలీకరణ ఐసోథెర్మ్‌తో సహా. నమూనా ఉపరితల వైశాల్య మీటర్ (MICROMERITIC ASAP 2020) ఉపయోగించి విశ్లేషణ జరిగింది. .
λ = 0.154 nm వద్ద X- రే పౌడర్ డిఫ్రాక్షన్ లేదా XRD (బర్కర్ D8 అడ్వాన్స్) ద్వారా అయస్కాంత నానోకార్బన్‌ల స్ఫటికాకారత మరియు దశ నిర్ణయించబడ్డాయి.2° min-1 స్కాన్ రేటు వద్ద 2θ = 5 మరియు 85° మధ్య డిఫ్రాక్టోగ్రామ్‌లు నమోదు చేయబడ్డాయి.అదనంగా, MNCల యొక్క రసాయన నిర్మాణాన్ని ఫోరియర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మ్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (FTIR) ఉపయోగించి పరిశోధించారు.4000 నుండి 400 cm-1 వరకు స్కాన్ వేగంతో పెర్కిన్ ఎల్మెర్ FTIR-స్పెక్ట్రమ్ 400ని ఉపయోగించి విశ్లేషణ జరిగింది.అయస్కాంత నానోకార్బన్‌ల నిర్మాణ లక్షణాలను అధ్యయనం చేయడంలో, 100X లక్ష్యంతో U-RAMAN స్పెక్ట్రోస్కోపీలో నియోడైమియం-డోప్డ్ లేజర్ (532 nm)ని ఉపయోగించి రామన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీని ప్రదర్శించారు.
MNCలలో ఐరన్ ఆక్సైడ్ యొక్క అయస్కాంత సంతృప్తతను కొలవడానికి వైబ్రేటింగ్ మాగ్నెటోమీటర్ లేదా VSM (లేక్ షోర్ 7400 సిరీస్) ఉపయోగించబడింది.సుమారు 8 kOe యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం ఉపయోగించబడింది మరియు 200 పాయింట్లు పొందబడ్డాయి.
అధిశోషణ ప్రయోగాలలో MNCల సామర్థ్యాన్ని అధిశోషకాలుగా అధ్యయనం చేస్తున్నప్పుడు, కాటినిక్ డై మిథైలీన్ బ్లూ (MB) ఉపయోగించబడింది.MNC లు (20 mg) 5-20 mg/L50 పరిధిలో ప్రామాణిక సాంద్రతలతో మిథిలిన్ బ్లూ యొక్క సజల ద్రావణం యొక్క 20 ml కు జోడించబడ్డాయి.పరిష్కారం యొక్క pH అధ్యయనం అంతటా 7 యొక్క తటస్థ pH వద్ద సెట్ చేయబడింది.రోటరీ షేకర్ (ల్యాబ్ కంపానియన్: SI-300R)పై 150 rpm మరియు 303.15 K వద్ద పరిష్కారం యాంత్రికంగా కదిలించబడింది.MNCలు అయస్కాంతం ఉపయోగించి వేరు చేయబడతాయి.శోషణ ప్రయోగానికి ముందు మరియు తరువాత MB ద్రావణం యొక్క ఏకాగ్రతను గమనించడానికి UV-కనిపించే స్పెక్ట్రోఫోటోమీటర్ (వేరియన్ క్యారీ 50 UV-Vis స్పెక్ట్రోఫోటోమీటర్) ఉపయోగించండి మరియు గరిష్ట తరంగదైర్ఘ్యం 664 nm వద్ద మిథైలీన్ బ్లూ స్టాండర్డ్ కర్వ్‌ను చూడండి.ప్రయోగం మూడుసార్లు పునరావృతమైంది మరియు సగటు విలువ ఇవ్వబడింది.పరిష్కారం నుండి MG యొక్క తొలగింపు సమతౌల్య qe వద్ద శోషించబడిన MC మొత్తం మరియు తొలగింపు శాతం యొక్క సాధారణ సమీకరణాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించబడుతుంది.
అన్ని MNCల కోసం 293.15 K. mg స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత వద్ద MG ద్రావణాల యొక్క వివిధ సాంద్రతలు (5-20 mg/l) మరియు 20 mg యాడ్సోర్బెంట్‌ను కదిలించడంతో అధిశోషణం ఐసోథర్మ్‌పై ప్రయోగాలు కూడా జరిగాయి.
ఇనుము మరియు అయస్కాంత కార్బన్ గత కొన్ని దశాబ్దాలుగా విస్తృతంగా అధ్యయనం చేయబడ్డాయి.ఈ కార్బన్-ఆధారిత అయస్కాంత పదార్థాలు వాటి అద్భుతమైన విద్యుదయస్కాంత లక్షణాల కారణంగా పెరుగుతున్న దృష్టిని ఆకర్షిస్తాయి, ఇది వివిధ సంభావ్య సాంకేతిక అనువర్తనాలకు దారితీస్తుంది, ప్రధానంగా విద్యుత్ ఉపకరణాలు మరియు నీటి చికిత్సలో.ఈ అధ్యయనంలో, మైక్రోవేవ్ డిశ్చార్జ్‌ని ఉపయోగించి ముడి పామాయిల్‌లో హైడ్రోకార్బన్‌లను పగులగొట్టడం ద్వారా నానోకార్బన్‌లు సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి.సంశ్లేషణ వివిధ సమయాల్లో, 10 నుండి 20 నిమిషాల వరకు, పూర్వగామి మరియు ఉత్ప్రేరకం యొక్క స్థిర నిష్పత్తిలో (5:1) లోహ కరెంట్ కలెక్టర్ (ట్విస్టెడ్ SS) మరియు పాక్షికంగా జడ (అవాంఛనీయమైన గాలిని నత్రజనితో ప్రక్షాళన చేయడం) ద్వారా నిర్వహించబడింది. ప్రయోగం ప్రారంభం).సప్లిమెంటరీ ఫిగ్. 2aలో చూపిన విధంగా, ఫలితంగా ఏర్పడే కార్బోనేషియస్ నిక్షేపాలు నల్లటి ఘన పొడి రూపంలో ఉంటాయి.అవక్షేపిత కార్బన్ దిగుబడులు వరుసగా 10 నిమిషాలు, 15 నిమిషాలు మరియు 20 నిమిషాల సంశ్లేషణ సమయాల్లో సుమారు 5.57%, 8.21% మరియు 11.67%.ఈ దృష్టాంతంలో ఎక్కువ కాలం సంశ్లేషణ సమయాలు అధిక దిగుబడికి దోహదపడతాయని సూచిస్తున్నాయి51-తక్కువ దిగుబడి, చాలావరకు తక్కువ ప్రతిచర్య సమయాలు మరియు తక్కువ ఉత్ప్రేరక చర్య కారణంగా.
ఇంతలో, పొందిన నానోకార్బన్‌ల కోసం సంశ్లేషణ ఉష్ణోగ్రత మరియు సమయానికి సంబంధించిన ప్లాట్‌ను అనుబంధ మూర్తి 2 బిలో సూచించవచ్చు.MNC10, MNC15 మరియు MNC20లకు అత్యధిక ఉష్ణోగ్రతలు వరుసగా 190.9°C, 434.5°C మరియు 472°C.ప్రతి వక్రరేఖకు, ఒక ఏటవాలు వాలు చూడవచ్చు, ఇది మెటల్ ఆర్క్ సమయంలో ఉత్పన్నమయ్యే వేడి కారణంగా రియాక్టర్ లోపల ఉష్ణోగ్రతలో స్థిరమైన పెరుగుదలను సూచిస్తుంది.ఇది MNC10, MNC15 మరియు MNC20కి వరుసగా 0–2 నిమిషాలు, 0–5 నిమిషాలు మరియు 0–8 నిమిషాల్లో చూడవచ్చు.ఒక నిర్దిష్ట బిందువుకు చేరుకున్న తర్వాత, వాలు అత్యధిక ఉష్ణోగ్రతకు కొనసాగుతుంది మరియు వాలు మితంగా మారుతుంది.
MNC నమూనాల ఉపరితల స్థలాకృతిని పరిశీలించడానికి ఫీల్డ్ ఎమిషన్ స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (FESEM) ఉపయోగించబడింది.అంజీర్లో చూపిన విధంగా.1, అయస్కాంత నానోకార్బన్‌లు వేరే సంశ్లేషణ సమయంలో కొద్దిగా భిన్నమైన పదనిర్మాణ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి.అంజీర్‌లో FESEM MNC10 యొక్క చిత్రాలు.1a,b అధిక ఉపరితల ఉద్రిక్తత కారణంగా కార్బన్ గోళాల నిర్మాణం చిక్కుకున్న మరియు జతచేయబడిన సూక్ష్మ- మరియు నానోస్పియర్‌లను కలిగి ఉంటుందని చూపిస్తుంది.అదే సమయంలో, వాన్ డెర్ వాల్స్ శక్తుల ఉనికి కార్బన్ గోళాల సముదాయానికి దారితీస్తుంది.సంశ్లేషణ సమయం పెరుగుదల ఫలితంగా చిన్న పరిమాణాలు మరియు ఎక్కువ పగుళ్ల ప్రతిచర్యల కారణంగా గోళాల సంఖ్య పెరిగింది.అంజీర్ న.MNC15 దాదాపు ఖచ్చితమైన గోళాకార ఆకారాన్ని కలిగి ఉందని 1c చూపిస్తుంది.అయినప్పటికీ, సమగ్ర గోళాలు ఇప్పటికీ మెసోపోర్‌లను ఏర్పరుస్తాయి, ఇవి తర్వాత మిథైలీన్ బ్లూ శోషణకు మంచి సైట్‌లుగా మారతాయి.Fig. 1dలో 15,000 రెట్లు అధిక మాగ్నిఫికేషన్ వద్ద మరింత కార్బన్ గోళాలు 20.38 nm సగటు పరిమాణంతో సంగ్రహించబడినట్లు చూడవచ్చు.
7000 మరియు 15000 రెట్లు మాగ్నిఫికేషన్ వద్ద 10 నిమిషాలు (a, b), 15 min (c, d) మరియు 20 min (e-g) తర్వాత సంశ్లేషణ చేయబడిన నానోకార్బన్‌ల FESEM చిత్రాలు.
అంజీర్ న.1e-g MNC20 అయస్కాంత కార్బన్ ఉపరితలంపై చిన్న గోళాలతో రంధ్రాల అభివృద్ధిని వర్ణిస్తుంది మరియు మాగ్నెటిక్ యాక్టివేటెడ్ కార్బన్ యొక్క పదనిర్మాణాన్ని తిరిగి సమీకరించింది.వివిధ వ్యాసాలు మరియు వెడల్పుల రంధ్రాలు యాదృచ్ఛికంగా అయస్కాంత కార్బన్ ఉపరితలంపై ఉంటాయి.అందువల్ల, MNC20 BET విశ్లేషణ ద్వారా చూపిన విధంగా ఎక్కువ ఉపరితల వైశాల్యం మరియు రంధ్ర పరిమాణాన్ని ఎందుకు చూపిందో ఇది వివరించవచ్చు, ఎందుకంటే ఇతర సింథటిక్ సమయాల్లో కంటే దాని ఉపరితలంపై ఎక్కువ రంధ్రాలు ఏర్పడతాయి.15,000 రెట్లు అధిక మాగ్నిఫికేషన్‌తో తీసిన మైక్రోగ్రాఫ్‌లు అంజీర్ 1gలో చూపిన విధంగా అసమాన కణ పరిమాణాలు మరియు క్రమరహిత ఆకృతులను చూపించాయి.వృద్ధి సమయాన్ని 20 నిమిషాలకు పెంచినప్పుడు, మరింత సమూహ గోళాలు ఏర్పడ్డాయి.
ఆసక్తికరమైన విషయం ఏమిటంటే, అదే ప్రాంతంలో వక్రీకృత కార్బన్ రేకులు కూడా కనుగొనబడ్డాయి.గోళాల యొక్క వ్యాసం 5.18 నుండి 96.36 nm వరకు మారుతూ ఉంటుంది.ఈ నిర్మాణం అవకలన న్యూక్లియేషన్ సంభవించడం వల్ల కావచ్చు, ఇది అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు మైక్రోవేవ్‌ల ద్వారా సులభతరం చేయబడుతుంది.సిద్ధం చేయబడిన MNCల యొక్క లెక్కించబడిన గోళ పరిమాణం MNC10కి సగటున 20.38 nm, MNC15కి 24.80 nm మరియు MNC20కి 31.04 nm.గోళాల పరిమాణం పంపిణీ అనుబంధ అంజీర్‌లో చూపబడింది.3.
సప్లిమెంటరీ ఫిగర్ 4 వరుసగా MNC10, MNC15 మరియు MNC20 యొక్క EDS స్పెక్ట్రా మరియు మౌళిక కూర్పు సారాంశాలను చూపుతుంది.స్పెక్ట్రా ప్రకారం, ప్రతి నానోకార్బన్ వేర్వేరు మొత్తంలో C, O మరియు Fe కలిగి ఉన్నట్లు గుర్తించబడింది.అదనపు సంశ్లేషణ సమయంలో సంభవించే వివిధ ఆక్సీకరణ మరియు క్రాకింగ్ ప్రతిచర్యల కారణంగా ఇది జరుగుతుంది.కార్బన్ పూర్వగామి, ముడి పామాయిల్ నుండి పెద్ద మొత్తంలో సి వస్తుందని నమ్ముతారు.ఇంతలో, O యొక్క తక్కువ శాతం సంశ్లేషణ సమయంలో ఆక్సీకరణ ప్రక్రియ కారణంగా ఉంటుంది.అదే సమయంలో, ఫెర్రోసిన్ కుళ్ళిన తర్వాత నానోకార్బన్ ఉపరితలంపై జమ చేసిన ఐరన్ ఆక్సైడ్‌కు Fe ఆపాదించబడింది.అదనంగా, అనుబంధ మూర్తి 5a-c MNC10, MNC15 మరియు MNC20 మూలకాల యొక్క మ్యాపింగ్‌ను చూపుతుంది.ప్రాథమిక మ్యాపింగ్ ఆధారంగా, MNC ఉపరితలంపై Fe బాగా పంపిణీ చేయబడిందని గమనించబడింది.
నైట్రోజన్ అధిశోషణం-నిర్జలీకరణ విశ్లేషణ అనేది శోషణ విధానం మరియు పదార్థం యొక్క పోరస్ నిర్మాణం గురించి సమాచారాన్ని అందిస్తుంది.MNC BET ఉపరితలం యొక్క N2 అధిశోషణం ఐసోథెర్మ్‌లు మరియు గ్రాఫ్‌లు అంజీర్‌లో చూపబడ్డాయి.2. FESEM చిత్రాల ఆధారంగా, శోషణ ప్రవర్తన అగ్రిగేషన్ కారణంగా మైక్రోపోరస్ మరియు మెసోపోరస్ నిర్మాణాల కలయికను ప్రదర్శిస్తుందని భావిస్తున్నారు.అయితే, అంజీర్ 2లోని గ్రాఫ్, యాడ్సోర్బెంట్ రకం IV ఐసోథర్మ్ మరియు IUPAC55 రకం H2 హిస్టెరిసిస్ లూప్‌ను పోలి ఉంటుందని చూపిస్తుంది.ఈ రకమైన ఐసోథర్మ్ తరచుగా మెసోపోరస్ పదార్థాల మాదిరిగానే ఉంటుంది.మెసోపోర్స్ యొక్క అధిశోషణ ప్రవర్తన సాధారణంగా ఘనీభవించిన పదార్థం యొక్క అణువులతో శోషణ-శోషణ ప్రతిచర్యల పరస్పర చర్య ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.S-ఆకారపు లేదా S-ఆకారపు అధిశోషణం ఐసోథెర్మ్‌లు సాధారణంగా సింగిల్-లేయర్-మల్టీలేయర్ అధిశోషణం వల్ల సంభవిస్తాయి, దీని తర్వాత ఒక దృగ్విషయం తర్వాత స్థూల ద్రవం యొక్క సంతృప్త పీడనం కంటే తక్కువ ఒత్తిడిలో రంధ్రాలలో వాయువు ద్రవ దశలోకి ఘనీభవిస్తుంది, దీనిని పోర్ కండెన్సేషన్ 56 అని పిలుస్తారు. రంధ్రాలలో కేశనాళిక సంక్షేపణం 0.50 కంటే ఎక్కువ సాపేక్ష ఒత్తిడి (p/po) వద్ద సంభవిస్తుంది.ఇంతలో, సంక్లిష్ట రంధ్ర నిర్మాణం H2-రకం హిస్టెరిసిస్‌ను ప్రదర్శిస్తుంది, ఇది రంధ్రాల యొక్క ఇరుకైన శ్రేణిలో రంధ్రాల ప్లగ్గింగ్ లేదా లీకేజీకి ఆపాదించబడింది.
BET పరీక్షల నుండి పొందిన ఉపరితలం యొక్క భౌతిక పారామితులు టేబుల్ 1లో చూపబడ్డాయి. పెరుగుతున్న సంశ్లేషణ సమయంతో BET ఉపరితల వైశాల్యం మరియు మొత్తం రంధ్రాల పరిమాణం గణనీయంగా పెరిగింది.MNC10, MNC15 మరియు MNC20 యొక్క సగటు రంధ్రాల పరిమాణాలు వరుసగా 7.2779 nm, 7.6275 nm మరియు 7.8223 nm.IUPAC సిఫార్సుల ప్రకారం, ఈ ఇంటర్మీడియట్ రంధ్రాలను మెసోపోరస్ పదార్థాలుగా వర్గీకరించవచ్చు.మెసోపోరస్ నిర్మాణం MNC57 ద్వారా మిథిలీన్ నీలిని మరింత సులభంగా పారగమ్యంగా మరియు శోషించగలిగేలా చేస్తుంది.గరిష్ట సంశ్లేషణ సమయం (MNC20) అత్యధిక ఉపరితల వైశాల్యాన్ని చూపించింది, తర్వాత MNC15 మరియు MNC10 ఉన్నాయి.ఎక్కువ సర్ఫ్యాక్టెంట్ సైట్‌లు అందుబాటులో ఉన్నందున అధిక BET ఉపరితల వైశాల్యం అధిశోషణ పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది.
సంశ్లేషణ చేయబడిన MNCల యొక్క ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ నమూనాలు అంజీర్ 3లో చూపబడ్డాయి. అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, ఫెర్రోసిన్ కూడా పగుళ్లు మరియు ఐరన్ ఆక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.అంజీర్ న.3a MNC10 యొక్క XRD నమూనాను చూపుతుంది.ఇది 2θ, 43.0° మరియు 62.32° వద్ద రెండు శిఖరాలను చూపుతుంది, ఇవి ɣ-Fe2O3 (JCPDS #39–1346)కి కేటాయించబడ్డాయి.అదే సమయంలో, Fe3O4 2θ: 35.27° వద్ద వడకట్టిన శిఖరాన్ని కలిగి ఉంటుంది.మరోవైపు, Fig. 3bలోని MHC15 డిఫ్రాక్షన్ నమూనాలో కొత్త శిఖరాలను చూపుతుంది, ఇవి ఉష్ణోగ్రత మరియు సంశ్లేషణ సమయం పెరుగుదలతో ఎక్కువగా సంబంధం కలిగి ఉంటాయి.2θ: 26.202° శిఖరం తక్కువ తీవ్రతతో ఉన్నప్పటికీ, డిఫ్రాక్షన్ నమూనా గ్రాఫైట్ JCPDS ఫైల్ (JCPDS #75–1621)కి అనుగుణంగా ఉంటుంది, ఇది నానోకార్బన్‌లో గ్రాఫైట్ స్ఫటికాల ఉనికిని సూచిస్తుంది.ఈ శిఖరం MNC10లో లేదు, బహుశా సంశ్లేషణ సమయంలో తక్కువ ఆర్క్ ఉష్ణోగ్రత కారణంగా ఉండవచ్చు.2θ వద్ద మూడు సమయ శిఖరాలు ఉన్నాయి: 30.082°, 35.502°, 57.422° Fe3O4కి ఆపాదించబడింది.ఇది 2θ: 43.102° మరియు 62.632° వద్ద ɣ-Fe2O3 ఉనికిని సూచించే రెండు శిఖరాలను కూడా చూపుతుంది.అంజీర్ 3cలో చూపిన విధంగా 20 నిమిషాలు (MNC20) సంశ్లేషణ చేయబడిన MNC కోసం, MNK15లో ఇదే విధమైన విక్షేపణ నమూనాను గమనించవచ్చు.26.382° వద్ద ఉన్న గ్రాఫికల్ శిఖరాన్ని MNC20లో కూడా చూడవచ్చు.2θ వద్ద చూపబడిన మూడు పదునైన శిఖరాలు: 30.102°, 35.612°, 57.402° Fe3O4 కోసం.అదనంగా, ε-Fe2O3 యొక్క ఉనికి 2θ: 42.972° మరియు 62.61 వద్ద చూపబడింది.ఫలితంగా వచ్చే MNCలలో ఐరన్ ఆక్సైడ్ సమ్మేళనాల ఉనికి భవిష్యత్తులో మిథిలీన్ బ్లూను శోషించే సామర్థ్యంపై సానుకూల ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.
MNC మరియు CPO నమూనాలలోని రసాయన బాండ్ లక్షణాలు అనుబంధ మూర్తి 6లోని FTIR ప్రతిబింబ స్పెక్ట్రా నుండి నిర్ణయించబడ్డాయి. ప్రారంభంలో, ముడి పామాయిల్ యొక్క ఆరు ముఖ్యమైన శిఖరాలు అనుబంధ పట్టిక 1లో వివరించిన విధంగా నాలుగు వేర్వేరు రసాయన భాగాలను సూచిస్తాయి. CPOలో గుర్తించబడిన ప్రాథమిక శిఖరాలు 2913.81 cm-1, 2840 cm-1 మరియు 1463.34 cm-1, ఇవి ఆల్కనేస్ మరియు ఇతర అలిఫాటిక్ CH2 లేదా CH3 సమూహాల యొక్క CH స్ట్రెచింగ్ వైబ్రేషన్‌లను సూచిస్తాయి.గుర్తించబడిన పీక్ ఫారెస్టర్లు 1740.85 cm-1 మరియు 1160.83 cm-1.1740.85 cm-1 వద్ద ఉన్న శిఖరం ట్రైగ్లిజరైడ్ ఫంక్షనల్ గ్రూప్ యొక్క ఈస్టర్ కార్బొనిల్ ద్వారా విస్తరించబడిన C=O బంధం.ఇంతలో, 1160.83 cm-1 వద్ద ఉన్న శిఖరం విస్తరించిన CO58.59 ఈస్టర్ సమూహం యొక్క ముద్ర.ఇంతలో, 813.54 cm-1 వద్ద ఉన్న శిఖరం ఆల్కేన్ సమూహం యొక్క ముద్ర.
అందువల్ల, సంశ్లేషణ సమయం పెరిగినందున ముడి పామాయిల్‌లో కొన్ని శోషణ శిఖరాలు అదృశ్యమయ్యాయి.2913.81 cm-1 మరియు 2840 cm-1 వద్ద ఉన్న శిఖరాలను MNC10లో ఇప్పటికీ గమనించవచ్చు, అయితే MNC15 మరియు MNC20లలో ఆక్సీకరణం కారణంగా శిఖరాలు అదృశ్యమవుతాయి.ఇంతలో, మాగ్నెటిక్ నానోకార్బన్‌ల యొక్క FTIR విశ్లేషణ MNC10-20 యొక్క ఐదు వేర్వేరు ఫంక్షనల్ గ్రూపులను సూచించే కొత్తగా ఏర్పడిన శోషణ శిఖరాలను వెల్లడించింది.ఈ శిఖరాలు అనుబంధ పట్టిక 1లో కూడా జాబితా చేయబడ్డాయి. 2325.91 cm-1 వద్ద ఉన్న శిఖరం CH360 అలిఫాటిక్ సమూహం యొక్క అసమాన CH స్ట్రెచ్.1463.34-1443.47 cm-1 వద్ద ఉన్న శిఖరం పామాయిల్ వంటి అలిఫాటిక్ సమూహాల యొక్క CH2 మరియు CH వంపుని చూపుతుంది, అయితే కాలక్రమేణా శిఖరం తగ్గడం ప్రారంభమవుతుంది.813.54–875.35 cm–1 వద్ద ఉన్న శిఖరం సుగంధ CH-ఆల్కేన్ సమూహం యొక్క ముద్ర.
ఇంతలో, 2101.74 cm-1 మరియు 1589.18 cm-1 వద్ద ఉన్న శిఖరాలు వరుసగా C=C ఆల్కైన్ మరియు సుగంధ వలయాలను ఏర్పరుస్తున్న CC 61 బంధాలను సూచిస్తాయి.1695.15 cm-1 వద్ద ఉన్న చిన్న శిఖరం కార్బొనిల్ సమూహం నుండి ఉచిత కొవ్వు ఆమ్లం యొక్క C=O బంధాన్ని చూపుతుంది.ఇది సంశ్లేషణ సమయంలో CPO కార్బొనిల్ మరియు ఫెర్రోసిన్ నుండి పొందబడుతుంది.539.04 నుండి 588.48 cm-1 పరిధిలో కొత్తగా ఏర్పడిన శిఖరాలు ఫెర్రోసిన్ యొక్క Fe-O వైబ్రేషనల్ బాండ్‌కు చెందినవి.సప్లిమెంటరీ ఫిగర్ 4లో చూపిన శిఖరాల ఆధారంగా, సంశ్లేషణ సమయం అనేక శిఖరాలను తగ్గిస్తుంది మరియు అయస్కాంత నానోకార్బన్‌లలో తిరిగి బంధాన్ని కలిగిస్తుందని చూడవచ్చు.
514 nm తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన ఇన్సిడెంట్ లేజర్‌ని ఉపయోగించి సంశ్లేషణ యొక్క వివిధ సమయాల్లో పొందిన మాగ్నెటిక్ నానోకార్బన్‌ల యొక్క రామన్ స్కాటరింగ్ యొక్క స్పెక్ట్రోస్కోపిక్ విశ్లేషణ మూర్తి 4లో చూపబడింది. MNC10, MNC15 మరియు MNC20 యొక్క అన్ని స్పెక్ట్రాలు తక్కువ sp3 ​​కార్బన్‌లతో అనుబంధించబడిన రెండు తీవ్రమైన బ్యాండ్‌లను కలిగి ఉంటాయి. కార్బన్ జాతుల sp262 వైబ్రేషనల్ మోడ్‌లలో లోపాలతో నానోగ్రాఫైట్ స్ఫటికాలలో కనుగొనబడింది.1333-1354 cm-1 ప్రాంతంలో ఉన్న మొదటి శిఖరం, D బ్యాండ్‌ను సూచిస్తుంది, ఇది ఆదర్శ గ్రాఫైట్‌కు అననుకూలమైనది మరియు నిర్మాణ రుగ్మత మరియు ఇతర మలినాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది63,64.1537–1595 cm-1 చుట్టూ ఉన్న రెండవ అతి ముఖ్యమైన శిఖరం విమానంలో బాండ్ స్ట్రెచింగ్ లేదా స్ఫటికాకార మరియు ఆర్డర్ చేసిన గ్రాఫైట్ రూపాల నుండి ఉద్భవించింది.అయినప్పటికీ, గ్రాఫైట్ G బ్యాండ్‌తో పోలిస్తే గరిష్ట స్థాయి సుమారు 10 cm-1 వరకు మారింది, MNCలు తక్కువ షీట్ స్టాకింగ్ ఆర్డర్ మరియు లోపభూయిష్ట నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉన్నాయని సూచిస్తున్నాయి.స్ఫటికాలు మరియు గ్రాఫైట్ నమూనాల స్వచ్ఛతను అంచనా వేయడానికి D మరియు G బ్యాండ్‌ల (ID/IG) సాపేక్ష తీవ్రతలు ఉపయోగించబడతాయి.రామన్ స్పెక్ట్రోస్కోపిక్ విశ్లేషణ ప్రకారం, అన్ని MNCలు ID/IG విలువలను 0.98–0.99 పరిధిలో కలిగి ఉన్నాయి, ఇది Sp3 హైబ్రిడైజేషన్ కారణంగా నిర్మాణ లోపాలను సూచిస్తుంది.ఈ పరిస్థితి XPA స్పెక్ట్రాలో తక్కువ తీవ్రత 2θ శిఖరాల ఉనికిని వివరిస్తుంది: MNK15కి 26.20° మరియు MNK20కి 26.28°, అంజీర్ 4లో చూపిన విధంగా, JCPDS ఫైల్‌లోని గ్రాఫైట్ పీక్‌కు కేటాయించబడింది.ఈ పనిలో పొందిన ID/IG MNC నిష్పత్తులు ఇతర అయస్కాంత నానోకార్బన్‌ల పరిధిలో ఉంటాయి, ఉదాహరణకు, హైడ్రోథర్మల్ పద్ధతికి 0.85–1.03 మరియు పైరోలైటిక్ పద్ధతికి 0.78–0.9665.66.అందువల్ల, ఈ నిష్పత్తి ప్రస్తుత సింథటిక్ పద్ధతిని విస్తృతంగా ఉపయోగించవచ్చని సూచిస్తుంది.
MNCల యొక్క అయస్కాంత లక్షణాలు వైబ్రేటింగ్ మాగ్నెటోమీటర్ ఉపయోగించి విశ్లేషించబడ్డాయి.ఫలితంగా హిస్టెరిసిస్ Fig.5 లో చూపబడింది.నియమం ప్రకారం, MNCలు సంశ్లేషణ సమయంలో ఫెర్రోసిన్ నుండి తమ అయస్కాంతత్వాన్ని పొందుతాయి.ఈ అదనపు అయస్కాంత లక్షణాలు భవిష్యత్తులో నానోకార్బన్‌ల శోషణ సామర్థ్యాన్ని పెంచవచ్చు.మూర్తి 5లో చూపిన విధంగా, నమూనాలను సూపర్ పారా అయస్కాంత పదార్థాలుగా గుర్తించవచ్చు.వహాజుద్దీన్ & అరోరా67 ప్రకారం, బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేసినప్పుడు నమూనా సంతృప్త మాగ్నెటైజేషన్ (MS)కి అయస్కాంతీకరించబడటం సూపర్ పారా అయస్కాంత స్థితి.తరువాత, అవశేష అయస్కాంత పరస్పర చర్యలు ఇకపై నమూనాలలో కనిపించవు67.సంశ్లేషణ సమయంతో సంతృప్త అయస్కాంతీకరణ పెరగడం గమనార్హం.ఆసక్తికరంగా, MNC15 అత్యధిక అయస్కాంత సంతృప్తతను కలిగి ఉంది, ఎందుకంటే బలమైన అయస్కాంత నిర్మాణం (మాగ్నెటైజేషన్) బాహ్య అయస్కాంతం సమక్షంలో సరైన సంశ్లేషణ సమయం ద్వారా సంభవించవచ్చు.ɣ-Fe2O వంటి ఇతర ఐరన్ ఆక్సైడ్‌లతో పోలిస్తే ఇది మెరుగైన అయస్కాంత లక్షణాలను కలిగి ఉన్న Fe3O4 ఉనికి వల్ల కావచ్చు.MNCల యూనిట్ ద్రవ్యరాశికి సంతృప్త శోషణ క్షణం యొక్క క్రమం MNC15>MNC10>MNC20.పొందిన అయస్కాంత పారామితులు పట్టికలో ఇవ్వబడ్డాయి.2.
అయస్కాంత విభజనలో సంప్రదాయ అయస్కాంతాలను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు అయస్కాంత సంతృప్తత యొక్క కనిష్ట విలువ సుమారు 16.3 emu g-1.జల వాతావరణంలో రంగులు వంటి కలుషితాలను తొలగించే MNCల సామర్థ్యం మరియు MNCల తొలగింపు సౌలభ్యం పొందిన నానోకార్బన్‌లకు అదనపు కారకాలుగా మారాయి.LSM యొక్క అయస్కాంత సంతృప్తత ఎక్కువగా పరిగణించబడుతుందని అధ్యయనాలు సూచిస్తున్నాయి.అందువల్ల, అన్ని నమూనాలు అయస్కాంత విభజన ప్రక్రియకు సరిపోయే దానికంటే ఎక్కువ అయస్కాంత సంతృప్త విలువలను చేరుకున్నాయి.
ఇటీవల, మెటల్ స్ట్రిప్స్ లేదా వైర్లు మైక్రోవేవ్ ఫ్యూజన్ ప్రక్రియలలో ఉత్ప్రేరకాలు లేదా విద్యుద్వాహకాలుగా దృష్టిని ఆకర్షించాయి.లోహాల మైక్రోవేవ్ ప్రతిచర్యలు రియాక్టర్ లోపల అధిక ఉష్ణోగ్రతలు లేదా ప్రతిచర్యలకు కారణమవుతాయి.ఈ అధ్యయనం చిట్కా మరియు కండిషన్డ్ (కాయిల్డ్) స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ వైర్ మైక్రోవేవ్ డిశ్చార్జ్ మరియు మెటల్ హీటింగ్‌ను సులభతరం చేస్తుందని పేర్కొంది.స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ కొన వద్ద కరుకుదనాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఉపరితల ఛార్జ్ సాంద్రత మరియు బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క అధిక విలువలకు దారితీస్తుంది.ఛార్జ్ తగినంత గతిశక్తిని పొందినప్పుడు, చార్జ్ చేయబడిన కణాలు స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ నుండి దూకుతాయి, దీని వలన పర్యావరణం అయనీకరణం చెందుతుంది, ఉత్సర్గ లేదా స్పార్క్ ఉత్పత్తి అవుతుంది 68 .అధిక ఉష్ణోగ్రత హాట్ స్పాట్‌లతో కూడిన ద్రావణ పగుళ్ల ప్రతిచర్యలకు మెటల్ డిశ్చార్జ్ గణనీయమైన సహకారం అందిస్తుంది.సప్లిమెంటరీ ఫిగ్. 2bలోని ఉష్ణోగ్రత పటం ప్రకారం, ఉష్ణోగ్రత వేగంగా పెరుగుతుంది, ఇది బలమైన ఉత్సర్గ దృగ్విషయంతో పాటు అధిక-ఉష్ణోగ్రత హాట్ స్పాట్‌ల ఉనికిని సూచిస్తుంది.
ఈ సందర్భంలో, థర్మల్ ఎఫెక్ట్ గమనించబడుతుంది, ఎందుకంటే బలహీనంగా బంధించబడిన ఎలక్ట్రాన్లు ఉపరితలంపై మరియు tip69పై కదులుతాయి మరియు కేంద్రీకరిస్తాయి.స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ గాయమైనప్పుడు, ద్రావణంలో ఉన్న మెటల్ యొక్క పెద్ద ఉపరితల వైశాల్యం పదార్థం యొక్క ఉపరితలంపై ఎడ్డీ ప్రవాహాలను ప్రేరేపించడంలో సహాయపడుతుంది మరియు తాపన ప్రభావాన్ని నిర్వహిస్తుంది.ఈ పరిస్థితి CPO మరియు ఫెర్రోసిన్ మరియు ఫెర్రోసిన్ యొక్క పొడవైన కార్బన్ గొలుసులను విడదీయడానికి ప్రభావవంతంగా సహాయపడుతుంది.సప్లిమెంటరీ ఫిగ్. 2bలో చూపినట్లుగా, స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత రేటు ద్రావణంలో ఏకరీతి తాపన ప్రభావం గమనించబడుతుందని సూచిస్తుంది.
MNCల ఏర్పాటుకు ప్రతిపాదిత మెకానిజం అనుబంధ మూర్తి 7లో చూపబడింది. CPO మరియు ఫెర్రోసిన్ యొక్క పొడవైన కార్బన్ గొలుసులు అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద పగలడం ప్రారంభిస్తాయి.FESEM MNC1070 ఇమేజ్‌లో గ్లోబుల్స్ అని పిలువబడే కార్బన్ పూర్వగాములుగా మారే స్ప్లిట్ హైడ్రోకార్బన్‌లను ఏర్పరచడానికి చమురు విచ్ఛిన్నమవుతుంది.వాతావరణ పరిస్థితులలో పర్యావరణం మరియు పీడనం 71 యొక్క శక్తి కారణంగా.అదే సమయంలో, ఫెర్రోసిన్ కూడా పగుళ్లు ఏర్పడుతుంది, Fe పై నిక్షిప్తం చేయబడిన కార్బన్ అణువుల నుండి ఉత్ప్రేరకం ఏర్పడుతుంది.అప్పుడు వేగవంతమైన న్యూక్లియేషన్ ఏర్పడుతుంది మరియు కార్బన్ కోర్ ఆక్సీకరణం చెంది కోర్ పైన నిరాకార మరియు గ్రాఫిటిక్ కార్బన్ పొరను ఏర్పరుస్తుంది.సమయం పెరిగేకొద్దీ, గోళం యొక్క పరిమాణం మరింత ఖచ్చితమైన మరియు ఏకరీతిగా మారుతుంది.అదే సమయంలో, ఇప్పటికే ఉన్న వాన్ డెర్ వాల్స్ దళాలు కూడా గోళాల సముదాయానికి దారితీస్తాయి52.Fe3O4 మరియు ɣ-Fe2O3కి Fe అయాన్‌లను తగ్గించే సమయంలో (X-ray దశ విశ్లేషణ ప్రకారం), నానోకార్బన్‌ల ఉపరితలంపై వివిధ రకాల ఐరన్ ఆక్సైడ్‌లు ఏర్పడతాయి, ఇది అయస్కాంత నానోకార్బన్‌ల ఏర్పాటుకు దారితీస్తుంది.అనుబంధ గణాంకాలు 5a-cలో చూపిన విధంగా, MNC ఉపరితలంపై Fe అణువులు బలంగా పంపిణీ చేయబడిందని EDS మ్యాపింగ్ చూపించింది.
వ్యత్యాసం ఏమిటంటే, 20 నిమిషాల సంశ్లేషణ సమయంలో, కార్బన్ అగ్రిగేషన్ జరుగుతుంది.ఇది MNCల ఉపరితలంపై పెద్ద రంధ్రాలను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది MNCలను ఆక్టివేటెడ్ కార్బన్‌గా పరిగణించవచ్చని సూచిస్తుంది, అంజీర్ 1e-gలోని FESEM చిత్రాలలో చూపబడింది.రంధ్ర పరిమాణాలలో ఈ వ్యత్యాసం ఫెర్రోసిన్ నుండి ఐరన్ ఆక్సైడ్ యొక్క సహకారంతో సంబంధం కలిగి ఉండవచ్చు.అదే సమయంలో, చేరుకున్న అధిక ఉష్ణోగ్రత కారణంగా, వైకల్య ప్రమాణాలు ఉన్నాయి.అయస్కాంత నానోకార్బన్‌లు వేర్వేరు సంశ్లేషణ సమయాల్లో విభిన్న స్వరూపాలను ప్రదర్శిస్తాయి.నానోకార్బన్‌లు తక్కువ సంశ్లేషణ సమయాలతో గోళాకార ఆకారాలను ఏర్పరుస్తాయి.అదే సమయంలో, రంధ్రాలు మరియు ప్రమాణాలు సాధించబడతాయి, అయినప్పటికీ సంశ్లేషణ సమయంలో వ్యత్యాసం 5 నిమిషాల్లో మాత్రమే ఉంటుంది.
అయస్కాంత నానోకార్బన్లు జల వాతావరణం నుండి కాలుష్య కారకాలను తొలగించగలవు.ఈ పనిలో పొందిన నానోకార్బన్‌లను యాడ్సోర్బెంట్‌లుగా ఉపయోగించడం కోసం వాటిని ఉపయోగించిన తర్వాత సులభంగా తొలగించగల సామర్థ్యం అదనపు అంశం.అయస్కాంత నానోకార్బన్‌ల శోషణ లక్షణాలను అధ్యయనం చేయడంలో, ఎటువంటి pH సర్దుబాటు లేకుండా 30°C వద్ద మిథైలీన్ బ్లూ (MB) సొల్యూషన్‌లను డీకోలరైజ్ చేసే MNCల సామర్థ్యాన్ని మేము పరిశోధించాము.25-40 °C ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో కార్బన్ శోషక పనితీరు MC తొలగింపును నిర్ణయించడంలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషించదని అనేక అధ్యయనాలు నిర్ధారించాయి.విపరీతమైన pH విలువలు ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తున్నప్పటికీ, ఉపరితల క్రియాత్మక సమూహాలపై ఛార్జీలు ఏర్పడతాయి, ఇది యాడ్సోర్బేట్-అడ్సోర్బెంట్ ఇంటరాక్షన్ యొక్క అంతరాయానికి దారితీస్తుంది మరియు అధిశోషణాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది.అందువల్ల, ఈ పరిస్థితులను మరియు సాధారణ మురుగునీటి శుద్ధి అవసరాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుని ఈ అధ్యయనంలో పై పరిస్థితులు ఎంపిక చేయబడ్డాయి.
ఈ పనిలో, వివిధ ప్రామాణిక ప్రారంభ సాంద్రతలతో (5-20 ppm) మిథిలీన్ బ్లూ యొక్క 20 ml సజల ద్రావణంలో 20 ml MNCలను జోడించడం ద్వారా ఒక బ్యాచ్ శోషణ ప్రయోగం జరిగింది.MNC10, MNC15 మరియు MNC20తో చికిత్సకు ముందు మరియు తర్వాత మిథైలీన్ బ్లూ సొల్యూషన్‌ల యొక్క వివిధ సాంద్రతల (5-20 ppm) స్థితిని అనుబంధ మూర్తి 8 చూపిస్తుంది.వివిధ MNCలను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, MB పరిష్కారాల రంగు స్థాయి తగ్గింది.ఆసక్తికరంగా, MNC20 5 ppm సాంద్రత వద్ద MB పరిష్కారాలను సులభంగా రంగు మార్చినట్లు కనుగొనబడింది.ఇంతలో, MNC20 ఇతర MNCలతో పోలిస్తే MB సొల్యూషన్ యొక్క రంగు స్థాయిని కూడా తగ్గించింది.MNC10-20 యొక్క UV కనిపించే స్పెక్ట్రం అనుబంధ మూర్తి 9లో చూపబడింది. అదే సమయంలో, తొలగింపు రేటు మరియు అధిశోషణం సమాచారం వరుసగా మూర్తి 9. 6 మరియు టేబుల్ 3లో చూపబడ్డాయి.
664 nm మరియు 600 nm వద్ద బలమైన మిథైలీన్ నీలం శిఖరాలను కనుగొనవచ్చు.నియమం ప్రకారం, MG ద్రావణం యొక్క ప్రారంభ ఏకాగ్రత తగ్గడంతో శిఖరం యొక్క తీవ్రత క్రమంగా తగ్గుతుంది.అదనపు అంజీర్‌లో 9a MNC10తో చికిత్స చేసిన తర్వాత వివిధ సాంద్రతల యొక్క MB పరిష్కారాల యొక్క UV-కనిపించే స్పెక్ట్రాను చూపుతుంది, ఇది శిఖరాల తీవ్రతను కొద్దిగా మార్చింది.మరోవైపు, MNC15 మరియు MNC20తో చికిత్స తర్వాత MB పరిష్కారాల శోషణ శిఖరాలు గణనీయంగా తగ్గాయి, అనుబంధ గణాంకాలు 9b మరియు cలో చూపిన విధంగా.MG ద్రావణం యొక్క ఏకాగ్రత తగ్గుతున్నందున ఈ మార్పులు స్పష్టంగా కనిపిస్తాయి.అయినప్పటికీ, మూడు అయస్కాంత కార్బన్‌లు సాధించిన స్పెక్ట్రల్ మార్పులు మిథైలీన్ బ్లూ డైని తొలగించడానికి సరిపోతాయి.
టేబుల్ 3 ఆధారంగా, MC శోషించబడిన మొత్తం మరియు MC శోషించబడిన శాతం ఫలితాలు అంజీర్ 3. 6లో చూపబడ్డాయి. అన్ని MNCల కోసం అధిక ప్రారంభ సాంద్రతలను ఉపయోగించడంతో MG యొక్క అధిశోషణం పెరిగింది.ఇంతలో, ప్రారంభ ఏకాగ్రత పెరిగినప్పుడు అధిశోషణం శాతం లేదా MB తొలగింపు రేటు (MBR) వ్యతిరేక ధోరణిని చూపించింది.తక్కువ ప్రారంభ MC సాంద్రతలలో, ఖాళీ చేయని క్రియాశీల సైట్‌లు శోషక ఉపరితలంపై ఉంటాయి.రంగు ఏకాగ్రత పెరిగేకొద్దీ, డై అణువుల శోషణ కోసం అందుబాటులో లేని క్రియాశీల సైట్‌ల సంఖ్య తగ్గుతుంది.ఈ పరిస్థితులలో బయోసోర్ప్షన్ యొక్క క్రియాశీల సైట్‌ల సంతృప్తత సాధించబడుతుందని ఇతరులు నిర్ధారించారు.
దురదృష్టవశాత్తు MNC10 కోసం, MBR 10 ppm MB ద్రావణం తర్వాత పెరిగింది మరియు తగ్గింది.అదే సమయంలో, MGలో చాలా చిన్న భాగం మాత్రమే శోషించబడుతుంది.MNC10 శోషణకు 10 ppm సరైన సాంద్రత అని ఇది సూచిస్తుంది.ఈ పనిలో అధ్యయనం చేసిన అన్ని MNCల కోసం, అధిశోషణ సామర్థ్యాల క్రమం క్రింది విధంగా ఉంది: MNC20 > MNC15 > MNC10, సగటు విలువలు 10.36 mg/g, 6.85 mg/g మరియు 0.71 mg/g, MG రేట్ల సగటు తొలగింపు. 87, 79%, 62.26% మరియు 5.75%.అందువలన, MNC20 సంశ్లేషణ చేయబడిన అయస్కాంత నానోకార్బన్‌లలో అత్యుత్తమ శోషణ లక్షణాలను ప్రదర్శించింది, శోషణ సామర్థ్యం మరియు UV-కనిపించే స్పెక్ట్రమ్‌ను పరిగణనలోకి తీసుకుంటుంది.MWCNT మాగ్నెటిక్ కాంపోజిట్ (11.86 mg/g) మరియు హాలోసైట్ నానోట్యూబ్-మాగ్నెటిక్ Fe3O4 నానోపార్టికల్స్ (18.44 mg/g) వంటి ఇతర అయస్కాంత నానోకార్బన్‌లతో పోలిస్తే అధిశోషణ సామర్థ్యం తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, ఈ అధ్యయనానికి ఉద్దీపన అదనపు ఉపయోగం అవసరం లేదు.రసాయనాలు ఉత్ప్రేరకాలుగా పనిచేస్తాయి.శుభ్రమైన మరియు సాధ్యమయ్యే సింథటిక్ పద్ధతులను అందించడం73,74.
MNCల యొక్క SBET విలువలు చూపినట్లుగా, అధిక నిర్దిష్ట ఉపరితలం MB పరిష్కారం యొక్క శోషణ కోసం మరింత క్రియాశీల సైట్‌లను అందిస్తుంది.ఇది సింథటిక్ నానోకార్బన్‌ల యొక్క ప్రాథమిక లక్షణాలలో ఒకటిగా మారుతోంది.అదే సమయంలో, MNCల యొక్క చిన్న పరిమాణం కారణంగా, సంశ్లేషణ సమయం తక్కువ మరియు ఆమోదయోగ్యమైనది, ఇది వాగ్దానం చేసే adsorbents75 యొక్క ప్రధాన లక్షణాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.సాంప్రదాయిక సహజ యాడ్సోర్బెంట్‌లతో పోలిస్తే, సంశ్లేషణ చేయబడిన MNCలు అయస్కాంతపరంగా సంతృప్తమవుతాయి మరియు బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క చర్యలో పరిష్కారం నుండి సులభంగా తొలగించబడతాయి.అందువలన, మొత్తం చికిత్స ప్రక్రియకు అవసరమైన సమయం తగ్గుతుంది.
శోషణ ప్రక్రియను అర్థం చేసుకోవడానికి మరియు సమతౌల్య స్థితికి చేరుకున్నప్పుడు ద్రవ మరియు ఘన దశల మధ్య శోషణ విభజన ఎలా ఉంటుందో ప్రదర్శించడానికి అధిశోషణ ఐసోథర్మ్‌లు చాలా అవసరం.Langmuir మరియు Freundlich సమీకరణాలు స్టాండర్డ్ ఐసోథర్మ్ సమీకరణాలుగా ఉపయోగించబడతాయి, ఇవి మూర్తి 7లో చూపిన విధంగా అధిశోషణం యొక్క యంత్రాంగాన్ని వివరిస్తాయి. లాంగ్‌ముయిర్ మోడల్ యాడ్సోర్బెంట్ యొక్క బయటి ఉపరితలంపై ఒకే యాడ్సోర్బేట్ పొర ఏర్పడటాన్ని బాగా చూపుతుంది.ఐసోథెర్మ్‌లు సజాతీయ శోషణ ఉపరితలాలుగా ఉత్తమంగా వర్ణించబడ్డాయి.అదే సమయంలో, ఫ్రూండ్లిచ్ ఐసోథర్మ్ అనేక యాడ్సోర్బెంట్ ప్రాంతాల భాగస్వామ్యాన్ని మరియు యాడ్సోర్బేట్‌ను అసమాన ఉపరితలంపై నొక్కడంలో అధిశోషణ శక్తిని ఉత్తమంగా పేర్కొంది.
MNC10, MNC15 మరియు MNC20 కోసం లాంగ్‌ముయిర్ ఐసోథర్మ్ (a-c) మరియు ఫ్రూండ్‌లిచ్ ఐసోథర్మ్ (d-f) కోసం మోడల్ ఐసోథర్మ్.
తక్కువ ద్రావణ సాంద్రతలలో అధిశోషణం ఐసోథర్మ్‌లు సాధారణంగా సరళంగా ఉంటాయి.లాంగ్‌ముయిర్ ఐసోథర్మ్ మోడల్ యొక్క సరళ ప్రాతినిధ్యం సమీకరణంలో వ్యక్తీకరించబడుతుంది.1 అధిశోషణం పారామితులను నిర్ణయించండి.
KL (l/mg) అనేది Langmuir స్థిరాంకం, ఇది MNCకి MB యొక్క బంధన అనుబంధాన్ని సూచిస్తుంది.ఇంతలో, qmax అనేది గరిష్ట శోషణ సామర్థ్యం (mg/g), qe అనేది MC (mg/g) యొక్క శోషక సాంద్రత మరియు Ce అనేది MC ద్రావణం యొక్క సమతౌల్య సాంద్రత.ఫ్రూండ్లిచ్ ఐసోథర్మ్ మోడల్ యొక్క సరళ వ్యక్తీకరణను ఈ క్రింది విధంగా వర్ణించవచ్చు: