پام کے تیل کو سبز پیشگی کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، گندے پانی کے علاج کے لیے مائکروویو اوون کا استعمال کرتے ہوئے مقناطیسی نینو کاربن کی آرک ترکیب۔

Nature.com پر جانے کا شکریہ۔آپ محدود سی ایس ایس سپورٹ کے ساتھ براؤزر کا ورژن استعمال کر رہے ہیں۔بہترین تجربے کے لیے، ہم تجویز کرتے ہیں کہ آپ ایک اپ ڈیٹ شدہ براؤزر استعمال کریں (یا انٹرنیٹ ایکسپلورر میں مطابقت موڈ کو غیر فعال کریں)۔اس کے علاوہ، جاری تعاون کو یقینی بنانے کے لیے، ہم سائٹ کو بغیر اسٹائل اور جاوا اسکرپٹ کے دکھاتے ہیں۔
ایک ساتھ تین سلائیڈوں کا ایک carousel دکھاتا ہے۔ایک وقت میں تین سلائیڈوں سے گزرنے کے لیے پچھلے اور اگلے بٹنوں کا استعمال کریں، یا ایک وقت میں تین سلائیڈوں سے گزرنے کے لیے آخر میں سلائیڈر بٹن استعمال کریں۔
مائکروویو تابکاری سے خارج ہونے والی دھاتوں کا وجود متنازعہ ہے کیونکہ دھاتیں آسانی سے جلتی ہیں۔لیکن دلچسپ بات یہ ہے کہ محققین نے پایا کہ آرک ڈسچارج رجحان انووں کو تقسیم کرکے نینو میٹریلز کی ترکیب کے لیے ایک امید افزا راستہ پیش کرتا ہے۔یہ مطالعہ ایک قدمی لیکن سستی مصنوعی طریقہ تیار کر رہا ہے جو خام پام آئل کو مقناطیسی نینو کاربن (MNC) میں تبدیل کرنے کے لیے مائکروویو ہیٹنگ اور الیکٹرک آرک کو یکجا کرتا ہے، جسے پام آئل کی پیداوار کے لیے ایک نیا متبادل سمجھا جا سکتا ہے۔اس میں جزوی طور پر غیر فعال حالتوں میں مستقل طور پر زخم والے سٹینلیس سٹیل کے تار (ڈائی الیکٹرک میڈیم) اور فیروسین (اتپریرک) کے ساتھ ایک میڈیم کی ترکیب شامل ہے۔یہ طریقہ مختلف ترکیب اوقات (10-20 منٹ) کے ساتھ درجہ حرارت کی حد میں 190.9 سے 472.0 ° C تک گرم کرنے کے لیے کامیابی کے ساتھ دکھایا گیا ہے۔تازہ طور پر تیار کردہ MNCs نے 20.38–31.04 nm کے اوسط سائز کے ساتھ دائرے دکھائے، ایک میسوپورس ڈھانچہ (SBET: 14.83–151.95 m2/g) اور فکسڈ کاربن کا زیادہ مواد (52.79–71.24 wt.%)، نیز D اور G بینڈز (ID/g) 0.98–0.99۔FTIR سپیکٹرم (522.29–588.48 cm–1) میں نئی ​​چوٹیوں کی تشکیل فیروسین میں FeO مرکبات کی موجودگی کے حق میں گواہی دیتی ہے۔میگنیٹومیٹر فیرو میگنیٹک مواد میں ہائی میگنیٹائزیشن سیچوریشن (22.32–26.84 emu/g) دکھاتے ہیں۔گندے پانی کے علاج میں MNCs کے استعمال کو 5 سے 20 ppm تک مختلف ارتکاز پر میتھیلین بلیو (MB) جذب ٹیسٹ کا استعمال کرتے ہوئے ان کی جذب کرنے کی صلاحیت کا جائزہ لے کر ظاہر کیا گیا ہے۔ترکیب کے وقت (20 منٹ) میں حاصل کردہ MNCs نے دوسروں کے مقابلے میں سب سے زیادہ جذب کرنے کی کارکردگی (10.36 mg/g) ظاہر کی، اور MB ڈائی ہٹانے کی شرح 87.79% تھی۔لہذا، Langmuir قدریں Freundlich قدروں کے مقابلے پرامید نہیں ہیں، R2 تقریباً 0.80، 0.98 اور 0.99 MNCs کے لیے بالترتیب 10 منٹ (MNC10)، 15 منٹ (MNC15) اور 20 منٹ (MNC20) میں ترکیب شدہ ہے۔اس کے نتیجے میں، جذب کا نظام ایک متفاوت حالت میں ہے.لہذا، مائیکرو ویو آرسنگ CPO کو MNC میں تبدیل کرنے کا ایک امید افزا طریقہ پیش کرتا ہے، جو نقصان دہ رنگوں کو ہٹا سکتا ہے۔
مائیکرو ویو تابکاری برقی مقناطیسی شعبوں کے سالماتی تعامل کے ذریعے مواد کے اندرونی حصوں کو گرم کر سکتی ہے۔یہ مائکروویو ردعمل منفرد ہے کیونکہ یہ تیز رفتار اور یکساں تھرمل ردعمل کو فروغ دیتا ہے۔اس طرح، حرارتی عمل کو تیز کرنا اور کیمیائی رد عمل کو بڑھانا ممکن ہے۔ایک ہی وقت میں، کم ردعمل کے وقت کی وجہ سے، مائکروویو ردعمل بالآخر اعلی پاکیزگی اور اعلی پیداوار 3,4 کی مصنوعات پیدا کر سکتا ہے.اس کی حیرت انگیز خصوصیات کی وجہ سے، مائیکرو ویو تابکاری دلچسپ مائیکرو ویو ترکیبوں کی سہولت فراہم کرتی ہے جو بہت سے مطالعات میں استعمال ہوتے ہیں، بشمول کیمیائی رد عمل اور نینو میٹریلز 5,6 کی ترکیب۔حرارتی عمل کے دوران، میڈیم کے اندر قبول کنندہ کی ڈائی الیکٹرک خصوصیات فیصلہ کن کردار ادا کرتی ہیں، کیونکہ یہ درمیانے درجے میں ایک گرم جگہ بناتی ہے، جو مختلف شکلوں اور خصوصیات کے ساتھ نینو کاربن کی تشکیل کا باعث بنتی ہے۔Omoriyekomwan et al کا ایک مطالعہ۔چالو کاربن اور نائٹروجن8 کا استعمال کرتے ہوئے کھجور کی گٹھلی سے کھوکھلی کاربن نانوفائبرز کی پیداوار۔اس کے علاوہ، فو اور حامد نے 350 W9 مائیکرو ویو اوون میں آئل پام فائبر ایکٹیویٹڈ کاربن کی پیداوار کے لیے ایک اتپریرک کے استعمال کا تعین کیا۔لہٰذا، اسی طرح کے طریقہ کار کو خام پام آئل کو MNCs میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
مائکروویو تابکاری اور تیز کناروں، نقطوں یا ذیلی مائکروسکوپک بے قاعدگیوں والی دھاتوں کے درمیان ایک دلچسپ واقعہ دیکھا گیا ہے۔ان دونوں اشیاء کی موجودگی برقی قوس یا چنگاری سے متاثر ہوگی (جسے عام طور پر آرک ڈسچارج کہا جاتا ہے)11,12۔آرک زیادہ مقامی گرم مقامات کی تشکیل کو فروغ دے گا اور رد عمل کو متاثر کرے گا، اس طرح ماحول کی کیمیائی ساخت میں بہتری آئے گی۔اس خاص اور دلچسپ رجحان نے مختلف مطالعات کو اپنی طرف متوجہ کیا ہے جیسے کہ آلودگی کو ہٹانا 14,15، بائیو ماس ٹار کریکنگ16، مائکروویو اسسٹڈ پائرولیسس 17,18 اور مادی ترکیب 19,20,21۔
حال ہی میں، نینو کاربن جیسے کاربن نانوٹوبس، کاربن نینو اسپیئرز، اور تبدیل شدہ کم گرافین آکسائیڈ نے اپنی خصوصیات کی وجہ سے توجہ مبذول کی ہے۔یہ نینو کاربن بجلی پیدا کرنے سے لے کر پانی کو صاف کرنے یا آلودگی سے پاک کرنے تک کی ایپلی کیشنز کے لیے بڑی صلاحیت رکھتے ہیں۔اس کے علاوہ، بہترین کاربن خصوصیات کی ضرورت ہوتی ہے، لیکن ایک ہی وقت میں، اچھی مقناطیسی خصوصیات کی ضرورت ہوتی ہے.یہ ملٹی فنکشنل ایپلی کیشنز کے لیے بہت مفید ہے جس میں گندے پانی کے علاج میں دھاتی آئنوں اور رنگوں کی زیادہ جذب، بائیو ایندھن میں مقناطیسی ترمیم کرنے والے اور یہاں تک کہ اعلی کارکردگی والے مائیکرو ویو جذب کرنے والے 24,25,26,27,28 شامل ہیں۔ایک ہی وقت میں، ان کاربن کا ایک اور فائدہ ہے، جس میں نمونے کی فعال جگہ کی سطح کے رقبے میں اضافہ بھی شامل ہے۔
حالیہ برسوں میں، مقناطیسی نینو کاربن مواد پر تحقیق بڑھ رہی ہے۔عام طور پر، یہ مقناطیسی نینو کاربن ملٹی فنکشنل مواد ہوتے ہیں جن میں نانوائزڈ مقناطیسی مواد ہوتے ہیں جو بیرونی اتپریرک کے رد عمل کا سبب بن سکتے ہیں، جیسے کہ بیرونی الیکٹرو سٹیٹک یا متبادل مقناطیسی فیلڈز29۔ان کی مقناطیسی خصوصیات کی وجہ سے، مقناطیسی نینو کاربن کو متحرک اجزاء اور پیچیدہ ڈھانچے کی ایک وسیع رینج کے ساتھ یکجا کیا جا سکتا ہے۔دریں اثنا، مقناطیسی نینو کاربن (MNCs) پانی کے محلول سے آلودگی کو جذب کرنے میں بہترین کارکردگی دکھاتے ہیں۔اس کے علاوہ، MNCs میں بننے والے اعلی مخصوص سطح کے علاقے اور سوراخ جذب کرنے کی صلاحیت کو بڑھا سکتے ہیں۔مقناطیسی الگ کرنے والے MNCs کو انتہائی رد عمل والے حل سے الگ کر سکتے ہیں، انہیں ایک قابل عمل اور قابل انتظام sorbent32 میں تبدیل کر سکتے ہیں۔
کئی محققین نے ثابت کیا ہے کہ خام پام آئل 33,34 کا استعمال کرتے ہوئے اعلیٰ معیار کے نینو کاربن تیار کیے جا سکتے ہیں۔پام آئل، جسے سائنسی طور پر ایلیس گنینس کے نام سے جانا جاتا ہے، 202135 میں تقریباً 76.55 ملین ٹن کی پیداوار کے ساتھ ایک اہم خوردنی تیل سمجھا جاتا ہے۔ (سنگاپور مانیٹری اتھارٹی)۔سی پی او میں زیادہ تر ہائیڈرو کاربن ٹرائگلیسرائیڈز ہیں، ایک گلیسرائیڈ جو تین ٹرائگلیسرائیڈ ایسٹیٹ اجزاء اور ایک گلیسرول جزو36 پر مشتمل ہے۔ان ہائیڈرو کاربن کو ان کے بڑے کاربن مواد کی وجہ سے عام کیا جا سکتا ہے، جس سے وہ نینو کاربن کی پیداوار کے لیے ممکنہ سبز پیش خیمہ بن جاتے ہیں۔لٹریچر کے مطابق، CNT37,38,39,40، کاربن nanospheres33,41 اور graphene34,42,43 کو عام طور پر خام پام آئل یا خوردنی تیل کا استعمال کرتے ہوئے ترکیب کیا جاتا ہے۔ان نینو کاربن میں بجلی پیدا کرنے سے لے کر پانی صاف کرنے یا آلودگی سے پاک کرنے تک کی ایپلی کیشنز میں بڑی صلاحیت ہے۔
حرارتی ترکیب جیسے CVD38 یا pyrolysis33 پام آئل کے گلنے کا ایک سازگار طریقہ بن گیا ہے۔بدقسمتی سے، اس عمل میں زیادہ درجہ حرارت پیداواری لاگت کو بڑھاتا ہے۔ترجیحی مواد 44 تیار کرنے کے لیے طویل، تھکا دینے والے طریقہ کار اور صفائی کے طریقوں کی ضرورت ہوتی ہے۔تاہم، اعلی درجہ حرارت پر خام پام آئل کی اچھی استحکام کی وجہ سے جسمانی علیحدگی اور کریکنگ کی ضرورت ناقابل تردید ہے۔لہٰذا، خام پام آئل کو کاربونیسیئس مواد میں تبدیل کرنے کے لیے اب بھی زیادہ درجہ حرارت کی ضرورت ہے۔مائع قوس کو مقناطیسی نینو کاربن 46 کی ترکیب کے لیے بہترین صلاحیت اور نیا طریقہ سمجھا جا سکتا ہے۔یہ نقطہ نظر انتہائی پرجوش ریاستوں میں پیش رو اور حل کے لیے براہ راست توانائی فراہم کرتا ہے۔آرک ڈسچارج خام پام آئل میں کاربن بانڈز کو ٹوٹنے کا سبب بن سکتا ہے۔تاہم، استعمال شدہ الیکٹروڈ اسپیسنگ کو سخت تقاضوں کو پورا کرنے کی ضرورت پڑسکتی ہے، جو صنعتی پیمانے کو محدود کردے گا، اس لیے ایک موثر طریقہ تیار کرنے کی ضرورت ہے۔
ہمارے بہترین علم کے مطابق، نینو کاربن کی ترکیب کے لیے مائیکرو ویوز کا استعمال کرتے ہوئے آرک ڈسچارج پر تحقیق محدود ہے۔ایک ہی وقت میں، خام پام آئل کا پیش خیمہ کے طور پر استعمال کو پوری طرح سے دریافت نہیں کیا گیا ہے۔لہذا، اس مطالعہ کا مقصد خام پام آئل کے پیش خیمہ سے مقناطیسی نینو کاربن پیدا کرنے کے امکان کو تلاش کرنا ہے جو ایک الیکٹرک آرک کا استعمال کرتے ہوئے مائیکرو ویو اوون استعمال کرتے ہیں۔پام آئل کی کثرت کو نئی مصنوعات اور ایپلی کیشنز میں ظاہر کیا جانا چاہئے۔پام آئل ریفائننگ کے لیے یہ نیا طریقہ اقتصادی شعبے کو فروغ دینے میں مدد دے سکتا ہے اور پام آئل پیدا کرنے والوں کے لیے آمدنی کا ایک اور ذریعہ بن سکتا ہے، خاص طور پر چھوٹے کسانوں کے پام آئل کے باغات کو متاثر کیا جا سکتا ہے۔Ayompe et al. کے افریقی چھوٹے ہولڈرز کے مطالعے کے مطابق، چھوٹے ہولڈرز صرف اس صورت میں زیادہ پیسہ کماتے ہیں جب وہ تازہ پھلوں کے جھرمٹ کو خود پروسیس کریں اور درمیانی افراد کو فروخت کرنے کے بجائے خام پام آئل بیچیں، جو کہ ایک مہنگا اور تکلیف دہ کام ہے47۔ساتھ ہی، COVID-19 کی وجہ سے فیکٹریوں کی بندش میں اضافے نے پام آئل پر مبنی ایپلی کیشن مصنوعات کو متاثر کیا ہے۔دلچسپ بات یہ ہے کہ چونکہ زیادہ تر گھرانوں کو مائیکرو ویو اوون تک رسائی حاصل ہے اور اس مطالعے میں تجویز کردہ طریقہ کار کو قابل عمل اور سستی سمجھا جا سکتا ہے، اس لیے MNC کی پیداوار کو چھوٹے پیمانے پر پام آئل کے باغات کے متبادل کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے۔دریں اثنا، بڑے پیمانے پر، کمپنیاں بڑے ٹی این سی پیدا کرنے کے لیے بڑے ری ایکٹرز میں سرمایہ کاری کر سکتی ہیں۔
یہ مطالعہ بنیادی طور پر مختلف دورانیوں کے لیے ڈائی الیکٹرک میڈیم کے طور پر سٹینلیس سٹیل کا استعمال کرتے ہوئے ترکیب کے عمل کا احاطہ کرتا ہے۔مائیکرو ویوز اور نینو کاربن کا استعمال کرتے ہوئے زیادہ تر عام مطالعات 30 منٹ یا اس سے زیادہ 33,34 کے قابل قبول ترکیب کا وقت بتاتے ہیں۔ایک قابل رسائی اور قابل عمل عملی خیال کی حمایت کرنے کے لیے، اس مطالعہ کا مقصد اوسط سے کم ترکیب کے اوقات کے ساتھ MNCs حاصل کرنا تھا۔ایک ہی وقت میں، مطالعہ ٹیکنالوجی کی تیاری کی سطح 3 کی تصویر پینٹ کرتا ہے کیونکہ نظریہ لیبارٹری کے پیمانے پر ثابت اور لاگو ہوتا ہے۔بعد میں، نتیجے میں MNCs ان کی جسمانی، کیمیائی، اور مقناطیسی خصوصیات کی طرف سے خصوصیات تھے.اس کے بعد میتھیلین بلیو کو نتیجے میں آنے والی MNCs کی جذب کرنے کی صلاحیت کو ظاہر کرنے کے لیے استعمال کیا گیا۔
خام پام تیل اپاس بلونگ مل، سویت کنابالو Sdn سے حاصل کیا گیا تھا۔Bhd.، Tawau، اور ترکیب کے لیے کاربن پیشگی کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔اس صورت میں، 0.90 ملی میٹر کے قطر کے ساتھ ایک سٹینلیس سٹیل کی تار کو ڈائی الیکٹرک میڈیم کے طور پر استعمال کیا گیا تھا۔Sigma-Aldrich، USA سے حاصل کردہ Ferrocene (99%) کو اس کام میں ایک اتپریرک کے طور پر چنا گیا۔میتھیلین بلیو (بینڈوسن، 100 جی) کو مزید جذب کرنے کے تجربات کے لیے استعمال کیا گیا۔
اس مطالعہ میں، ایک گھریلو مائکروویو اوون (Panasonic: SAM-MG23K3513GK) کو مائکروویو ری ایکٹر میں تبدیل کیا گیا تھا۔مائیکرو ویو اوون کے اوپری حصے میں گیس کے داخلے اور آؤٹ لیٹ کے لیے تین سوراخ بنائے گئے تھے اور ایک تھرموکوپل۔تھرموکوپل پروبس کو سیرامک ​​ٹیوبوں سے موصل کیا گیا تھا اور حادثات کو روکنے کے لیے ہر تجربے کے لیے ایک ہی حالات میں رکھا گیا تھا۔دریں اثنا، نمونے اور ٹریچیا کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے تین سوراخ والے ڈھکن کے ساتھ بوروسیلیٹ شیشے کا ری ایکٹر استعمال کیا گیا۔مائیکرو ویو ری ایکٹر کے اسکیمیٹک ڈایاگرام کو ضمنی شکل 1 میں دیکھا جا سکتا ہے۔
خام پام آئل کو کاربن پیشگی کے طور پر اور فیروسین کو ایک اتپریرک کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، مقناطیسی نینو کاربن کی ترکیب کی گئی۔فیروسین کیٹالسٹ کے وزن کے حساب سے تقریباً 5% سلوری کیٹالسٹ طریقہ سے تیار کیا گیا تھا۔فیروسین کو 20 ملی لیٹر خام پام آئل کے ساتھ 60 آر پی ایم پر 30 منٹ تک ملایا گیا۔اس کے بعد اس مرکب کو ایلومینا کروسیبل میں منتقل کیا گیا، اور 30 ​​سینٹی میٹر طویل سٹینلیس سٹیل کے تار کو جوڑ کر کروسیبل کے اندر عمودی طور پر رکھا گیا۔ایلومینا کروسیبل کو شیشے کے ری ایکٹر میں رکھیں اور اسے مائیکرو ویو اوون کے اندر مہر بند شیشے کے ڈھکن کے ساتھ محفوظ طریقے سے محفوظ کریں۔چیمبر سے ناپسندیدہ ہوا کو ہٹانے کے لیے رد عمل کے آغاز سے 5 منٹ قبل نائٹروجن کو چیمبر میں اڑا دیا گیا تھا۔مائکروویو پاور کو بڑھا کر 800W کر دیا گیا ہے کیونکہ یہ زیادہ سے زیادہ مائکروویو پاور ہے جو اچھی آرک اسٹارٹ کو برقرار رکھ سکتی ہے۔لہذا، یہ مصنوعی ردعمل کے لئے سازگار حالات کی تخلیق میں حصہ لے سکتا ہے.ایک ہی وقت میں، یہ مائکروویو فیوژن ری ایکشن 48,49 کے لیے واٹس میں وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والی پاور رینج بھی ہے۔ردعمل کے دوران مرکب کو 10، 15 یا 20 منٹ تک گرم کیا گیا۔رد عمل کی تکمیل کے بعد، ری ایکٹر اور مائکروویو کو قدرتی طور پر کمرے کے درجہ حرارت پر ٹھنڈا کر دیا گیا۔ایلومینا کروسیبل میں حتمی مصنوعہ ہیلیکل تاروں کے ساتھ ایک کالا رنگ تھا۔
کالے رنگ کو جمع کیا گیا اور باری باری ایتھنول، آئسوپروپینول (70٪) اور آست پانی سے دھویا گیا۔دھونے اور صفائی کے بعد، مصنوعات کو رات بھر 80 ° C پر روایتی تندور میں خشک کیا جاتا ہے تاکہ ناپسندیدہ نجاستوں کو بخارات سے نکالا جا سکے۔اس کے بعد مصنوعات کو خصوصیت کے لیے جمع کیا گیا۔MNC10، MNC15، اور MNC20 کے لیبل والے نمونے 10 منٹ، 15 منٹ، اور 20 منٹ کے لیے مقناطیسی نینو کاربن کی ترکیب کے لیے استعمال کیے گئے تھے۔
100 سے 150 kX میگنیفیکیشن پر فیلڈ ایمیشن سکیننگ الیکٹران مائکروسکوپ یا FESEM (Zeiss Auriga ماڈل) کے ساتھ MNC مورفولوجی کا مشاہدہ کریں۔ایک ہی وقت میں، عنصری ساخت کا تجزیہ توانائی سے منتشر ایکس رے سپیکٹروسکوپی (EDS) کے ذریعے کیا گیا۔EMF تجزیہ 2.8 ملی میٹر کے کام کے فاصلے اور 1 kV کے تیز رفتار وولٹیج پر کیا گیا تھا۔مخصوص سطح کے رقبہ اور MNC کے تاکنے کی قدروں کی پیمائش Brunauer-Emmett-Teller (BET) طریقہ سے کی گئی تھی، جس میں N2 کے 77 K پر جذب کرنے والے ڈیسورپشن آئسوتھرم بھی شامل ہیں۔ یہ تجزیہ ایک ماڈل سطحی رقبہ میٹر (مائکرومیرٹک ASAP 2020) کا استعمال کرتے ہوئے کیا گیا تھا۔ .
مقناطیسی نینو کاربن کی کرسٹل پن اور مرحلے کا تعین ایکس رے پاؤڈر ڈفریکشن یا XRD (Burker D8 Advance) سے λ = 0.154 nm پر کیا گیا تھا۔2° منٹ -1 کی اسکین کی شرح پر 2θ = 5 اور 85° کے درمیان ڈفریکٹوگرام ریکارڈ کیے گئے۔اس کے علاوہ، فوئیر ٹرانسفارم انفراریڈ سپیکٹروسکوپی (FTIR) کا استعمال کرتے ہوئے MNCs کے کیمیائی ڈھانچے کی چھان بین کی گئی۔تجزیہ پرکن ایلمر FTIR-اسپیکٹرم 400 کا استعمال کرتے ہوئے 4000 سے 400 cm-1 تک اسکین کی رفتار کے ساتھ کیا گیا۔مقناطیسی نینو کاربن کی ساختی خصوصیات کا مطالعہ کرتے ہوئے، رامان سپیکٹروسکوپی کو 100X مقصد کے ساتھ U-RAMAN سپیکٹروسکوپی میں نیوڈیمیم ڈوپڈ لیزر (532 nm) کا استعمال کرتے ہوئے انجام دیا گیا۔
MNCs میں آئرن آکسائیڈ کی مقناطیسی سنترپتی کی پیمائش کرنے کے لیے ایک ہلتا ​​ہوا میگنیٹومیٹر یا VSM (Lake Shore 7400 series) استعمال کیا گیا۔تقریباً 8 kOe کا مقناطیسی میدان استعمال کیا گیا اور 200 پوائنٹس حاصل کیے گئے۔
جذب تجربات میں جذب کرنے والے کے طور پر MNCs کی صلاحیت کا مطالعہ کرتے وقت، cationic dy methylene blue (MB) استعمال کیا جاتا تھا۔MNCs (20 mg) کو 5-20 mg/L50 کی حد میں معیاری ارتکاز کے ساتھ میتھیلین نیلے رنگ کے ایک آبی محلول کے 20 ملی لیٹر میں شامل کیا گیا۔پورے مطالعہ میں حل کا پی ایچ 7 کے غیر جانبدار پی ایچ پر مقرر کیا گیا تھا۔حل کو میکانکی طور پر 150 rpm اور 303.15 K پر روٹری شیکر (Lab Companion: SI-300R) پر ہلایا گیا۔MNCs کو پھر مقناطیس کا استعمال کرتے ہوئے الگ کیا جاتا ہے۔جذب کرنے کے تجربے سے پہلے اور بعد میں MB محلول کے ارتکاز کا مشاہدہ کرنے کے لیے UV-visible spectrophotometer (Varian Cary 50 UV-Vis Spectrophotometer) کا استعمال کریں، اور 664 nm کی زیادہ سے زیادہ طول موج پر میتھیلین بلیو معیاری وکر کا حوالہ دیں۔تجربہ تین بار دہرایا گیا اور اوسط قدر دی گئی۔محلول سے MG کو ہٹانے کا حساب عام مساوات کا استعمال کرتے ہوئے توازن qe پر جذب ہونے والے MC کی مقدار اور ہٹانے کا فیصد % کیا گیا۔
تمام MNCs کے لیے 293.15 K. mg کے مستقل درجہ حرارت پر مختلف ارتکاز (5–20 mg/l) MG محلول اور 20 mg adsorbent کی ہلچل کے ساتھ ادسورپشن isotherm پر تجربات بھی کیے گئے۔
لوہے اور مقناطیسی کاربن کا پچھلی چند دہائیوں میں بڑے پیمانے پر مطالعہ کیا گیا ہے۔یہ کاربن پر مبنی مقناطیسی مواد اپنی بہترین برقی مقناطیسی خصوصیات کی وجہ سے بڑھتی ہوئی توجہ مبذول کر رہے ہیں، جس کے نتیجے میں مختلف ممکنہ تکنیکی ایپلی کیشنز، خاص طور پر برقی آلات اور پانی کے علاج میں۔اس تحقیق میں، نینو کاربن کو خام پام آئل میں ہائیڈرو کاربن کو کریک کرکے مائکروویو ڈسچارج کا استعمال کرتے ہوئے ترکیب کیا گیا تھا۔یہ ترکیب مختلف اوقات میں، 10 سے 20 منٹ تک، پیشگی اور اتپریرک کے ایک مقررہ تناسب (5:1) پر، دھاتی کرنٹ کلیکٹر (مٹی ہوئی ایس ایس) اور جزوی طور پر غیر فعال (ناپسندیدہ ہوا کو نائٹروجن کے ساتھ صاف کیا گیا تھا۔ تجربے کا آغاز)۔نتیجے میں کاربوناس کے ذخائر ایک سیاہ ٹھوس پاؤڈر کی شکل میں ہوتے ہیں، جیسا کہ ضمنی شکل 2a میں دکھایا گیا ہے۔10 منٹ، 15 منٹ اور 20 منٹ کی ترکیب کے اوقات میں تیز کاربن کی پیداوار تقریباً 5.57%، 8.21%، اور 11.67% تھی۔اس منظر نامے سے پتہ چلتا ہے کہ لمبا ترکیب کا وقت زیادہ پیداوار میں حصہ ڈالتا ہے51—کم پیداوار، زیادہ تر ممکنہ طور پر رد عمل کے مختصر اوقات اور کم کیٹیلسٹ سرگرمی کی وجہ سے۔
دریں اثنا، حاصل شدہ نینو کاربن کے لیے وقت کے مقابلے میں ترکیب کے درجہ حرارت کے پلاٹ کا حوالہ ضمنی شکل 2b میں دیا جا سکتا ہے۔MNC10، MNC15 اور MNC20 کے لیے حاصل کردہ سب سے زیادہ درجہ حرارت بالترتیب 190.9°C، 434.5°C اور 472°C تھے۔ہر منحنی خطوط کے لیے، ایک کھڑی ڈھلوان دیکھی جا سکتی ہے، جو دھاتی قوس کے دوران پیدا ہونے والی گرمی کی وجہ سے ری ایکٹر کے اندر درجہ حرارت میں مسلسل اضافے کی نشاندہی کرتی ہے۔اسے MNC10، MNC15 اور MNC20 کے لیے بالترتیب 0–2 منٹ، 0–5 منٹ، اور 0–8 منٹ پر دیکھا جا سکتا ہے۔ایک خاص مقام تک پہنچنے کے بعد، ڈھلوان سب سے زیادہ درجہ حرارت پر منڈلانا جاری رکھتا ہے، اور ڈھلوان درمیانی ہو جاتی ہے۔
فیلڈ ایمیشن اسکیننگ الیکٹران مائیکروسکوپی (FESEM) کا استعمال MNC نمونوں کی سطحی ٹپوگرافی کا مشاہدہ کرنے کے لیے کیا گیا تھا۔جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔1، مقناطیسی نینو کاربن کی ترکیب کے مختلف وقت میں قدرے مختلف مورفولوجیکل ڈھانچہ ہوتا ہے۔انجیر میں FESEM MNC10 کی تصاویر۔1a،b ظاہر کرتا ہے کہ کاربن کے دائروں کی تشکیل اعلی سطحی تناؤ کی وجہ سے الجھے ہوئے اور منسلک مائکرو اور نانو اسپیئرز پر مشتمل ہوتی ہے۔ایک ہی وقت میں، وین ڈیر والز فورسز کی موجودگی کاربن کے کرہوں کے جمع ہونے کا باعث بنتی ہے۔ترکیب کے وقت میں اضافے کے نتیجے میں چھوٹے سائز اور کریکنگ ری ایکشنز کی وجہ سے کریکوں کی تعداد میں اضافہ ہوا۔انجیر پر۔1c ظاہر کرتا ہے کہ MNC15 کی تقریباً کامل کروی شکل ہے۔تاہم، مجموعی دائرے اب بھی میسوپورس بنا سکتے ہیں، جو بعد میں میتھیلین نیلے جذب کے لیے اچھی جگہیں بن سکتے ہیں۔تصویر 1d میں 15,000 گنا زیادہ میگنیفیکیشن پر 20.38 nm کے اوسط سائز کے ساتھ مزید کاربن اسفیئرز کو جمع دیکھا جا سکتا ہے۔
7000 اور 15000 بار میگنیفیکیشن پر 10 منٹ (a، b)، 15 منٹ (c، d) اور 20 منٹ (e-g) کے بعد ترکیب شدہ نینو کاربن کی FESEM تصاویر۔
انجیر پر۔1e–g MNC20 مقناطیسی کاربن کی سطح پر چھوٹے دائروں کے ساتھ چھیدوں کی نشوونما کو ظاہر کرتا ہے اور مقناطیسی متحرک کاربن53 کی شکل کو دوبارہ جوڑتا ہے۔مختلف قطروں اور چوڑائیوں کے سوراخ تصادفی طور پر مقناطیسی کاربن کی سطح پر واقع ہوتے ہیں۔لہذا، یہ وضاحت کر سکتا ہے کہ کیوں MNC20 نے زیادہ سطح کا رقبہ اور تاکنا حجم دکھایا جیسا کہ BET تجزیہ کے ذریعہ دکھایا گیا ہے، کیونکہ دوسرے مصنوعی اوقات کے مقابلے اس کی سطح پر زیادہ سوراخ بنتے ہیں۔15,000 بار کی اعلی میگنیفیکیشن پر لیے گئے مائیکرو گرافس میں غیر ہم جنس ذرات کے سائز اور فاسد شکلیں دکھائی گئیں، جیسا کہ تصویر 1 جی میں دکھایا گیا ہے۔جب نمو کا وقت بڑھا کر 20 منٹ کیا گیا تو مزید جمع دائرے بن گئے۔
دلچسپ بات یہ ہے کہ اسی علاقے میں مڑے ہوئے کاربن فلیکس بھی پائے گئے۔دائروں کا قطر 5.18 سے 96.36 nm تک مختلف تھا۔یہ تشکیل تفریق نیوکلیشن کی موجودگی کی وجہ سے ہو سکتی ہے، جسے اعلی درجہ حرارت اور مائیکرو ویوز کے ذریعے سہولت فراہم کی جاتی ہے۔تیار شدہ MNCs کے حسابی دائرے کا سائز MNC10 کے لیے اوسطاً 20.38 nm، MNC15 کے لیے 24.80 nm، اور MNC20 کے لیے 31.04 nm ہے۔دائروں کی سائز کی تقسیم کو ضمنی انجیر میں دکھایا گیا ہے۔3.
ضمنی شکل 4 بالترتیب MNC10، MNC15، اور MNC20 کے EDS سپیکٹرا اور عنصری ساخت کے خلاصے دکھاتا ہے۔سپیکٹرا کے مطابق، یہ نوٹ کیا گیا تھا کہ ہر نینو کاربن میں C، O، اور Fe کی مختلف مقدار ہوتی ہے۔یہ اضافی ترکیب کے وقت کے دوران ہونے والے مختلف آکسیکرن اور کریکنگ رد عمل کی وجہ سے ہے۔خیال کیا جاتا ہے کہ C کی ایک بڑی مقدار کاربن پیشگی خام پام آئل سے آتی ہے۔دریں اثنا، O کی کم فیصد ترکیب کے دوران آکسیکرن عمل کی وجہ سے ہے۔ایک ہی وقت میں، Fe کو فیروسین گلنے کے بعد نینو کاربن کی سطح پر جمع ہونے والے آئرن آکسائیڈ سے منسوب کیا جاتا ہے۔اس کے علاوہ، ضمنی شکل 5a–c MNC10، MNC15، اور MNC20 عناصر کی نقشہ سازی کو ظاہر کرتا ہے۔بنیادی نقشہ سازی کی بنیاد پر، یہ دیکھا گیا کہ Fe کو MNC کی سطح پر اچھی طرح سے تقسیم کیا گیا ہے۔
نائٹروجن ادسورپشن-ڈیسورپشن تجزیہ جذب کرنے کے طریقہ کار اور مواد کی غیر محفوظ ساخت کے بارے میں معلومات فراہم کرتا ہے۔N2 ادسورپشن isotherms اور MNC BET سطح کے گراف انجیر میں دکھائے گئے ہیں۔2. FESEM امیجز کی بنیاد پر، جذب کرنے والے رویے سے توقع کی جاتی ہے کہ جمع ہونے کی وجہ سے مائکرو پورس اور میسوپورس ڈھانچے کے امتزاج کی نمائش ہوگی۔تاہم، تصویر 2 کا گراف ظاہر کرتا ہے کہ جذب کرنے والا IUPAC55 کے ٹائپ IV آئسوتھرم اور ٹائپ H2 ہسٹریسیس لوپ سے ملتا جلتا ہے۔اس قسم کا آئسوتھرم اکثر میسوپورس مواد سے ملتا جلتا ہے۔میسوپورس کے جذب رویے کا تعین عام طور پر گاڑھا مادے کے مالیکیولز کے ساتھ جذب جذب کرنے والے رد عمل کے تعامل سے ہوتا ہے۔S-shaped یا S-shaped adsorption isotherms عام طور پر سنگل لیئر ملٹی لیئر ادسورپشن کی وجہ سے ہوتا ہے جس کے بعد ایک ایسا رجحان ہوتا ہے جس میں گیس بلک مائع کے سنترپتی دباؤ سے نیچے دباؤ پر سوراخوں میں مائع مرحلے میں گاڑھ جاتی ہے، جسے pore condensation 56 کہا جاتا ہے۔ چھیدوں میں کیپلیری گاڑھا ہونا 0.50 سے اوپر رشتہ دار دباؤ (p/po) پر ہوتا ہے۔دریں اثنا، پیچیدہ تاکنا ڈھانچہ H2 قسم کے ہسٹریسس کی نمائش کرتا ہے، جس کی وجہ سوراخوں کی ایک تنگ رینج میں پور پلگنگ یا رساو سے منسوب ہے۔
بی ای ٹی ٹیسٹوں سے حاصل کردہ سطح کے فزیکل پیرامیٹرز ٹیبل 1 میں دکھائے گئے ہیں۔ بی ای ٹی کی سطح کا رقبہ اور کل تاکنا حجم بڑھتے ہوئے ترکیب کے وقت کے ساتھ نمایاں طور پر بڑھ گئے۔MNC10، MNC15، اور MNC20 کے تاکنا کے اوسط سائز بالترتیب 7.2779 nm، 7.6275 nm، اور 7.8223 nm ہیں۔IUPAC کی سفارشات کے مطابق، ان انٹرمیڈیٹ pores کو mesoporous مواد کے طور پر درجہ بندی کیا جا سکتا ہے۔میسوپورس ڈھانچہ میتھیلین نیلے رنگ کو MNC57 کے ذریعے زیادہ آسانی سے پارگمی اور جذب کے قابل بنا سکتا ہے۔زیادہ سے زیادہ ترکیب وقت (MNC20) نے سب سے زیادہ سطح کا رقبہ دکھایا، اس کے بعد MNC15 اور MNC10۔اعلی بی ای ٹی سطحی رقبہ جذب کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے کیونکہ زیادہ سرفیکٹنٹ سائٹس دستیاب ہیں۔
ترکیب شدہ MNCs کے ایکس رے کے پھیلاؤ کے نمونے تصویر 3 میں دکھائے گئے ہیں۔ اعلی درجہ حرارت پر، فیروسین بھی ٹوٹ جاتا ہے اور آئرن آکسائیڈ بناتا ہے۔انجیر پر۔3a MNC10 کا XRD پیٹرن دکھاتا ہے۔یہ 2θ، 43.0° اور 62.32° پر دو چوٹیاں دکھاتا ہے، جو ɣ-Fe2O3 (JCPDS #39–1346) کو تفویض کیے گئے ہیں۔ایک ہی وقت میں، Fe3O4 2θ: 35.27° پر ایک کشیدہ چوٹی ہے۔دوسری طرف، تصویر 3b میں MHC15 کے پھیلاؤ کے پیٹرن میں نئی ​​چوٹیوں کو دکھایا گیا ہے، جو ممکنہ طور پر درجہ حرارت اور ترکیب کے وقت میں اضافے سے وابستہ ہیں۔اگرچہ 2θ: 26.202° چوٹی کم شدید ہے، لیکن پھیلاؤ پیٹرن گریفائٹ JCPDS فائل (JCPDS #75–1621) کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے، جو نینو کاربن کے اندر گریفائٹ کرسٹل کی موجودگی کی نشاندہی کرتا ہے۔یہ چوٹی MNC10 میں غائب ہے، ممکنہ طور پر ترکیب کے دوران کم آرک درجہ حرارت کی وجہ سے۔2θ پر تین وقت کی چوٹیاں ہیں: 30.082°، 35.502°، 57.422° Fe3O4 سے منسوب۔یہ 2θ: 43.102° اور 62.632° پر ɣ-Fe2O3 کی موجودگی کی نشاندہی کرنے والی دو چوٹیاں بھی دکھاتا ہے۔20 منٹ (MNC20) کے لیے ترکیب شدہ MNC کے لیے، جیسا کہ تصویر 3c میں دکھایا گیا ہے، MNK15 میں اسی طرح کے پھیلاؤ کا نمونہ دیکھا جا سکتا ہے۔26.382° پر گرافیکل چوٹی MNC20 میں بھی دیکھی جا سکتی ہے۔2θ پر دکھائی جانے والی تین تیز چوٹیاں: 30.102°, 35.612°, 57.402° Fe3O4 کے لیے ہیں۔اس کے علاوہ، ε-Fe2O3 کی موجودگی 2θ: 42.972° اور 62.61 پر دکھائی گئی ہے۔نتیجے میں MNCs میں آئرن آکسائیڈ مرکبات کی موجودگی مستقبل میں میتھیلین نیلے رنگ کو جذب کرنے کی صلاحیت پر مثبت اثر ڈال سکتی ہے۔
ایم این سی اور سی پی او کے نمونوں میں کیمیائی بانڈ کی خصوصیات کا تعین ضمنی شکل 6 میں FTIR عکاسی سپیکٹرا سے کیا گیا تھا۔ ابتدائی طور پر، خام پام آئل کی چھ اہم چوٹیاں چار مختلف کیمیائی اجزاء کی نمائندگی کرتی تھیں جیسا کہ ضمنی جدول 1 میں بیان کیا گیا ہے۔ CPO میں شناخت کی گئی بنیادی چوٹیاں 2913.81 سینٹی میٹر-1، 2840 سینٹی میٹر-1 اور 1463.34 سینٹی میٹر-1 ہیں، جو الکینز اور دیگر الیفاٹک CH2 یا CH3 گروپوں کی CH اسٹریچنگ وائبریشنز کا حوالہ دیتے ہیں۔شناخت شدہ چوٹی کے جنگلات 1740.85 cm-1 اور 1160.83 cm-1 ہیں۔1740.85 cm-1 کی چوٹی ایک C=O بانڈ ہے جسے ٹرائگلیسرائیڈ فنکشنل گروپ کے ایسٹر کاربونیل نے بڑھایا ہے۔دریں اثنا، 1160.83 cm-1 کی چوٹی توسیع شدہ CO58.59 ایسٹر گروپ کا نشان ہے۔دریں اثنا، 813.54 سینٹی میٹر-1 کی چوٹی الکین گروپ کا نشان ہے۔
لہذا، خام پام آئل میں جذب کی کچھ چوٹیاں ترکیب کے وقت میں اضافے کے ساتھ غائب ہوگئیں۔MNC10 میں 2913.81 cm-1 اور 2840 cm-1 کی چوٹیاں اب بھی دیکھی جا سکتی ہیں، لیکن یہ دلچسپ بات ہے کہ MNC15 اور MNC20 میں چوٹیاں آکسیڈیشن کی وجہ سے غائب ہو جاتی ہیں۔دریں اثنا، مقناطیسی نینو کاربن کے FTIR تجزیے سے MNC10-20 کے پانچ مختلف فنکشنل گروپس کی نمائندگی کرنے والی نو تشکیل شدہ جذب چوٹیوں کا انکشاف ہوا۔یہ چوٹیاں ضمنی جدول 1 میں بھی درج ہیں۔ 2325.91 cm-1 کی چوٹی CH360 aliphatic گروپ کا غیر متناسب CH اسٹریچ ہے۔1463.34-1443.47 cm-1 کی چوٹی CH2 اور CH الیفاٹک گروپس جیسے پام آئل کے موڑنے کو ظاہر کرتی ہے، لیکن چوٹی وقت کے ساتھ کم ہونا شروع ہو جاتی ہے۔813.54–875.35 cm–1 کی چوٹی خوشبودار CH-alkane گروپ کا نقش ہے۔
دریں اثنا، 2101.74 cm-1 اور 1589.18 cm-1 کی چوٹیاں CC 61 بانڈز کی نمائندگی کرتی ہیں جو بالترتیب C=C الکائن اور خوشبو دار حلقے بناتے ہیں۔1695.15 cm-1 پر ایک چھوٹی چوٹی کاربونیل گروپ سے مفت فیٹی ایسڈ کے C=O بانڈ کو ظاہر کرتی ہے۔یہ ترکیب کے دوران CPO کاربونیل اور فیروسین سے حاصل کیا جاتا ہے۔539.04 سے 588.48 سینٹی میٹر-1 کی رینج میں نئی ​​بننے والی چوٹیاں فیروسین کے Fe-O کمپن بانڈ سے تعلق رکھتی ہیں۔ضمنی شکل 4 میں دکھائی گئی چوٹیوں کی بنیاد پر، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ترکیب کا وقت مقناطیسی نینو کاربن میں کئی چوٹیوں اور دوبارہ بندھن کو کم کر سکتا ہے۔
514 nm کی طول موج کے ساتھ ایک واقعہ لیزر کا استعمال کرتے ہوئے ترکیب کے مختلف اوقات میں حاصل کردہ مقناطیسی نینو کاربن کے رمن بکھرنے کا سپیکٹروسکوپک تجزیہ تصویر 4 میں دکھایا گیا ہے۔ MNC10، MNC15 اور MNC20 کے تمام سپیکٹرا دو شدید بینڈوں پر مشتمل ہیں، جو عام طور پر کم sp3 کے ساتھ منسلک ہوتے ہیں۔ کاربن پرجاتیوں sp262 کے کمپن موڈ میں نقائص کے ساتھ نینو گرافائٹ کرسٹلائٹس میں پایا جاتا ہے۔پہلی چوٹی، جو 1333–1354 cm–1 کے علاقے میں واقع ہے، ڈی بینڈ کی نمائندگی کرتی ہے، جو کہ مثالی گریفائٹ کے لیے ناگوار ہے اور ساختی خرابی اور دیگر نجاستوں کے مساوی ہے63,64۔1537–1595 cm-1 کے ارد گرد دوسری سب سے اہم چوٹی جہاز کے اندر بانڈ کی کھینچنے یا کرسٹل لائن اور ترتیب شدہ گریفائٹ کی شکلوں سے پیدا ہوتی ہے۔تاہم، گریفائٹ جی بینڈ کے مقابلے میں چوٹی تقریباً 10 سینٹی میٹر -1 کی طرف منتقل ہوئی، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ MNCs میں شیٹ اسٹیکنگ کا کم آرڈر اور ایک خراب ڈھانچہ ہے۔D اور G بینڈز (ID/IG) کی نسبتی شدت کو کرسٹلائٹس اور گریفائٹ کے نمونوں کی پاکیزگی کا اندازہ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔رامن سپیکٹروسکوپک تجزیہ کے مطابق، تمام MNCs کی ID/IG قدریں 0.98–0.99 کی حد میں تھیں، جو Sp3 ہائبرڈائزیشن کی وجہ سے ساختی نقائص کی نشاندہی کرتی ہیں۔یہ صورتحال XPA سپیکٹرا میں کم شدید 2θ چوٹیوں کی موجودگی کی وضاحت کر سکتی ہے: MNK15 کے لیے 26.20° اور MNK20 کے لیے 26.28°، جیسا کہ تصویر 4 میں دکھایا گیا ہے، جو JCPDS فائل میں گریفائٹ چوٹی کو تفویض کیا گیا ہے۔اس کام میں حاصل کردہ ID/IG MNC تناسب دیگر مقناطیسی نینو کاربن کی حد میں ہیں، مثال کے طور پر، ہائیڈرو تھرمل طریقہ کے لیے 0.85–1.03 اور پائرولائٹک طریقہ کے لیے 0.78–0.9665.66۔لہذا، یہ تناسب اشارہ کرتا ہے کہ موجودہ مصنوعی طریقہ وسیع پیمانے پر استعمال کیا جا سکتا ہے.
MNCs کی مقناطیسی خصوصیات کا ایک کمپن میگنیٹومیٹر کا استعمال کرتے ہوئے تجزیہ کیا گیا۔نتیجے میں ہسٹریسس تصویر 5 میں دکھایا گیا ہے۔ایک اصول کے طور پر، MNCs ترکیب کے دوران فیروسین سے اپنی مقناطیسیت حاصل کرتی ہیں۔یہ اضافی مقناطیسی خصوصیات مستقبل میں نینو کاربن کی جذب کرنے کی صلاحیت کو بڑھا سکتی ہیں۔جیسا کہ شکل 5 میں دکھایا گیا ہے، نمونوں کی شناخت سپرپرماگنیٹک مواد کے طور پر کی جا سکتی ہے۔وہاج الدین اور ارورہ 67 کے مطابق، سپر پیرا میگنیٹک حالت یہ ہے کہ جب بیرونی مقناطیسی فیلڈ کا اطلاق ہوتا ہے تو نمونے کو سیچوریشن میگنیٹائزیشن (MS) میں میگنیٹائز کیا جاتا ہے۔بعد میں، بقایا مقناطیسی تعاملات اب نمونوں میں ظاہر نہیں ہوتے ہیں67۔یہ قابل ذکر ہے کہ سنترپتی میگنیٹائزیشن ترکیب کے وقت کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔دلچسپ بات یہ ہے کہ MNC15 میں سب سے زیادہ مقناطیسی سنترپتی ہے کیونکہ مضبوط مقناطیسی تشکیل (مقناطیسی) بیرونی مقناطیس کی موجودگی میں زیادہ سے زیادہ ترکیب وقت کی وجہ سے ہو سکتی ہے۔یہ Fe3O4 کی موجودگی کی وجہ سے ہو سکتا ہے، جس میں دیگر آئرن آکسائیڈ جیسے ɣ-Fe2O کے مقابلے میں بہتر مقناطیسی خصوصیات ہیں۔MNCs کے فی یونٹ بڑے پیمانے پر سنترپتی کے جذب لمحے کی ترتیب MNC15>MNC10>MNC20 ہے۔حاصل کردہ مقناطیسی پیرامیٹرز جدول میں دیے گئے ہیں۔2.
مقناطیسی علیحدگی میں روایتی میگنےٹ استعمال کرتے وقت مقناطیسی سنترپتی کی کم از کم قدر تقریباً 16.3 ایمو جی-1 ہے۔MNCs کی آبی ماحول میں رنگوں جیسے آلودگیوں کو دور کرنے کی صلاحیت اور MNCs کو ہٹانے میں آسانی حاصل شدہ نینو کاربن کے اضافی عوامل بن گئے ہیں۔مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ LSM کی مقناطیسی سنترپتی کو زیادہ سمجھا جاتا ہے۔اس طرح، تمام نمونے مقناطیسی علیحدگی کے طریقہ کار کے لیے کافی سے زیادہ مقناطیسی سنترپتی اقدار تک پہنچ گئے۔
حال ہی میں، مائیکرو ویو فیوژن کے عمل میں دھاتی پٹیوں یا تاروں نے اتپریرک یا ڈائی الیکٹرکس کے طور پر توجہ مبذول کی ہے۔دھاتوں کے مائیکرو ویو کے رد عمل ری ایکٹر کے اندر اعلی درجہ حرارت یا رد عمل کا سبب بنتے ہیں۔اس مطالعے کا دعویٰ ہے کہ نوک اور کنڈیشنڈ (کوائلڈ) سٹینلیس سٹیل کے تار مائکروویو خارج ہونے اور دھات کو گرم کرنے میں سہولت فراہم کرتے ہیں۔سٹینلیس سٹیل نے سرے پر کھردرا پن ظاہر کیا ہے، جو سطح کے چارج کی کثافت اور بیرونی برقی فیلڈ کی اعلی اقدار کی طرف لے جاتا ہے۔جب چارج نے کافی حرکی توانائی حاصل کرلی ہے، چارج شدہ ذرات سٹینلیس سٹیل سے باہر چھلانگ لگائیں گے، جس سے ماحول آئنائز ہو جائے گا، خارج ہونے والا مادہ یا چنگاری پیدا کرے گا۔دھاتی خارج ہونے والا مادہ اعلی درجہ حرارت کے گرم مقامات کے ساتھ حل کریکنگ ری ایکشنز میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔سپلیمنٹری تصویر 2b میں درجہ حرارت کے نقشے کے مطابق، درجہ حرارت تیزی سے بڑھتا ہے، جو کہ تیز خارج ہونے والے مادہ کے ساتھ اعلی درجہ حرارت کے گرم مقامات کی موجودگی کی نشاندہی کرتا ہے۔
اس صورت میں، ایک تھرمل اثر دیکھا جاتا ہے، کیونکہ کمزور طور پر جکڑے ہوئے الیکٹران سطح پر اور ٹپ69 پر حرکت اور توجہ مرکوز کر سکتے ہیں۔جب سٹینلیس سٹیل زخم ہو جاتا ہے تو، محلول میں دھات کی سطح کا بڑا حصہ مواد کی سطح پر ایڈی کرنٹ کو دلانے میں مدد کرتا ہے اور حرارتی اثر کو برقرار رکھتا ہے۔یہ حالت سی پی او اور فیروسین اور فیروسین کی لمبی کاربن زنجیروں کو توڑنے میں مؤثر طریقے سے مدد کرتی ہے۔جیسا کہ ضمنی شکل 2b میں دکھایا گیا ہے، درجہ حرارت کی مستقل شرح اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ محلول میں یکساں حرارتی اثر دیکھا گیا ہے۔
MNCs کی تشکیل کے لیے ایک مجوزہ طریقہ کار ضمنی شکل 7 میں دکھایا گیا ہے۔ CPO اور فیروسین کی لمبی کاربن زنجیریں اعلی درجہ حرارت پر ٹوٹنا شروع ہو جاتی ہیں۔تیل ٹوٹ کر سپلٹ ہائیڈرو کاربن بناتا ہے جو کاربن کا پیش خیمہ بن جاتا ہے جسے FESEM MNC1070 امیج میں گلوبیول کہا جاتا ہے۔ماحول کی توانائی اور ماحولیاتی حالات میں دباؤ 71 کی وجہ سے۔ایک ہی وقت میں، فیروسین بھی شگاف پڑتی ہے، جو Fe پر جمع کاربن ایٹموں سے ایک اتپریرک بناتی ہے۔اس کے بعد تیزی سے نیوکلیشن ہوتا ہے اور کاربن کور آکسائڈائز ہو کر کور کے اوپری حصے پر ایک بے ساختہ اور گرافیٹک کاربن کی تہہ بناتا ہے۔جیسے جیسے وقت بڑھتا ہے، کرہ کا سائز زیادہ درست اور یکساں ہوتا جاتا ہے۔ایک ہی وقت میں، موجودہ وین ڈیر والز فورسز بھی کرہوں کے جمع ہونے کا باعث بنتی ہیں۔Fe3O4 اور ɣ-Fe2O3 میں Fe آئنوں کی کمی کے دوران (ایکس رے مرحلے کے تجزیہ کے مطابق) نینو کاربن کی سطح پر مختلف قسم کے آئرن آکسائیڈ بنتے ہیں، جو مقناطیسی نینو کاربن کی تشکیل کا باعث بنتے ہیں۔EDS میپنگ سے پتہ چلتا ہے کہ Fe ایٹم کو MNC سطح پر مضبوطی سے تقسیم کیا گیا تھا، جیسا کہ ضمنی اعداد و شمار 5a-c میں دکھایا گیا ہے۔
فرق یہ ہے کہ 20 منٹ کی ترکیب کے وقت، کاربن کی جمع ہوتی ہے۔یہ MNCs کی سطح پر بڑے سوراخ بناتا ہے، تجویز کرتا ہے کہ MNCs کو ایکٹیویٹڈ کاربن سمجھا جا سکتا ہے، جیسا کہ تصویر 1e-g میں FESEM تصاویر میں دکھایا گیا ہے۔تاکنا کے سائز میں یہ فرق فیروسین سے آئرن آکسائیڈ کی شراکت سے متعلق ہو سکتا ہے۔ایک ہی وقت میں، اعلی درجہ حرارت تک پہنچنے کی وجہ سے، درست ترازو ہیں.مقناطیسی نینو کاربن مختلف ترکیب کے اوقات میں مختلف شکلوں کی نمائش کرتے ہیں۔نینو کاربن کم ترکیب کے اوقات کے ساتھ کروی شکلیں بنانے کا زیادہ امکان رکھتے ہیں۔ایک ہی وقت میں، چھیدوں اور ترازو کو حاصل کیا جاسکتا ہے، حالانکہ ترکیب کے وقت میں فرق صرف 5 منٹ کے اندر ہے۔
مقناطیسی نینو کاربن آبی ماحول سے آلودگی کو دور کر سکتے ہیں۔استعمال کے بعد آسانی سے ہٹائے جانے کی ان کی صلاحیت اس کام میں حاصل کردہ نینو کاربن کو جذب کرنے والے کے طور پر استعمال کرنے کا ایک اضافی عنصر ہے۔مقناطیسی نینو کاربن کی جذب خصوصیات کا مطالعہ کرتے ہوئے، ہم نے بغیر کسی پی ایچ ایڈجسٹمنٹ کے 30 ° C پر میتھیلین بلیو (MB) سلوشنز کو رنگین کرنے کے لیے MNCs کی صلاحیت کی چھان بین کی۔متعدد مطالعات سے یہ نتیجہ اخذ کیا گیا ہے کہ 25–40 °C درجہ حرارت کی حد میں کاربن جذب کرنے والوں کی کارکردگی MC کو ہٹانے کا تعین کرنے میں اہم کردار ادا نہیں کرتی ہے۔اگرچہ انتہائی pH قدریں ایک اہم کردار ادا کرتی ہیں، چارجز سطح کے فنکشنل گروپس پر بن سکتے ہیں، جو adsorbate-adsorbent تعامل میں خلل کا باعث بنتے ہیں اور جذب کو متاثر کرتے ہیں۔لہذا، مندرجہ بالا شرائط کا انتخاب اس مطالعہ میں ان حالات اور عام گندے پانی کے علاج کی ضرورت کو مدنظر رکھتے ہوئے کیا گیا تھا۔
اس کام میں، ایک بیچ جذب کرنے کا تجربہ 20 ملی گرام MNCs کو 20 ملی لیٹر میتھیلین بلیو کے آبی محلول میں شامل کرکے مختلف معیاری ابتدائی ارتکاز (5–20 ppm) کے ساتھ ایک مقررہ رابطہ وقت پر کیا گیا۔ضمنی شکل 8 MNC10، MNC15، اور MNC20 کے ساتھ علاج سے پہلے اور بعد میں میتھیلین نیلے محلول کے مختلف ارتکاز (5–20 ppm) کی حیثیت کو ظاہر کرتا ہے۔مختلف MNCs استعمال کرتے وقت، MB سلوشنز کی رنگین سطح کم ہو گئی۔دلچسپ بات یہ ہے کہ یہ پایا گیا کہ MNC20 آسانی سے 5 پی پی ایم کے ارتکاز میں ایم بی سلوشنز کو رنگین کر دیتا ہے۔دریں اثنا، MNC20 نے دیگر MNCs کے مقابلے MB محلول کی رنگین سطح کو بھی کم کر دیا۔MNC10-20 کا UV نظر آنے والا سپیکٹرم ضمنی شکل 9 میں دکھایا گیا ہے۔ دریں اثنا، اخراج کی شرح اور جذب کی معلومات بالترتیب شکل 9. 6 اور جدول 3 میں دکھائی گئی ہیں۔
مضبوط میتھیلین نیلی چوٹیاں 664 nm اور 600 nm پر پائی جا سکتی ہیں۔ایک اصول کے طور پر، چوٹی کی شدت MG محلول کی ابتدائی حراستی میں کمی کے ساتھ آہستہ آہستہ کم ہوتی جاتی ہے۔اضافی تصویر 9a میں MNC10 کے ساتھ علاج کے بعد مختلف ارتکاز کے MB سلوشنز کا UV نظر آنے والا سپیکٹرا دکھایا گیا ہے، جس نے صرف چوٹیوں کی شدت میں قدرے تبدیلی کی ہے۔دوسری طرف، ایم این سی 15 اور ایم این سی 20 کے ساتھ علاج کے بعد ایم بی سلوشنز کی جذب کی چوٹیوں میں نمایاں کمی واقع ہوئی، جیسا کہ بالترتیب ضمنی اعداد و شمار 9b اور c میں دکھایا گیا ہے۔یہ تبدیلیاں واضح طور پر دیکھی جاتی ہیں کیونکہ MG محلول کا ارتکاز کم ہوتا ہے۔تاہم، تینوں مقناطیسی کاربنوں کی طرف سے حاصل کی گئی سپیکٹرل تبدیلیاں میتھیلین بلیو ڈائی کو دور کرنے کے لیے کافی تھیں۔
جدول 3 کی بنیاد پر، MC جذب شدہ مقدار اور MC جذب شدہ فیصد کے نتائج تصویر 3 میں دکھائے گئے ہیں۔ 6۔ تمام MNCs کے لیے اعلیٰ ابتدائی ارتکاز کے استعمال سے MG کی جذب میں اضافہ ہوا۔دریں اثنا، جذب فیصد یا MB ہٹانے کی شرح (MBR) نے ایک مخالف رجحان دکھایا جب ابتدائی ارتکاز میں اضافہ ہوا۔کم ابتدائی MC ارتکاز پر، غیر مقیم فعال سائٹس جذب کرنے والی سطح پر رہیں۔جیسے جیسے ڈائی کا ارتکاز بڑھتا جائے گا، ڈائی مالیکیولز کو جذب کرنے کے لیے دستیاب غیر فعال سائٹس کی تعداد کم ہو جائے گی۔دوسروں نے یہ نتیجہ اخذ کیا ہے کہ ان شرائط کے تحت بایوسورپشن کے فعال مقامات کی سنترپتی حاصل کی جائے گی72۔
بدقسمتی سے MNC10 کے لیے، MBR میں 10 ppm MB سلوشن کے بعد اضافہ اور کمی واقع ہوئی۔ایک ہی وقت میں، ایم جی کا صرف ایک بہت چھوٹا حصہ جذب ہوتا ہے۔اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ MNC10 جذب کے لیے 10 پی پی ایم بہترین ارتکاز ہے۔اس کام میں زیر مطالعہ تمام MNCs کے لیے، جذب کرنے کی صلاحیتوں کی ترتیب حسب ذیل تھی: MNC20 > MNC15 > MNC10، اوسط قدریں 10.36 mg/g، 6.85 mg/g اور 0.71 mg/g تھیں، MG کی شرحوں کا اوسط ہٹانا 87، 79٪، 62.26٪ اور 5.75٪ تھا۔اس طرح، MNC20 نے جذب کرنے کی صلاحیت اور UV نظر آنے والے سپیکٹرم کو مدنظر رکھتے ہوئے، ترکیب شدہ مقناطیسی نینو کاربن کے درمیان جذب کرنے کی بہترین خصوصیات کا مظاہرہ کیا۔اگرچہ جذب کرنے کی صلاحیت دیگر مقناطیسی نینو کاربن جیسے MWCNT مقناطیسی مرکب (11.86 mg/g) اور halloysite nanotube-magnetic Fe3O4 nanoparticles (18.44 mg/g) کے مقابلے میں کم ہے، لیکن اس مطالعے میں محرک کے اضافی استعمال کی ضرورت نہیں ہے۔کیمیکل اتپریرک کے طور پر کام کرتے ہیں۔صاف اور قابل عمل مصنوعی طریقے فراہم کرنا73,74۔
جیسا کہ MNCs کی SBET اقدار سے ظاہر ہوتا ہے، ایک اعلیٰ مخصوص سطح MB محلول کو جذب کرنے کے لیے زیادہ فعال سائٹس فراہم کرتی ہے۔یہ مصنوعی نینو کاربن کی بنیادی خصوصیات میں سے ایک بنتا جا رہا ہے۔ایک ہی وقت میں، MNCs کے چھوٹے سائز کی وجہ سے، ترکیب کا وقت مختصر اور قابل قبول ہے، جو کہ ذہین جذب کرنے والے 75 کی اہم خصوصیات سے مطابقت رکھتا ہے۔روایتی قدرتی جذبوں کے مقابلے میں، ترکیب شدہ MNCs مقناطیسی طور پر سیر ہوتے ہیں اور بیرونی مقناطیسی فیلڈ76 کے عمل کے تحت حل سے آسانی سے نکالے جا سکتے ہیں۔اس طرح، علاج کے پورے عمل کے لیے درکار وقت کم ہو جاتا ہے۔
جذب کرنے کے عمل کو سمجھنے کے لیے اور پھر یہ ظاہر کرنے کے لیے کہ مائع اور ٹھوس مراحل کے درمیان ادسوربیٹ پارٹیشنز جب توازن تک پہنچ جاتے ہیں تو جذب کرنے والے آئسوتھرمز ضروری ہیں۔Langmuir اور Freundlich مساوات کو معیاری isotherm equations کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، جو جذب کے طریقہ کار کی وضاحت کرتے ہیں، جیسا کہ شکل 7 میں دکھایا گیا ہے۔ Langmuir ماڈل اچھی طرح سے adsorbent کی بیرونی سطح پر ایک واحد adsorbate کی تہہ کی تشکیل کو ظاہر کرتا ہے۔Isotherms کو یکساں جذب کرنے والی سطحوں کے طور پر بہترین طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ایک ہی وقت میں، Freundlich isotherm بہترین طور پر کئی جذب کرنے والے علاقوں کی شرکت اور جذب کرنے والی توانائی کو ایک غیر ہم جنس سطح پر دبانے میں بہترین بیان کرتا ہے۔
Langmuir isotherm (a–c) کے لیے ماڈل isotherm اور MNC10، MNC15 اور MNC20 کے لیے Freundlich isotherm (d–f)۔
کم محلول ارتکاز پر ادسورپشن آئسوتھرم عام طور پر لکیری 77 ہوتے ہیں۔Langmuir isotherm ماڈل کی لکیری نمائندگی ایک مساوات میں ظاہر کی جا سکتی ہے۔1 جذب کے پیرامیٹرز کا تعین کریں۔
KL (l/mg) ایک Langmuir مستقل ہے جو MB سے MNC کے پابند وابستگی کی نمائندگی کرتا ہے۔دریں اثنا، qmax زیادہ سے زیادہ جذب کرنے کی صلاحیت (mg/g) ہے، qe MC (mg/g) کا جذب شدہ ارتکاز ہے، اور Ce MC محلول کا متوازن ارتکاز ہے۔Freundlich isotherm ماڈل کے لکیری اظہار کو اس طرح بیان کیا جا سکتا ہے: