La-CdO наномаводест, ки бо илова кардани лантан (La) ба шабакаи кристаллии оксиди кадмий (CdO) омода мешавад ва дар ин таҳқиқот ҳам барои муайянкунии электрохимиявии ионҳо ва ҳам барои таҷзияи фотокаталитикии ранг истифода шудааст. Муҳаққиқон бо ёрии “green fuel”-и растанигӣ аз Zingiber Officinale ва усули сӯзиши маҳлул нанозарраҳои La-CdO/CdO-ро омода карда, сохторро бо усулҳои PXRD, SEM-EDX, TEM/HRTEM/SAED, XPS, FT-IR ва UV-Vis/DRS таҳқиқ кардаанд. Сипас ҷавоби электрохимиявии электроди тағйирдодашудаи асосёфта ба La-CdO-графит ба ионҳои Li⁺ ва Hg⁺ бо CV ва EIS, ва рафтори фотокаталитикии ҳамон наномавод тавассути ранге, ки дар манбаъ “Amranth (AMR)” номида шудааст, арзёбӣ гардид.
Дар синтез прекурсорҳои La(NO₃)₃·6H₂O ва Cd(NO₃)₂ ҳамроҳ бо 0,5 mL сӯзишвории растанигӣ истифода шуданд. Миқдорҳои La(NO₃)₃·6H₂O барои намунаҳои La-CdO, ки 3, 5, 7 ва 9M номида шудаанд, мутаносибан 0,086; 0,143; 0,199 ва 0,254 g дода шудаанд. Омехта дар оби дукарата дистиллшуда тақрибан 15 дақиқа бо 600 rpm омехта шуда, сипас дар кӯраи муфелии 450 °C ба раванди сӯзиш гузошта шудааст. Тартиби муфассали омода кардани экстракти растанигӣ дар ин мақола дубора дода нашудааст; ба кори қаблии муаллифон ишора шудааст.
Таҳлили PXRD сохтори кристаллии мувофиқ бо сохтори кубии Fm3m-и CdO-ро гузориш мекунад. Барои намунаҳои La-CdO дар Ҷадвали 1 андозаҳои кристаллит, ки бар асоси Debye-Scherrer ҳисоб шудаанд, 23,40914; 22,20867; 17,67629 ва 21,12532 nm, ва миёнаи ҷадвал 21,13 nm дода шудааст. Баръакс, матни асосӣ барои La-CdO ва CdO-и асосӣ мутаносибан арзишҳои 18 ва 31 nm-ро гузориш мекунад. Ин ду ифодаи манбаъ маҷбуран бо ҳам муттаҳид карда нашудаанд.
Дар таҳлили TEM/HRTEM фосилаи шабакаи 0,27 nm ба ҳамвории (111) нисбат дода шудааст; ҳалқаҳои SAED барои тафсири кристаллии баланд истифода шудаанд. Дар таҳлили XPS барои La 3d5/2 ва La 3d3/2 835,6 ва 852,04 eV; барои Cd 3d5/2 ва Cd 3d3/2 404,8 ва 411,8 eV; барои O 1s энергияи пайвастшавии 531,5 eV гузориш шудааст. Ҷудошавии спин-орбиталии тақрибан 7,0 eV байни қуллаҳои Cd 3d дар манбаъ бо ҳолати Cd²⁺ алоқаманд дониста шудааст.
Дар FT-IR банди васеи тақрибан 3470 cm-1 бо об/пайвандҳои гидрогенӣ; 425 cm-1 бо Cd-O, 837 cm-1 бо La-O ва 1382 cm-1 бо координатсияи Cd-O-La алоқаманд карда шудааст. Дар таҳлили UV-Vis/DRS манбаъ мегӯяд, ки паҳнои минтақаи манъшудаи оптикии CdO, ки тақрибан 3,0 eV аст, бо иловаи La то 2,75 eV коҳиш ёфтааст.
Таҷрибаҳои сенсори электрохимиявӣ дар 0,1 M HCl бо истифода аз электроди истинодии Ag/AgCl ва электроди муқобили Pt гузаронида шудаанд. Таҷрибаҳои муайянкунии Li⁺ ва Hg⁺ дар фосилаи консентратсияи 1-5 mM ва бо суръати собити сканкунии 30 mV/s анҷом дода шудаанд. Манбаъ барои Li⁺ LOD=0,24 mM ва LOQ=0,68 mM; барои Hg⁺ LOD=0,137 mM ва LOQ=0,415 mM гузориш мекунад.
Дар хулосаи манбаъ иқтидори хос Csp=273 F/g дода шудааст, дар ҳоле ки дар бахши натиҷаҳои электрохимиявӣ тавассути Муодилаи 16 210 F/g гузориш мешавад. Аз ин рӯ, Verianla яке аз ин ду арзишро ба ҷойи дигараш ҳамчун “арзиши дуруст” эълон намекунад.
Дар таҷрибаҳои фотокаталитикӣ La-CdO бо маҳлули ранги AMR дар зери рӯшноӣ санҷида шудааст. Дар таҷрибаи асосии фотокатализ 40 mg катализатор ва 40 ppm ранг зикр шуда, дар 125 дақиқа тақрибан %90 таҷзияи ранг гузориш шудааст. Дар бахши кинетика \(k=12,16\times10^{-3}\ {\rm min}^{-1}\) ва нимумр \(t_{1/2}=57,5\) дақиқа дода шудаанд. Азбаски дар таҷрибаҳои гирифтани радикал изопропанол таҷзияро аз ҳама бештар бозмедошт, муаллифон радикали гидроксилро (OH•) ҳамчун навъи реактивии бартаридошта тафсир кардаанд. Таҳлили TOC низ дар охири 125 дақиқа то %90 хориҷшавии карбони органикиро гузориш мекунад.
Бо вуҷуди ин, таҳқиқот дар миқёси лабораторӣ аст. Тасдиқ дар оби воқеии муҳити зист, таҷрибаи васеи интерференсия/интихобпазирӣ бо ионҳои рақобаткунанда, устувории дарозмуддати саҳроӣ ё калонкунии миқёс ба сатҳи саноатӣ гузориш нашудааст. Ифодаҳои “trace-level” ва “selectivity”-и манбаъ бояд бо назардошти ин маҳдудиятҳои методологӣ хонда шаванд; консентратсияҳои таҷрибавии ионҳо дар сатҳи миллимолярӣ мебошанд.
Наномаводи La-CdO/CdO Дар Ин Таҳқиқот Барои Кадом Ду Вазифа Истифода Шуд?
Наномаводи La-CdO/CdO дар ин таҳқиқот барои ду вазифаи асосӣ арзёбӣ шуд: муайянкунии электрохимиявии ионҳои Li⁺ ва Hg⁺ тавассути электроди La-CdO-графит ва истифодаи нимноқили La-CdO ҳамчун фотокатализаторе, ки таҷзияи ранги AMR-ро дар зери рӯшноӣ суръат медиҳад; гарчанде ки ин ду татбиқ ба як платформаи наномавод асос ёфтаанд, иҷрои сенсори электрохимиявӣ ва иҷрои таҷзияи фотокаталитикӣ бо таҷҳизоти гуногуни таҷрибавӣ чен карда шудаанд.
Мантиқи илмии таҳқиқот
Равиши асосии таҳқиқот тавсиф кардани он аст, ки оё иловаи La хусусиятҳои кристаллӣ, сатҳӣ, оптикӣ ва электрохимиявии CdO-ро тағйир медиҳад ё не, ва санҷидани маводи ҳосилшуда дар ду татбиқи гуногуни муҳити зист. Дар татбиқи аввал тавассути электрод сигнали барқӣ ҳосил мешавад; дар татбиқи дуюм аз ҷуфтҳои электрон-холигӣ, ки энергияи рӯшноӣ дар нимноқил ба вуҷуд меорад, истифода мешавад.
Ин ду вазифа набояд бо ҳам омехта шаванд. Қобилияти мавод барои фотокаталитикӣ таҷзия кардани ранг худкор маънои онро надорад, ки он сенсори хуби электрохимиявӣ аст. Ҳамчунин ҷавоби баланди ҷараёни электрохимиявӣ ченаки мустақими иҷрои минерализатсияи фотокаталитикӣ нест.
“Green fuel” чӣ маъно дорад?
Дар манбаъ “green fuel” экстракти растанигии аз Zingiber Officinale гирифташударо ифода мекунад, ки дар синтези сӯзиши маҳлул истифода мешавад. Муаллифон ин ҷузъҳои растанигиро дар раванди синтез ҳамчун ҷузъҳои биологии пӯшонанда, устуворкунанда ва дастгиркунандаи реаксия тафсир мекунанд.
Аммо мақолаи мавҷуда тартиби муфассали омода кардани экстрактро намедиҳад. Усул барои тафсилот ба кори қаблии муаллифон ишора мекунад. Аз ин рӯ, таносуби растанӣ/об, ҳарорати экстраксия, давомнокӣ ё таркиби кимиёвии экстракти растанигӣ танҳо аз ин мақола дубора ҳосил карда намешавад.
Синтези сӯзиши маҳлул қадам ба қадам чӣ гуна гузаронида шуд?
| Марҳила | Шарти дар манбаъ додашуда | Нақши илмӣ |
|---|---|---|
| Прекурсорҳои металлӣ | La(NO₃)₃·6H₂O ва Cd(NO₃)₂ | Ҷузъҳои La ва Cd-ро ба муҳити реаксия таъмин мекунанд. |
| Сӯзишвории растанигӣ | 0,5 mL “green fuel” аз Zingiber Officinale | Аз ҷониби манбаъ ҳамчун сӯзишвории биологӣ/ҷузъи пӯшонанда-устуворкунанда истифода мешавад. |
| Миқдорҳои прекурсори La | 0,086; 0,143; 0,199; 0,254 g | Манбаъ онҳоро мутаносибан бо намунаҳои 3, 5, 7 ва 9M La-CdO мувофиқ мекунад. |
| Ҳалкунанда | Оби дукарата дистиллшуда | Муҳити обии реаксия, ки прекурсорҳо дар он омехта мешаванд. |
| Омехтакунӣ | Тақрибан 15 дақиқа, 600 rpm | Барои якхела кардани прекурсорҳо пешбинӣ шудааст. |
| Сӯзиш | Кӯраи муфелӣ, 450 °C | Ҳосил кардани маҳсулоти нанозарравии La-CdO тавассути раванди сӯзиши маҳлул. |
Фарқи дохили манбаъ дар схемаи синтез: Дар тасвири синтези PDF дар баробари La(NO₃)₃·6H₂O ва Cd(NO₃)₂ инчунин Fe(NO₃)₃·9H₂O навишта шудааст. Аммо матни усул истифодаи прекурсори Fe-ро намегӯяд ва маводи ниҳоиро ҳамчун La-CdO муайян мекунад. Аз ин рӯ, Verianla ба синтез Fe илова накардааст ва ифодаи Fe(NO₃)₃ дар тасвирро ҳамчун носозгории дохили манбаъ арзёбӣ мекунад.
Электроди графитии тағйирдодашуда чӣ гуна омода шуд?
Ин нукта яке аз камбудиҳои муҳими мақолаи мавҷуда аз ҷиҳати бозтавлидшавандагӣ мебошад. Манбаъ мегӯяд, ки дар омода кардани электроди La-CdO-графит “same fabrication methodology” ва таносуби таркиби электрод аз кори қаблии худ истифода шудааст; аммо таносуб ва тамоми қадамҳои омодасозиро дар ин мақола дубора намедиҳад.
Аз ин рӯ, танҳо бо истифода аз ин PDF таносуби La-CdO:графит:пайвасткунанда ё дигар ҷузъҳои электродро боэътимод муайян кардан мумкин нест. Verianla ин холигиро бо дорухати умумии электрод пур накардааст.
Муодилаҳои Debye-Scherrer ва PXRD Дар Ин Таҳқиқот Чиро Ҳисоб Мекунанд?
Муодилаҳои бахши PXRD барои тахмини андозаи кристаллит аз паҳнои қуллаи дифраксия ва баъзе параметрҳои сохтории аз ин андоза ҳосилшуда истифода шудаанд; онҳо ҳатман бо диаметри физикии тамоми зарра ё агломератҳое, ки дар TEM дида мешаванд, баробар нестанд ва формулаҳои дар манбаъ додашуда бояд танҳо дар контексти таҳлили гузоришшудаи PXRD тафсир шаванд.
Муодилаи 1: андозаи кристаллит аз рӯи Debye-Scherrer
\[ D=\frac{k\lambda}{\beta\cos\theta} \]
Дар ин ҷо \(D\) андозаи кристаллит аст. \(k\) омили шакл, \(\lambda\) дарозии мавҷи рентгении истифодашуда, \(\beta\) паҳнои пурра дар нисфи максимуми (FWHM) қуллаи дифраксияи интихобшуда ва \(\theta\) кунҷи Bragg мебошад. Манбаъ арзишҳои ададии \(k\) ва \(\lambda\)-и истифодашударо барои ин муодила алоҳида намедиҳад.
Андозаи кристаллит андозаи тахминии як минтақаи ягонаи кристаллии когерентиро ифода мекунад. Тӯдаҳои калонтаре, ки дар SEM ё TEM дида мешаванд, метавонанд аз якчанд кристаллит иборат бошанд. Аз ин рӯ, андозаҳои PXRD ва микроскопия набояд ҳамчун як бузургии физикӣ тафсир шаванд.
Муодилаи 2: зичии дислокатсия
\[ \delta=\frac{1}{D^2} \]
\(\delta\) дар ҷадвали манбаъ ҳамчун зичии дислокатсия дода шудааст. Аз рӯи муодила, ҳар қадар \(D\) хурд шавад, \(1/D^2\) калон мешавад; яъне дар доираи ин таъриф андозаи хурдтари кристаллит бо зичии баландтари ҳисобшудаи дислокатсия алоқаманд аст.
Муодилаи 3: параметри сохторие, ки дар манбаъ бо SF нишон дода шудааст
\[ SF= \frac{2\pi^2} {45\sqrt{3\tan\theta}} \]
Манбаъ дар Муодилаи 3 рамзи \(SF\)-ро истифода мекунад, аммо номи пурраи ин ихтисораро дар матн алоҳида муайян намекунад. Аз ин рӯ, Verianla ба ихтисора номи дақиқе, ки дар манбаъ нест, илова накардааст. Муодила параметри сохтории вобаста ба кунҷи \(\theta\)-ро ҳосил мекунад.
Муодилаи 4: микродеформатсия
\[ \varepsilon=\frac{\beta}{4\tan\theta} \]
\(\varepsilon\) дар манбаъ ҳамчун микродеформатсия гузориш шудааст. Дар ин ҷо, агар паҳнои қулла \(\beta\) зиёд шавад ва шартҳои дигар яксон бимонанд, микродеформатсияи ҳисобшуда низ зиёд мешавад.
Дар PXRD кадом натиҷаҳо гузориш шуданд?
Манбаъ аз қуллаҳо дар мавқеъҳои 2θ=23,77°, 30,79°, 33,34°, 36,47°, 38,47°, 44,12°, 50,17°, 55,64°, 66,12° ва 69,24° ёд мекунад. Намуна бо гурӯҳи фазоии Fm3m-и CdO-и кубӣ алоқаманд карда шуда, бо корти JCPDS 75-0592 муқоиса шудааст.
| Намуна | FWHM β | D (nm) | Миёнаи дар манбаъ додашуда (nm) | δ (×1014 lines/m²) | ε (×10-3) |
|---|---|---|---|---|---|
| 3M | 0,37 | 23,40914 | 21,13 | 18,24858 | 5,3914 |
| 5M | 0,39 | 22,20867 | 20,27472 | 5,6828 | |
| 7M | 0,49 | 17,67629 | 32,005 | 7,1400 | |
| 9M | 0,41 | 21,12532 | 22,4075 | 5,9742 |
Фарқи андоза дар дохили манбаъ: Матни асосӣ андозаҳои миёнаи зарра/кристаллитро барои La-CdO ва CdO-и асосӣ мутаносибан 18 ва 31 nm менависад. Ҷадвали 1 миёнаи чор арзиши La-CdO-ро 21,13 nm медиҳад. Verianla фарқи байни 18 nm ва 21,13 nm-ро бо тахмин ҳал накардааст.
Иловаи La аз нигоҳи PXRD чӣ гуна тафсир шуд?
Манбаъ радиуси иони La³⁺-ро 1,03-1,06 Å ва радиуси иони Cd²⁺-ро 0,97 Å медиҳад. Ворид шудани иони калонтарини La³⁺ ба шабакаи CdO метавонад боиси тағйири шабака ва кӯчиши қуллаҳо ба самти 2θ-и пасттар гардад, чунин тафсир шудааст.
Манбаъ аз ин ба хулоса мегузарад, ки зичии интиқолдиҳандагони барқ ва гузаронандагӣ метавонанд зиёд шаванд. Аммо ин маънои онро надорад, ки PXRD худ аз худ гузаронандагии барқиро бевосита чен мекунад; ченкуниҳои электрохимиявӣ дар бахши алоҳида гузаронда шудаанд.
SEM-EDX чиро нишон дод?
Дар тасвирҳои SEM намунаҳои La-CdO бо морфологияи ковок, дорои холигиҳо ва агломератшудаи “spongy” тавсиф шудаанд. Манбаъ ин ковокиҳо ва холигиҳоро бо синтези сӯзиши маҳлул алоқаманд мекунад.
Мушоҳида шудани қуллаҳои элементҳои La, Cd ва O дар спектри EDX/EDAX барои дастгирии тафсири манбаъ истифода шудааст, ки La дар маводи асосёфта ба CdO мавҷуд аст. Азбаски манбаъ дар ин бахш ҷадвали боэътимоди фоизи атомии миқдориро намедиҳад, Verianla ягон фоиз эҷод накардааст.
TEM, HRTEM ва SAED чиро нишон доданд?
Тасвирҳои TEM дар миқёсҳои андозаи 500 nm ва 100 nm дода шудаанд. Дар HRTEM фосилаи шабакаи тақрибан 0,27 nm чен шуда, ин арзиш ба ҳамвории (111)-и CdO-и кубӣ нисбат дода шудааст.
Дар намунаи SAED дида шудани ҳалқаҳои марбут ба ҳамвориҳои кристаллии (111), (200), (220), (311) ва (222) аз ҷониби манбаъ ҳамчун нишондиҳандаи кристаллии баланд тафсир шудааст.
XPS кадом ҳолатҳои оксидшавиро дастгирӣ кард?
| Ҷузъи XPS | Энергияи пайвастшавӣ | Тафсири манбаъ |
|---|---|---|
| La 3d5/2 | 835,6 eV | Бо ҳолати La³⁺ алоқаманд карда шудааст. |
| La 3d3/2 | 852,04 eV | Бо ҳолати La³⁺ алоқаманд карда шудааст. |
| Қуллаи моҳвораии La | ~838,6 eV | Ҳамчун қуллаи моҳвораии Shake-up тафсир шудааст. |
| Қуллаи моҳвораии La | ~854,92 eV | Ҳамчун қуллаи моҳвораии Shake-up тафсир шудааст. |
| Cd 3d5/2 | 404,8 eV | Бо муҳити Cd-O / Cd²⁺ алоқаманд карда шудааст. |
| Cd 3d3/2 | 411,8 eV | Бо муҳити Cd-O / Cd²⁺ алоқаманд карда шудааст. |
| Ҷудошавии спин-орбиталии Cd | 7,0 eV | Манбаъ онро бо кадмийи дувалентӣ мувофиқ мешуморад. |
| O 1s | 531,5 eV | Бо оксиген дар муҳити металл-оксиди La-CdO алоқаманд карда шудааст. |
FT-IR кадом пайвандҳоро нишон дод?
| Шумораи мавҷ | Тафсири манбаъ |
|---|---|
| 3470 cm-1 | Ларзишҳои кашиши молекулаҳои об ва пайвандҳои гидрогенӣ |
| 1382 cm-1 | Банде, ки бо пайванди координатсионии Cd-O-La алоқаманд аст |
| 837 cm-1 | Пайванди металл-оксигении La-O |
| 425 cm-1 | Пайванди металл-оксигении Cd-O |
Манбаъ банди васеи 3470 cm-1-ро инчунин бо ҷузъҳои фитокимиёвии пӯшонандаи боқимонда аз экстракти растанигӣ алоқаманд мекунад. Ин тафсири FT-IR таҳлили таркиби кимиёвие нест, ки шахсияти ҳар як молекуларо дар экстракти растанигӣ ба таври миқдорӣ муайян кунад.
Паҳнои минтақаи манъшудаи оптикӣ чӣ гуна ҳисоб шуд?
Манбаъ маълумоти инъикосро бо равиши Kubelka-Munk ва муносибати Tauc арзёбӣ кардааст.
Муодилаи 5:
\[ F(R)=\frac{(1-R)^2}{2R}=\frac{K}{S} \]
Дар ин ҷо \(R\) арзиши инъикос аст. Дар равиши Kubelka-Munk, \(K\) ва \(S\) мутаносибан ба фурӯбарӣ ва парокандашавии рӯшноӣ вобастаанд. Манбаъ арзишҳои ададии ҷудогонаи онҳоро намедиҳад.
Муодилаи 6:
\[ \alpha h\nu=A(h\nu-E_g)^n \]
\(\alpha\) коэффисиенти вобаста ба фурӯбарӣ, \(h\nu\) энергияи фотон, \(A\) собити мутаносибӣ, \(E_g\) паҳнои минтақаи манъшудаи оптикӣ ва \(n\) узви дараҷавии вобаста ба навъи гузаришро ифода мекунад. Манбаъ дар арзёбии графикӣ табдили \([F(R)h\nu]^2\)-ро истифода кардааст.
Бо дароз кардани қисми хаттӣ то меҳвари энергия манбаъ барои La-CdO паҳнои минтақаи манъшудаи оптикии 2,75 eV-ро гузориш мекунад. Дар матн гуфта мешавад, ки бо иловаи La аз 3,0 eV ба 2,75 eV гузариш ба амал омадааст.
Муодилаҳои 7-9: ҳисоби канори минтақа ва электронофилӣ
Манбаъ муодилаҳоро чунин медиҳад:
\[ E_{VB}=X-E_0-0.5E_g \]
\[ E_{CB}=E_{VB}+E_g \]
\[ X= \left[ x(A)^a x(B)^b x(C)^c \right]^{\frac{1}{a+b+c}} \]
Дар ин ҷо \(X\) параметри электронофилии мутлақ барои La-CdO, \(E_0\) узви энергетикии электроди стандартии гидроген, ки дар манбаъ 4,5 eV дода шудааст, ва \(E_g\) паҳнои минтақа мебошад. Манбаъ бо истифода аз \(X=1,359\) eV арзишҳои \(E_{VB}=-4,491\) eV ва \(E_{CB}=-1,74\) eV-ро гузориш мекунад.
Огоҳии терминологии манбаъ: Матн дар ин бахш ифодаҳои “conduction (EVB)” ва “valance band (ECB)”-ро истифода карда, рамзҳоро бо номҳои калимавӣ ба таври салибӣ мувофиқ мекунад. Verianla ин нишонагузориро хомӯшона аз нав номгузорӣ накарда, муодилаҳо ва арзишҳои ададии дар манбаъ додашударо ҷудогона нигоҳ доштааст.
Огоҳӣ дар бораи шарҳи шакли манбаъ: Гарчанде як панели графикҳои дахлдор инъикос-баландӣ/дарозии мавҷ ва панели дигар табдили Tauc-ро нишон медиҳад, тартиби панелҳои “Wood & Tauc” ва “DRS” дар шарҳи шакли манбаъ нисбат ба тасвир баръакс менамояд. Аз ин рӯ, шакл аз нав кашида нашудааст.
Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот
Тарҳи таҷрибаи электрохимиявӣ
Дар таҳқиқоти электрохимиявӣ тарҳи сеэлектродӣ истифода шуд, ки аз электроди кории асосёфта ба La-CdO/CdO, электроди истинодии Ag/AgCl ва электроди муқобили Pt иборат буд. Муҳити электролит 0,1 M HCl аст. Усулҳои CV ва EIS барои арзёбии интиқоли электрон, сигналҳои редокс, муқовимат ва рафтори иқтидорӣ истифода шуданд.
Вольтамметрияи сиклӣ (CV) ҷараёнеро чен мекунад, ки ҳангоми скан кардани потенсиали электрод дар фосилаи муайян ба пеш ва қафо ба вуҷуд меояд. Вақте раванди оксидшавӣ ё барқароршавӣ рух медиҳад, дар вольтаммограмма қулла ё тағйири назарраси ҷараён пайдо шуда метавонад.
Спектроскопияи импеданси электрохимиявӣ (EIS) ҷавоби системаи электродро ба ангезиши ҷараёни тағйирёбанда дар басомадҳои гуногун меомӯзад. Дар намоиши Nyquist минтақаи нимдоира аксар вақт бо рафтори интиқоли заряд дар интерфейс алоқаманд карда мешавад.
Манбаъ басомади ченкунии EIS-ро 10-800 Hz медиҳад ва арзиши тақрибан 28 Ω-ро, ки бо нимдоираи Nyquist алоқаманд аст, барои тафсири муқовимати камтари интиқоли заряд / гузаронандагии беҳтар истифода мекунад.
Фарқи манбаъ вобаста ба суръати асосии сканкунии CV
Дар тавзеҳи графики электрохимиявии CV суръатҳои сканкунӣ 0,01; 0,02; 0,03; 0,04 ва 0,05 V/s, яъне 10-50 mV/s нишон дода шудаанд. Баръакс, матни бахши натиҷаҳо 1-5 mV/s менависад. Таҷрибаҳои сенсор бошад алоҳида бо 0,03 V/s, яъне 30 mV/s собит гузаронда шудаанд. Ин се маълумот бо ҳам омехта нашудаанд.
Муодилаи иқтидори хос
Манбаъ иқтидори хоси электрохимиявиро бо муодилаи зерин медиҳад:
\[ C_{SP}= \frac{\int I\,dV} {\nu\,m\,\Delta V} \]
Дар ин ҷо \(C_{SP}\) иқтидори хос, \(I\) ҷараён, \(dV\) элементи интегралии потенсиал, \(\nu\) суръати сканкунӣ, \(m\) массаи маводи фаъоли электрод ва \(\Delta V\) равзанаи потенсиалии истифодашуда мебошад.
Формула майдони ҷараён-потенсиали зери каҷи CV-ро нисбат ба массаи электрод, суръати сканкунӣ ва фосилаи потенсиал нормализатсия мекунад. Натиҷа дар шакли F/g гузориш мешавад.
Аммо манбаъ арзиши массаи фаъоли \(m\)-ро, ки барои бозҳисобкунӣ лозим аст, ва таносуби таркиби электродро дар мақолаи мавҷуда ошкоро намедиҳад. Аз ин рӯ, бозҳисобкунии мустақили CSP аз ин PDF имконнопазир аст.
Дар бахши электрохимия CSP=210 F/g гузориш мешавад, дар ҳоле ки хулоса CSP=273 F/g менависад. Азбаски ҳар ду арзиш дар манбаъ ҳастанд, ҳар ду намоён нигоҳ дошта шудаанд.
LOD ва LOQ Чӣ Маъно Доранд ва Дар Манбаъ Чӣ Гуна Ҳисоб Шуданд?
LOD ҳади поёние мебошад, ки аналитро дар системаи ченкунӣ боэътимод ҳамчун мавҷуд фарқ кардан мумкин аст; LOQ бошад ҳади поёние мебошад, ки аналитро ба таври миқдорӣ гузориш кардан мумкин аст. Манбаъ мегӯяд, ки дар таҳқиқоти Li⁺/Hg⁺ онҳо мутаносибан бо формулаҳои \(LOD=3s/m\) ва \(LOQ=10s/m\) ҳисоб шудаанд; аммо азбаски манбаъ рамзҳои \(s\) ва \(m\)-ро алоҳида таъриф намекунад, Verianla ин арзишҳоро мустақилона бозҳисоб накардааст.
Формулаҳои манбаъ:
\[ LOD=\frac{3s}{m} \]
\[ LOQ=\frac{10s}{m} \]
Дар формула \(s\) ва \(m\) аз ҷониби манбаъ ошкоро муайян нашудаанд. Аз ин рӯ, таърифи дар манбаъ набудае ба шакли “s ҳамин ченак аст, m маҳз ҳамин регрессия аст” илова нашудааст.
Таҷрибаи сенсори Li⁺
Ченкуниҳои сенсори Li⁺ дар фосилаи 1-5 mmol/L, бо суръати сканкунии 0,03 V/s, яъне 30 mV/s ва дар муҳити 0,1 M HCl гузаронда шудаанд.
| Параметр | Арзиши дар манбаъ гузоришшуда | Ҳади тафсир |
|---|---|---|
| Фосилаи консентратсия | 1-5 mM | Фосилаи таҷрибавӣ дар электролити лабораторӣ аст. |
| Суръати собити сканкунӣ | 30 mV/s | Ба таҷрибаи сенсор дахл дорад. |
| Қуллаҳои гузоришшуда | 0,12 V; 1,82 V; -0,38 V | Арзиши 1,82 V бо равзанаи сканкунии дар матн додашуда мувофиқат намекунад. |
| Зичии максималии ҷараён дар матни асосӣ | 4,6×10-5 A/cm², 3 mM | Хулоса 4,3×10-6 A/cm² гузориш мекунад. |
| LOD | 0,24 mM | Дар матни саҳифаи манбаъ “024 mM” навишта шудааст, хулоса 0,24 mM медиҳад. |
| LOQ | 0,68 mM | Дар манбаъ ошкоро гузориш шудааст. |
| R² дар хулоса | 0,9570 | Бо арзишҳои регрессияи шакл мувофиқат намекунад. |
| R²-и дар панелҳои регрессия дидашаванда | 0,0954 ва 0,0671 | Бо R²=0,9570-и хулоса фарқи ошкори дохили манбаъ вуҷуд дорад. |
Дар графики регрессияи Li⁺ инчунин дида мешавад, ки нуқтаҳои ченкунӣ афзоиши монотонии консентратсия-ҷараёнро нишон намедиҳанд. Аз ин рӯ, ҳангоми интиқоли тафсири “quantitative detection”-и хулоса бояд арзишҳои пасти графикии R² дар манбаъ ҳатман ба назар гирифта шаванд.
Илова бар ин, дар шарҳи манбаъ барои графики Li⁺ иштибоҳан ифодаи “La⁺ ions” истифода шудааст. Матни таҷриба ва тамоми бахш ба иони Li⁺ дахл доранд; Verianla онро ҳамчун таҷрибаи нави сенсори иони лантан тафсир накардааст.
Таҷрибаи сенсори Hg⁺
Манбаъ аналити Hg-ро дар сарлавҳа ва тамоми таҷриба ҳамчун Hg⁺ нишон медиҳад. Verianla онро хомӯшона ба ҳолати дигари оксидшавии симоб табдил надодааст.
| Параметр | Арзиши дар манбаъ гузоришшуда | Ҳади тафсир |
|---|---|---|
| Фосилаи консентратсия | 1-5 mM | Дар муҳити лаборатории 0,1 M HCl чен шудааст. |
| Равзанаи потенсиал | +1,0 ila -1,0 V | Фосилаи дар матн гузоришшуда аст. |
| Қуллаҳои редокси гузоришшуда | +1,4 V; -0,53 V; -0,68 V | Арзиши +1,4 V берун аз ҳади болоии +1,0 V-и зикршуда аст. |
| Ҷараёни максималӣ дар матни асосӣ | 0,0054 A/cm², 5 mM | Хулоса +0,0052 A/cm² гузориш мекунад. |
| R²-и регрессия | 0,9508 ва 0,9232 | Барои мувофиқати хаттии ду шохаи редокс дода шудааст. |
| LOD | 0,137 mM | Аз ҷониби манбаъ гузориш шудааст. |
| LOQ | 0,415 mM | Аз ҷониби манбаъ гузориш шудааст. |
| Потенсиали “ҳассосияти максималӣ” | -0,72 V | Дар хулоса ва матни асосии манбаъ гузориш мешавад. |
Натиҷаи “интихобпазирӣ”-ро то куҷо метавон бурд?
Муаллифон электродро “selective and sensitive” меноманд. Аммо дар PDF-и мавҷуда таҷрибаи васеи рақобатии ионҳо гузориш нашудааст, ки дар он ҳангоми мавҷудияти Li⁺ ё Hg⁺ ҳамзамон Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Pb²⁺, Cd²⁺ ё дигар интерферентҳои эҳтимолӣ ҳузур дошта бошанд.
Аз ин рӯ, манбаъ нишон медиҳад, ки электрод барои Li⁺ ва Hg⁺ сигналҳои равшани CV медиҳад; аммо набояд гуфт, ки интихобпазирии аналитикии мустақил аз ионҳои дигар дар матритсаи мураккаби оби воқеӣ ба таври ҳамаҷониба исбот шудааст.
Ифодаи “Trace-level” чӣ гуна тафсир шавад?
Гарчанде манбаъ таҷрибаҳо ва сарлавҳаро ҳамчун муайянкунии “trace-level” тавсиф мекунад, фосилаи калибровкаи санҷидашуда 1-5 mM ва LOD-ҳои гузоришшуда 0,137 ва 0,24 mM мебошанд. Аз ин рӯ, Verianla ифодаи “сатҳи изӣ”-ро ҳамчун таснифи мустақили муҳити зист/танзимкунанда такрор намекунад; воҳидҳои мустақими таҷрибавиро намоён нигоҳ медорад.
Такроршавандагӣ ва устуворӣ
Манбаъ барои ионҳои Li⁺ ва Hg⁺ панҷ даври пайдарпайи CV-ро дар 30 mV/s муқоиса карда, тағйири ночиз дар ҷараёнҳои қулларо гузориш кардааст. Ченкуниҳои пайдарпай бо ҳамон электрод ҳамчун “repeatability”, муқоисаҳо бо электродҳои мустақилона омодашуда бошад ҳамчун “reproducibility” муҳокима шудаанд.
Аммо манбаъ дар ин бахш инҳирофи нисбии стандартӣ, коэффисиенти вариатсия, шумораи намуна \(n\), фосилаи эътимод ё санҷиши ҷудогонаи фарзияи омориро гузориш намекунад. Аз ин рӯ, ифодаи “такроршавандагии аъло” бо арзиши миқдории RSD васеъ карда нашудааст.
Гарчанде дар сарлавҳаи ҷадвали муқоисавии манбаъ “LOD and LOQ” навишта шудааст, дар сатри таҳқиқоти мавҷуда арзишҳои 0,24 mM ва 0,137 mM якҷо дода шудаанд. Инҳо мутаносибан арзишҳои LOD-и гузоришшуда барои Li⁺ ва Hg⁺ мебошанд; LOQ-ҳои Li⁺ ва Hg⁺, яъне 0,68 ва 0,415 mM, дар ин сатр нестанд. Аз ин рӯ, ҷадвали муқоиса набояд ҳамчун “дар ҳар сатр ҳамон ҷуфти LOD/LOQ дода шудааст” тафсир шавад.
Таҷзияи Фотокаталитикии Ранги AMR Чӣ Гуна Арзёбӣ Шуд?
Таҷзияи ранги AMR бо истифодаи якҷояи коҳиши абсорбсияи UV-Vis бо мурури вақт дар зери рӯшноӣ бо La-CdO, фоизи хориҷшавии ранг, санҷиши панҷдавраи истифодаи дубора, таҳлили кинетикӣ дар асоси \(C/C_0\), таҷрибаҳои гирифтани радикал ва хориҷшавии карбони умумии органикӣ (TOC) арзёбӣ шуд; манбаъ дар таҷрибаи асосӣ дар 125 дақиқа тақрибан %90 таҷзияро гузориш мекунад, аммо дар бахшҳои гуногун барои дозаи катализатор ва таърифи рӯшноӣ ифодаҳои гуногун истифода мекунад.
AMR чист?
Манбаъ ранги ҳадафро пайваста ба шакли “Amranth (AMR)” менависад. Verianla номи манбаъ ё шахсияти таҷрибаро бо истифода аз маълумоти беруна хомӯшона ба номи дигари ранг табдил надодааст.
Таҷрибаи асосии фотокаталитикӣ
Дар оғози бахши фотокатализ гуфта мешавад, ки 40 mg La-CdO ва 40 ppm ранги AMR истифода шуда, таҷриба дар зери нури офтоб гузаронда шудааст. Абсорбсияи маҳлулҳо дар фосилаҳои 15-дақиқаӣ пайгирӣ шуда, тақрибан дар 125 дақиқа %90 таҷзияи ранг гузориш шудааст.
Манбаъ ҳамчунин се шартро ба таври графикӣ муқоиса мекунад:
- ранги AMR дар торикӣ,
- фотолиз: рӯшноӣ + AMR, вале бе La-CdO,
- La-CdO + AMR + рӯшноӣ.
Ҳадафи илмии муқоисаи графикӣ нишон додани он аст, ки хориҷшавии қавитар аз тағйире, ки танҳо рӯшноӣ ё танҳо шароити торикӣ ба вуҷуд меорад, дар шароити La-CdO + рӯшноӣ рух медиҳад. Азбаски манбаъ барои хатҳои назоратӣ дар матн фоизҳои ниҳоии ҷудогона ва дақиқ намедиҳад, Verianla аз график арзиши нави дақиқ ҳосил накардааст.
Санҷиши истифодаи дубора
Фотокатализатори La-CdO дар панҷ даври пайдарпай арзёбӣ шуда, манбаъ гузориш кардааст, ки иҷрои таҷзия то даври панҷум дар сатҳи баланд боқӣ мондааст.
Ин таҷриба истифодаи дубораи панҷдавраи лабораториро нишон медиҳад. Он умри катализатори саноатиро дар давоми моҳҳо ё солҳо исбот намекунад.
Нимумр ва кинетика
Манбаъ кинетикаи таҷзияро чунин ифода мекунад:
\[ \ln\left(\frac{C}{C_0}\right)=-kt \]
ба ин шакл ифода мекунад.
Дар ин ҷо \(C_0\) консентратсияи ибтидоии ранг, \(C\) консентратсияи ранг дар вақти муайяни \(t\), \(t\) вақт ва \(k\) собити зоҳирии суръати тартиби якум мебошад. Манбаъ:
\[ k=12.16\times10^{-3}\ {\rm min^{-1}} \]
ва
\[ t_{1/2}=57.5\ {\rm min} \]
арзишҳоро гузориш мекунад.
Дар кинетикаи идеалии тартиби якум мафҳуми нимумр аз ҷиҳати консептуалӣ бо муносибати \(t_{1/2}=\ln 2/k\) алоқаманд аст. Ҳангоми татбиқи ин муносибати стандартӣ ба арзишҳои манбаъ натиҷа дар сатҳи тақрибан 57 дақиқа ҳосил мешавад; ин санҷиш натиҷаи нави таҷрибавӣ нест ва танҳо барои шарҳ додани он аст, ки арзишҳои гузоришшудаи \(k\) ва \(t_{1/2}\) дар миқёси математикии наздик қарор доранд.
Ёддошти графикии дохили манбаъ: Ҳарчанд матн кинетикаро ба шакли \(\ln(C/C_0)=-kt\) таъриф мекунад, дар панели дахлдори график меҳвари амудӣ ҳамчун \(C/C_0\) нишон дода шуда, ҳамчунин “slope 0.005281” ва “rate 0.01216” ҳамчун ду рақами гуногун навишта шудаанд. Сабаби фарқ кардани ин арзишҳо дар манбаъ шарҳ дода нашудааст.
Таҷрибаи гирифтани радикал
Манбаъ бо илова кардани моддаҳои гуногуни scavenger таҳқиқ кардааст, ки кадом навъи реактивӣ дар таҷзияи AMR бештар бартарӣ дорад. Азбаски ҳангоми илова кардани изопропанол таҷзия бештар аз ҳама коҳиш ёфт, муаллифон инро ҳамчун радикали гидроксил OH• навъи фаъоли бартаридошта мебошад тафсир кардаанд.
Ин натиҷа барои механизм як ишораи таҷрибавӣ аст; маънои онро надорад, ки ҳамаи реаксияҳои мобайнӣ як ба як бевосита бо спектроскопия мушоҳида шудаанд.
Чаро TOC аз ченкунии абсорбсия фарқ мекунад?
Аз байн рафтани ранги намоёни ранг худ аз худ нишон намедиҳад, ки молекула пурра то CO₂ ва маҳсулоти хурди ғайриорганикӣ таҷзия шудааст. Ҳангоми вайрон шудани қисми хромофории рангоранги молекула дигар маҳсулоти мобайнии органикӣ метавонанд дар муҳит боқӣ монанд.
Карбони умумии органикӣ (TOC) аз ҳамин сабаб барои арзёбии он истифода шуд, ки миқдори карбони органикӣ дар маҳлул бо мурури вақт кам мешавад ё не. Манбаъ дар охири 125 дақиқа хориҷшавии максималии тақрибан %90 TOC-ро гузориш мекунад.
Аммо коҳиши TOC шахсият ё заҳрнокии маҳсулоти ниҳоии ҷудогонаро муайян намекунад. Манбаъ муайянкунии васеи маҳсулоти мобайнӣ ё таҳлили заҳрнокии маҳсулотро гузориш намекунад.
Оптимизатсияи фотокатализ
| Тағйирёбанда | Шарти таҳқиқшуда / гузоришшуда | Натиҷаи манбаъ |
|---|---|---|
| Консентратсияи ибтидоии AMR | 5-50 ppm | Манбаъ оптимумро 40 ppm медиҳад. |
| pH | Дар графики манбаъ тақрибан pH 2,5-7,5 | Манбаъ оптимумро pH 6 медиҳад. |
| Миқдори катализатор | Дар график 5-25 mg | Матн оптимумро 20 mg медиҳад. |
| Вақт | 125 дақиқа | Тақрибан %90 таҷзия |
Фарқи 40 mg - 20 mg: Дар шарҳи таҷрибаи асосӣ ва бахши натиҷаҳои фотокатализ гуфта мешавад, ки 40 mg La-CdO истифода шудааст, дар ҳоле ки бахши оптимизатсия 20 mg-ро миқдори оптималии катализатор гузориш мекунад. Ин ду шарт набояд ҳамчун як нуқтаи таҷрибавӣ муттаҳид карда шаванд.
Нури офтоб - терминологияи UV: Гарчанде қисми зиёди мақола дар бораи фотокатализ дар зери нури табиии офтоб сухан мегӯяд, дар як ҷумлаи бахши оптимизатсия “125 minutes of UV light exposure” навишта шудааст. Азбаски таҷҳизоти ҷудогонаи лампаи UV ё модели лампа тавсиф нашудааст, Verianla онро ҳамчун системаи дуюми мустақили таҷрибаи UV фарз накардааст.
Фарқи тартиби панелҳо: Шарҳи шакли манбаъ панел (b)-ро миқдори катализатор ва панел (c)-ро pH таъриф мекунад. Матн бошад барои pH ба Fig.16b ва барои миқдори катализатор ба Fig.16c ишора мекунад. Азбаски тасвири манбаъ аз нав кашида нашудааст, ин фарқ танҳо ҳамчун ёддошти методологӣ нигоҳ дошта шудааст.
Механизми фотокаталитикии пешниҳодкардаи манбаъ
Манбаъ пешниҳод мекунад, ки ҳангоми фурӯ бурдани энергияи рӯшноӣ аз ҷониби La-CdO электронҳо аз минтақаи валентӣ ба минтақаи гузаронандагӣ ҳаяҷон ёфта, ҷуфтҳои электрон-холигӣ ба вуҷуд меоянд. Маркази механизм аз он иборат аст, ки электронҳои минтақаи гузаронандагӣ бо O₂-и адсорбсияшуда таъсир карда радикали супероксид, ва холигиҳо тавассути намудҳои об/гидроксил намудҳои реактивии оксидкунанда ба вуҷуд меоранд.
Дар манбаъ механизм ба таври схемавӣ бо қадамҳои реаксияи зерин дода шудааст:
\[ {\rm La-CdO\ NPs}+{\rm UV\ energy} \rightarrow {\rm La-CdO^*(Energy)} \]
\[ {\rm La-CdO^*(Energy)} \rightarrow {\rm La-CdO^*}(h^+ + e^-) \]
\[ {\rm La-CdO^*}(e^-)+O_2 \rightarrow O_2^{\bullet-} \]
\[ O_2^{\bullet-}+H_2O \rightarrow OH^\bullet+OH^- \]
\[ O_2^{\bullet-}\ {\rm ve}\ OH^\bullet \rightarrow CO_2+{\rm kaynakta\ “harmless\ byproducts”\ olarak\ adlandırılan\ ürünler} \]
Ин ифодаҳо қадамҳои схемавии механизми дар манбаъ пешниҳодшуда мебошанд. Онҳо набояд ҳамчун маҷмӯи пурраи реаксияҳои стехиометрӣ арзёбӣ шаванд, ки ҳамаи марҳилаҳои мобайнии кимиёвии пурра ва мувозинатшуда, ҳамаи маҳсулоти дорои карбон ё заҳрнокии маҳсулоти ниҳоиро нишон медиҳанд.
Натиҷаҳое, ки таҳқиқот бевосита дастгирӣ мекунад
- Нанозарраҳои асосёфта ба CdO бо иловаи La тавассути усули сӯзиши маҳлул омода шудаанд.
- Маълумоти PXRD, TEM, SAED ва XPS аз ҷониби манбаъ ҳамчун мувофиқ бо сохтори кристаллии CdO ва иловаи La тафсир шудаанд.
- Дар HRTEM фосилаи шабакаи 0,27 nm ба ҳамвории (111) нисбат дода шудааст.
- Дар арзёбии UV-Vis/DRS-Tauc барои La-CdO паҳнои минтақаи манъшудаи оптикии 2,75 eV гузориш шудааст.
- Электроди La-CdO-графит дар 0,1 M HCl сигналҳои CV вобаста ба илова кардани Li⁺ ва Hg⁺ нишон додааст.
- Манбаъ барои Li⁺ LOD 0,24 mM ва LOQ 0,68 mM гузориш мекунад.
- Манбаъ барои Hg⁺ LOD 0,137 mM ва LOQ 0,415 mM гузориш мекунад.
- Барои шохаҳои регрессияи Hg⁺ дар матни асосии манбаъ R²=0,9508 ва 0,9232 дода шудааст.
- Гузориш шудааст, ки сигнал дар панҷ даври пайдарпайи CV асосан нигоҳ дошта шудааст.
- Дар таҷрибаи La-CdO + AMR + рӯшноӣ дар 125 дақиқа тақрибан %90 таҷзия гузориш шудааст.
- Собити суръати фотокаталитикӣ 12,16×10-3 min-1 ва нимумр 57,5 дақиқа дода шудаанд.
- Бар асоси таҷрибаи гирифтани изопропанол радикали OH• ҳамчун навъи оксидкунандаи бартаридошта тафсир шудааст.
- Манбаъ дар охири 125 дақиқа то %90 хориҷшавии TOC-ро гузориш мекунад.
Натиҷаҳое, ки таҳқиқот бевосита дастгирӣ намекунад
- Муайянкунии Li⁺/Hg⁺ дар оби воқеии нӯшокӣ, оби партов, экстракти хок ё намунаи биологӣ нишон дода нашудааст.
- Азбаски панели васеи интерференсия бо ҳузури якҷояи ионҳои дигар гузориш нашудааст, интихобпазирии матритсаи воқеӣ пурра тасдиқ нашудааст.
- Фарқи байни R²=0,9570 дар хулоса барои Li⁺ ва R²=0,0954 ва 0,0671 дар шаклҳои регрессия ҳал нашудааст.
- Ифодаи “Trace-level” воқеияти миллимолярӣ будани фосилаи таҷрибаро тағйир намедиҳад.
- Баъзе потенсиалҳои қуллаи Hg⁺ ва Li⁺, ки дар манбаъ дода шудаанд, берун аз равзанаҳои сканкунии зикршуда мебошанд; Verianla онҳоро бо арзишҳои “ислоҳшуда” иваз накардааст.
- Фарқи CSP байни 210 F/g ва 273 F/g дар манбаъ шарҳ дода нашудааст.
- Санҷиши панҷдавра умри дарозмуддати саҳроӣ ё устувории дастгоҳи тиҷоратиро исбот намекунад.
- Таҷрибаҳои фотокатализ дар оби партови воқеии саноати нассоҷӣ анҷом дода нашудаанд.
- Коҳиши TOC худ аз худ исбот намекунад, ки ҳамаи маҳсулоти таҷзия аз ҷиҳати токсикологӣ безараранд.
- Манбаъ истеҳсоли саноатии маҳсулот, таҳлили давраи ҳаёт ё калонкунии иқтисодии миқёсро санҷида нашудааст.
- Баромадани наномаводи дорои Cd ба муҳити зист ё шориши металл пас аз раванд дар ин таҳқиқот арзёбӣ нашудааст.
Носозгориҳои асосии дохилии манбаъ
| Мавзӯъ | Ифодаи манбаъ 1 | Ифодаи манбаъ 2 |
|---|---|---|
| Прекурсори синтез | Усул: La(NO₃)₃·6H₂O + Cd(NO₃)₂ | Дар тасвири синтез ҳамчунин Fe(NO₃)₃·9H₂O мавҷуд аст. |
| Андозаи La-CdO | Матн: тақрибан 18 nm | Миёнаи Ҷадвали 1: 21,13 nm |
| Иқтидори хос | Хулоса: 273 F/g | Бахши электрохимия: 210 F/g |
| Суръатҳои асосии сканкунии CV | Тавзеҳи графики CV: 0,01-0,05 V/s | Матни натиҷа: 1-5 mV/s |
| Ҷараёни максималии Li⁺ | Хулоса: 4,3×10-6 A/cm² | Матни асосӣ: 4,6×10-5 A/cm² |
| Регрессияи Li⁺ | Хулоса: R²=0,9570 | Дар графикҳои регрессия R²=0,0954 ва 0,0671 |
| Потенсиали қуллаи Li⁺ | Равзанаи потенсиал ҳадди аксар +1,0 V навишта шудааст. | Яке аз қуллаҳо +1,82 V гузориш шудааст. |
| Потенсиали қуллаи Hg⁺ | Равзанаи потенсиал +1,0 ila -1,0 V | Яке аз қуллаҳо +1,4 V гузориш шудааст. |
| Ҷараёни максималии Hg⁺ | Хулоса: 0,0052 A/cm² | Матни асосӣ: 0,0054 A/cm² |
| Миқдори катализатори фотокатализ | Таҷрибаи асосӣ/натиҷа: 40 mg | Оптимизатсия: оптимум 20 mg |
| Таърифи рӯшноӣ | Аксари бахшҳо: нури офтоб | Ҷумлаи оптимизатсия: UV light exposure |
| Тартиби панелҳои фотокатализ | Шарҳи шакл: (b) миқдори катализатор, (c) pH | Матн: барои pH (b), барои миқдори катализатор (c) |
| Намоиши кинетика | Матн: ln(C/C0)=-kt | Меҳвари график: C/C0; дар график slope 0,005281 ва rate 0,01216 якҷо навишта шудаанд. |
Маҳдудиятҳои асосии методологӣ
Таносуби таркиби электрод ва тартиби муфассали истеҳсол дар мақолаи мавҷуда дубора дода нашуда, ба кори қаблӣ равона карда шудаанд. Тартиби омода кардани экстракти растанигӣ низ ҳамин тавр аз кори қаблӣ гирифта мешавад. Ин ҳолат бозтавлидкунии пурраи усулро танҳо аз ин мақола маҳдуд мекунад.
Таҳқиқоти сенсор ба ҷойи намунаҳои воқеии муҳити зист ба маҳлулҳои лаборатории дар 0,1 M HCl омодашуда асос меёбанд. Санҷиши васеи интерференсия, таҳқиқоти барқарорсозӣ дар намунаи воқеӣ ва муқоисаи кӯр бо усули истинодии таҳлил гузориш нашудааст.
Гарчанде графикҳо барои такроршавандагӣ ва бозтавлидшавандагӣ нишон дода шудаанд, шумораи такрори таҷриба, инҳирофи стандартӣ/RSD ва таҳлили васеи хатогӣ дода намешаванд.
Панҷ даври истифодаи дубора дар бахши фотокатализ арзишманд аст, аммо арзёбии устувории дарозмуддат, талафи катализатор, шориши Cd/La ё таъсири ҷузъҳои оби партови воқеӣ ба иҷро берун аз доираи ин таҳқиқот мебошад.
Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул
Унвони аслӣ: Recent advances in selective and sensitive electrochemical spotting of toxic mercury (Hg+) and lithium (Li+) ions utilizing modified La-CdO/CdO electrode and its photocatalytic applications
Муаллифон: B. S. Surendra; H. N. Sowmya; B. R. Vidya; R. Shruthi; B. P. Deepthi; M. Bhaskar; Kar-Ban Tan; H. C. Ananda Murthy; Kah-Yoong Chan.
Тартиби муаллифон: Тартиби дар манбаъ додашуда нигоҳ дошта шудааст.
Муаллифони масъул: H. C. Ananda Murthy ва Kah-Yoong Chan.
Саҳми баробар: Дар манбаъ изҳороти ҳаммуаллифи аввал/саҳми баробар мавҷуд нест.
Аффилиатсия 1: Department of Chemistry, Dayananda Sagar College of Engineering, Bengaluru-560078, India.
Аффилиатсия 2: Department of Civil Engineering, Dayananda Sagar College of Engineering, Bangalore 560078, India.
Аффилиатсия 3: Department of Civil Engineering, G Madegowda Institute of Technology, Mandya-571422, India.
Аффилиатсия 4: Department of Civil Engineering, BGS Institute of Technology, Adichunchanagiri University, B.G. Nagara, Bellur Cross, Nagamangala, Mandya-571448, India.
Аффилиатсия 5: Department of Civil Engineering, Dayananda Sagar Academy of Technology and Management, Bengaluru-560082, India.
Аффилиатсия 6: Department of Chemistry, Centre for Nanoscience & Nanotechnology, Global Academy of Technology, Ideal Homes Township, R R Nagar, Bangalore-560098, India.
Аффилиатсия 7: Department of Chemistry, Faculty of Science, Universiti Putra Malaysia, 43400 Serdang, Selangor, Malaysia.
Аффилиатсия 8: Department of Applied Chemistry, School of Applied Sciences, Papua New Guinea University of Technology, Lae, Morobe Province, 411, Papua New Guinea.
Аффилиатсия 9: Centre for Advanced Devices and Systems, Centre of Excellence for Robotics and Sensing Technologies, Multimedia University, Persiaran Multimedia, Cyberjaya, 63100, Selangor, Malaysia.
Аффилиатсия 10: Faculty of Artificial Intelligence and Engineering, Multimedia University, Persiaran Multimedia, Cyberjaya, 63100, Selangor, Malaysia.
Маҷалла: Scientific Reports.
Ношир: Springer Nature.
DOI: 10.1038/s41598-026-62828-1
Навъи манбаъ: Мақолаи таҷрибавии таҳқиқотӣ; синтези наномавод, тавсифи мавод, сенсори электрохимиявӣ ва таҳқиқоти фотокатализ.
Версияи боршуда: Accepted Article Manuscript / Article in Press. PDF ошкоро мегӯяд, ки он версияи дастрасии барвақтии пеш аз нашри ниҳоӣ ва таҳрирнашуда мебошад.
Сабти ҷории библиографӣ: Scientific Reports, Ҷилди 16, Мақолаи 33551 (2026). Сабти расмӣ санаи нашри 24 Июл 2026-ро нишон медиҳад.
Санаи қабул: 28 Апрел 2026.
Санаи пазируфта шудан: 14 Июл 2026.
Ҳолати баррасии ҳамтоён: Мақолаи таҳқиқотии баррасишуда, ки дар Scientific Reports қабул ва нашр шудааст; файли боршуда версияи Article in Press пас аз қабул мебошад.
Литсензия: Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0).
Натиҷаи визуалии литсензия: Ба сабаби шарти NoDerivatives графикҳои манбаъ, микроскопия, схемаи таҷриба ва тасвирҳои механизм мутобиқ карда аз нав кашида нашудаанд. Рақамҳои илмӣ ва робитаҳои воқеӣ тавассути ҷадвалҳо ва шарҳҳои мустақили Verianla интиқол дода шудаанд.
Равиши асосии синтез: Усули сӯзиши маҳлули обии прекурсорҳои La(NO₃)₃·6H₂O ва Cd(NO₃)₂ бо 0,5 mL “green fuel” аз Zingiber Officinale; 15 дақиқа омехтакунӣ дар 600 rpm ва кӯраи муфелии 450 °C.
Тавсиф: PXRD, SEM-EDX/EDAX, TEM/HRTEM/SAED, XPS, FT-IR ва UV-Vis/DRS.
Усули электрохимиявӣ: CV ва EIS; Ag/AgCl истинодӣ, Pt муқобил, электроди кории La-CdO/CdO, 0,1 M HCl.
Фосилаи кори сенсор: Барои Li⁺ ва Hg⁺ 1-5 mM; дар таҷрибаҳои сенсор 30 mV/s.
Системаи фотокаталитикӣ: Ранге, ки дар манбаъ “Amranth (AMR)” навишта шудааст; фотокатализи La-CdO дар зери рӯшноӣ; таҳлилҳои абсорбсия, фоизи таҷзия, истифодаи дубора, кинетика, scavenger ва TOC.
Сохтори оморӣ: Манбаъ дар регрессияҳо арзишҳои R²-ро истифода мекунад. Ғайр аз ин, арзиши p, фосилаи эътимод, таҳлили васеи дисперсия ё андозаи таъсири таҷрибавӣ гузориш нашудааст.
Маблағгузорӣ: “No funds received.” Муаллифон гузориш кардаанд, ки барои ин таҳқиқот маблағ гирифта нашудааст.
Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон изҳор мекунанд, ки манфиатҳои рақобаткунанда вуҷуд надоранд.
Дастрасии маълумот: Гуфта шудааст, ки маълумот бо дархости асоснок пешниҳод мешавад.
Саҳми муаллифон: B. S. Surendra: supervision, design, investigation, data analysis ва навиштани мақолаи ниҳоӣ; H. N. Sowmya: formal analysis; B. R. Vidya ва R. Shruthi: visualization ва methodology; B. P. Deepthi ва M. Bhaskar: data curation ва validation; Kar-Ban Tan, H. C. Ananda Murthy ва Kah-Yoong Chan: resources, final editing ва review.
Камбудиҳои муҳими бозтавлидшавандагӣ: Мақолаи мавҷуда тартиби муфассали экстраксияи green-fuel ва таносуби дақиқи таркиби электроди La-CdO-графитро дар бахши усули худ намедиҳад ва ба корҳои қаблӣ ишора мекунад. Илова бар ин, баъзе рақамҳо/нишонаҳои электрохимиявӣ ва фотокаталитикӣ дар дохили манбаъ бо ҳам мувофиқат намекунанд.
Ҳадди асосии тафсир: Таҳқиқот иҷрои мавод, сенсор ва фотокатализро дар миқёси лабораторӣ меомӯзад. Интихобпазирӣ дар намунаи воқеии муҳити зист, миқёси саноатӣ, устувории дарозмуддати саҳроӣ ё бехатарии ҳамаи маҳсулоти таҷзия бо ин таҳқиқот исбот нашудааст.
Шарҳ гузоред
Нишонии почтаи электронии шумо нашр намешавад. Майдонҳои ҳатмӣ бо * нишон дода шудаанд