Mesoporous کاربن پر Phenylethanoid Glycosides کا انتہائی موثر جذب

تعارف

Cistanche tubulosa ایک Orobanchaceae پرجیوی پودا تھا (Li et al., 2016; Wang X. et al., 2017)، اور یہ بنیادی طور پر Tamarix پودوں اور Calotropis پرجاتیوں کی جڑوں پر اگتا ہے (Zhang W. et al.، 2016; Yan et al. al.، 2017)۔Cistanche tubulosaاصل میں شین نونگ کی چینی میٹیریا میڈیکا میں ریکارڈ کیا گیا تھا۔ 100 BC Cistanche tubulosa کی نشوونما اور کاشت کے لیے شدید ماحولیاتی حالات کی ضرورت تھی، اور اسے شمالی نصف کرہ کی بنجر زمینوں اور صحراؤں، جیسے کہ سنکیانگ کے صوبوں، اندرونی منگولیا، گانسو، چنگھائی، اور چین کے ننگزیا خودمختار علاقے میں بڑے پیمانے پر لگایا گیا تھا۔ (You et al.، 2016)۔ Cistanche tubulosa ایک قیمتی چینی ٹانک جڑی بوٹی تھی جس میں گردے کی پرورش، بڑھاپے کو روکنے، خون کے جوہر کو بڑھانے، اور بڑی آنتوں کو مفت پاخانے کے لیے نم کرنے کے کام ہوتے ہیں (Gu et al., 2016; Shimada et al., 2017; Cui et al.، 2018)، اور اس میں بی ہے۔een شہرت "صحراوں کے Ginseng" کے طور پر (Song et al.، 2016؛ Wang et al.، 2018)۔ Cistanche tubulosa سرکاری طور پر چینی فارماکوپیا میں اس کے مستند ماخذ کے طور پر درج کیا گیا تھا۔Cistanches ہرba(چینی نام: Roucon-strong) 2005 ایڈیشن سے (Wang T. et al., 2016; Pei et al., 2019)۔

جنسی فعل کو بہتر بنانے کے لیے نیچرل سیسٹینچ ٹیبلوسا PHGS75% ECH 30% ACT 12%

پچھلے مطالعات میں Cistanche tubulosa کے کئی اہم کیمیائی اجزاء کا انکشاف ہوا ہے، بشمول PhGs، iridoids، اور polysaccharides (Li et al.، 2018a)۔ PhGs کے ڈھانچے بنیادی طور پر cinnamic acid اور phenyl ethyl الکحل پر مشتمل تھے جو ester اور glycosidic linkages (Luo et al., 2010) کے ذریعے گلوکوپائرینوز سے منسلک تھے، اور PhGs کو Cistanche tubulosa کے اہم فعال اجزاء کے طور پر شمار کیا جاتا ہے جس میں مختلف قسم کے ہوتے ہیں۔ فارماسولوجیکل سرگرمیاں (لیاؤ ایٹ ال۔، 2018)۔ مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ پی ایچ جی میں متعدد دواؤں کی خصوصیات ہیں، جیسے نیورو پروٹیکشن، امیون ریگولیشن، اینٹی سوزش، جگر کی حفاظت، اور اینٹی آکسیڈینٹ (Aiello et al., 2015; Shiao et al., 2017; Wu et al., 2018, 2019)۔ phytochemical evaluations کے مطابق، PhGs جیسےechinacoside، اور acteosideCistanche tubulosa (Li et al., 2017b) کے اہم فعال اجزاء اور مارکر سمجھے جاتے تھے، جنہیں عام طور پر Cistanche tubulosa کے معیار کی جانچ کے لیے مارکر مرکبات کے طور پر منتخب کیا جاتا تھا اور Cistanche کی انواع کو ان مرکبات کے ذریعے پہچانا جاتا تھا۔ PhGs قدرتی طور پر پانی میں گھلنشیل مرکبات پائے جاتے تھے کیونکہ ان کے مالیکیول میں بہت سے ہائیڈروکسیل گروپس اور فینولک ہائیڈروکسیل گروپس تھے۔ اس طرح، پی ایچ جی کو پانی کے محلول میں Cistanche tubulosa سے الگ کیا جا سکتا ہے۔

قدرتی مصنوعات کی علیحدگی اور تطہیر کے لیے بہت سے طریقے تیار کیے گئے ہیں جن میں جذب (Liu et al.، 2016)، جھلیوں کی علیحدگی (Zhang et al. et al., 2015a,b; Wang S. et al., 2016 Zhang H. et al., 2016)۔ تاہم، جھلیوں کی علیحدگی اور سالوینٹس نکالنا بڑے پیمانے پر تیاری کے لیے موزوں نہیں تھے اور ان کے لیے مصنوعات کی اعلیٰ بحالی کا حصول مشکل تھا (Zhang et al.، 2018a)۔ جذب قدرتی مصنوعات کی علیحدگی کے لیے سب سے زیادہ وسیع پیمانے پر اختیار کیے جانے والے طریقوں میں سے ایک تھا (Wang S. et al.، 2016؛ Konggidinata et al.، 2017)۔ ان کے منفرد اور ٹیون ایبل تاکنا ڈھانچے، اونچی سطح کے علاقوں اور مکینیکل استحکام کی وجہ سے، میسوپورس کاربن (2 اور 50 nm کے درمیان تاکنا سائز) جذب کرنے والی قدرتی مصنوعات کے لیے ایک قسم کے موثر جذب کرنے والے ثابت ہوئے ہیں۔ مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ میسوپورس کاربن میکرو مالیکیولز کو جذب کرنے کے لیے زیادہ موزوں تھے، جیسے کہ کن ایٹ ال کے ذریعے میسوپورس کاربن استعمال کیے گئے ہیں۔ eucommia ulmoides کے پتوں سے chlorogenic acid کی افزودگی کے لیے (Qin et al.، 2018)۔ لی وغیرہ۔ ہائیڈرو تھرمل ٹریٹمنٹ اپروچ کے ذریعے دو میسوپورس کاربن کی ترکیب کی اور پانی سے بربیرین ہائیڈروکلورائڈ اور میرین کے لیے دو میسوپورس کاربن کی جذب کارکردگی کا جائزہ لیا (Li et al.، 2018b)۔ اسے ایک انتہائی موثر جذب کرنے والا مواد سمجھا جاتا تھا (Zhang et al., 2013; Tian et al., 2015; Zhou et al., 2016)۔ مزید برآں، گندے پانی سے خوشبو دار مرکبات، رنگوں، اور بھاری دھاتوں کو جذب کرنے کے لیے میسوپورس کاربن بھی لاگو کیے گئے ہیں (Kong et al.، 2016)۔ پہلے شائع شدہ کاموں میں، Liu et al. Cistanche tubulosa سے PhGs کو جذب کرنے کے لیے ایک macroporous رال کا استعمال کیا، اور PhGs کی پاکیزگی میں اضافہ ہوا لیکن جذب کرنے کی صلاحیت اور desorption کی شرح کم تھی۔ macroporous رال کے مقابلے میں، mesoporous کاربن میں ایک بڑے مخصوص سطح کے علاقے، مناسب تاکنا سائز، اور ایک اعلی تاکنا والیوم کی خصوصیات تھیں۔ لہذا، میسوپورس کاربن کو پی ایچ جی کے لیے انتہائی موثر جذب کرنے والا سمجھا جاتا تھا۔ اس مطالعہ میں، تین قسم کے میسوپورس کاربن کو پی ایچ جی کو Cistanche tubulosa سے الگ کرنے اور صاف کرنے کے لیے جذب کرنے والے کے طور پر منتخب کیا گیا تھا۔

اس کام کا بنیادی مقصد Cistanche tubulosa سے PhGs کو الگ کرنے اور صاف کرنے کے لیے CMK-3 کی جذب کی کارکردگی کو دریافت کرنا تھا۔ CMK- 3 کی جذب کارکردگی پر مختلف ارتکاز، pH، اور درجہ حرارت کے اثرات کی چھان بین کی گئی اور PhGs کی جذب کرنے کی بہترین حالتوں کی جانچ کی گئی۔ میسوپورس کاربن کی خصوصیت FT-IR، BET، TEM، اور TGA تھی، اور جذب کرنے والے آئسوتھرم اور حرکیات کو تفصیل سے انجام دیا گیا اور تجزیہ کیا گیا۔

جنسی فعل کو بہتر بنانے کے لیے نیچرل سیسٹینچ ٹیبلوسا PHGS75% ECH 30% ACT 12%

تجربات

مواد اور ری ایجنٹس

Cistanche tubulosa stem Congrongtang Biological Technology Co., Ltd. (Sinjiang) سے خریدا گیا تھا۔ کے معیاراتechinacoside(98% سے زیادہ یا اس کے برابر پیوریٹیز) اور ایکٹیوسائیڈ (98% سے زیادہ یا اس کے برابر پیوریٹیز) سنی بائیوٹیک کمپنی لمیٹڈ (شنگھائی) سے خریدی گئیں۔ HLPC کا Acetonitrile، methanol، اور acetic acid Thermo Fisher Scientific Co., Ltd. (شنگھائی) سے خریدا گیا تھا۔ تجزیاتی گریڈ کا ایتھنول یونگ شینگ فائن کیمیکل کمپنی لمیٹڈ (تیانجن) سے خریدا گیا تھا۔ آرڈرڈ میسوپورس کاربن (CMK-3)، ڈس آرڈرڈ میسوپورس کاربن (DMC)، اور تھری ڈائمینشنل کیوبک آرڈرڈ میسوپورس کاربن (CMK-8) Xianfeng Nano Material Technology Co., Ltd (Nanjing) سے خریدے گئے تھے۔

خصوصیت

200 KV پر چلنے والی ٹرانسمیشن الیکٹران مائیکروسکوپی (TEM, Tecnai G2 F20) کا استعمال کرتے ہوئے تیار کردہ نمونوں کی مورفولوجی اور مائکرو اسٹرکچر کی چھان بین کی گئی۔ ٹی ای ایم کے نمونے محیطی حالات میں ایتھنول محلول کی بوندوں کو میسوپورس مواد کے ساتھ کاربن فلموں پر Cu grids کے تعاون سے جمع کرکے تیار کیے گئے تھے۔ عام طور پر، مائکروسکوپ کی ریزولیوشن کو بڑھانے کے لیے ایک چھوٹی طول موج کے ساتھ روشنی کا ذریعہ منتخب کیا گیا تھا، اور میسوپورس کاربن کی ساخت کا مشاہدہ کیا جا سکتا ہے۔ سطح کے فنکشنل گروپس کو فوئیر ٹرانسفارم انفراریڈ سپیکٹروسکوپی (FT-IR، AVATAR360) کے ذریعے اورکت شعاعوں اور مادے کے مالیکیولز کے درمیان تعامل کا استعمال کرتے ہوئے معیار کے مطابق ماپا گیا۔ FT-IR ایک کشیدہ کل عکاسی طریقہ ٹیسٹ کا استعمال کرتا ہے، حالات 2 cm−1 کے سٹیپ سائز کے تھے اور اسکیننگ رینج 4,000–400 cm−1 تھی۔ جسمانی ساخت کے اعداد و شمار جیسے کہ سطح کا مخصوص رقبہ، تاکنا کا سائز، اور میسوپورس کاربن کا تاکنا حجم جس کا حساب Brunauer-Emmett-Teller (BET, ASAP 2460) کے ذریعے کیا گیا ہے۔ adsorbent کے لیے طریقہ کار مندرجہ ذیل تھا: mesoporous carbons کو 12 h کے لیے 60◦C پر ڈیگاس کیا گیا، اور N2 ادسورپشن-desorption منحنی خطوط کو −196◦C پر جانچا گیا تاکہ سطح کے مخصوص رقبہ، تاکنا کا سائز، اور سوراخ کے حجم کا حساب لگایا جا سکے۔ mesoporous کاربن. Thermo gravimetric analyzer (TGA, STA 449 F3) ایک ایسا آلہ ہے جو تھرمو گریوی میٹرک کو کسی مادہ کے درجہ حرارت کے بڑے پیمانے پر تعلق کا پتہ لگانے کے لیے استعمال کرتا ہے، اور TGA کسی مادے کے بڑے پیمانے کو پروگرام درجہ حرارت کنٹرول کے تحت درجہ حرارت کے کام کے طور پر ماپتا ہے۔ TGA ڈیٹا TGA کا استعمال کرتے ہوئے 30 سے ​​800◦C کے درجہ حرارت میں 10◦C/min کی حرارتی شرح پر ہوا کے ماحول میں حاصل کیا گیا تھا۔

HPLC تجزیہ

ایچیناکوسائیڈ اور ایکٹیوسائیڈ کے مواد کا پتہ ہائی پرفارمنس مائع کرومیٹوگرافی (HPLC، Waters Co., USA) کے ذریعے کیا گیا۔ اس سسٹم میں آٹو سیمپلر، ہائی پریشر پمپ، اور الٹرا وائلٹ (UV) ڈیٹیکٹر شامل تھا۔ تجزیہ ایک ہم آہنگی C18 کالم (100Å, 5µm, 4.6 × 250 mm) پر کیا گیا تھا۔ HPLC نے نمونوں کو الگ کرنے اور ان کا پتہ لگانے کے لیے گریڈینٹ ایلیوشن کا طریقہ استعمال کیا۔ انجیکشن لوپ کا حجم 10µm تھا، کالم کا درجہ حرارت 30◦C تھا، UV سپیکٹرو فوٹومیٹر کی کھوج کی طول موج 330 nm تھی، بہاؤ کی شرح 1 ملی لیٹر فی منٹ تھی اور موبائل فیز تھا (A) acetonitrile اور (B) acetic تیزاب/پانی (1:44، v/v)۔

جذب توازن

CMK- 3 کے لیے جذب کنڈیشن کی اصلاح کا تجربہ ایک مرکب کا استعمال کرتے ہوئے کیا گیا ہے۔ایکٹیوسائیڈ اور اینچانوسائیڈاور بہترین حالات میں، Cistanche tubulosa کے خام عرق کو ادسورپشن سائیکل کے تجربے پر انجام دیا گیا اور جذب کرنے کے تمام تجربات کم از کم 3 بار بار کیے گئے۔ تجربات کے اسی بیچ میں، CMK-8 اور DMC کے میسوپورس کاربن CMK-3 کے متوازی چلائے گئے تھے۔ تین قسم کے میسوپورس کاربن (CMK- 3، DMC، اور CMK-8) ہر ایک 10 ملی گرام کو بالترتیب تین بوتلوں میں شامل کیا گیا۔ پھر بوتل میں C0 (mg/mL) کے ابتدائی ارتکاز کے ساتھ 15 ملی لیٹر نمونہ حل شامل کیا گیا۔ بوتل کو 24 گھنٹے تک 30◦C کے مستقل درجہ حرارت کے شیکر میں رکھا گیا تھا جب تک کہ جذب توازن تک نہ پہنچ جائے۔ پھر 1 ملی لیٹر جذب حل کو 0.22µm فلٹر کے ذریعے فلٹر کیا گیا اور HPLC کے ذریعہ نمونہ کے محلول کے توازن کی حراستی Ce (mg/mL) کا تعین کیا گیا۔

ڈیسورپشن کا تجربہ

پھر میسوپورس کاربن کا ڈیسورپشن تجربہ کیا گیا۔ میتھانول/ایسٹک ایسڈ (9:1, v/v) کے 15 ملی لیٹر کے نیچے جذب شدہ میسوپورس کاربن مخلوط محلول، جسے الٹراسونک کے پانی کے غسل میں 30◦C پر 1 گھنٹے کے لیے رکھا گیا تھا۔ HPLC کے ذریعہ تجزیہ کرنے سے پہلے حاصل کردہ ڈیسورپشن حل کو 0.22 فلٹر سے فلٹر کیا گیا تھا۔

جذب کرنے کی صلاحیت qe (mg/ml) کا اندازہ اس طرح کیا گیا:

جہاں V محلول (mL) کا حجم ہے اور W mesoporous کاربن (g) کا وزن ہے۔

نتائج اور مباحثہ

خصوصیت

شکل 1 تین قسم کے میسوپورس کاربن کا ایک TEM دکھاتا ہے۔ DMC ایک بے ترتیب غیر محفوظ نیٹ ورک تھا، CMK-8 سہ جہتی غیر محفوظ نیٹ ورک کا ڈھانچہ تھا، اور CMK-3 ترتیب شدہ ایک جہتی سوراخ کے ساتھ ایک دھاری دار ڈھانچہ تھا، جو رپورٹ شدہ نتائج سے ملتا جلتا تھا (وانگ et al.، 2006؛ Luo et al.، 2010)۔

شکل 2 میسوپورس کاربن (CMK-3، DMC، اور CMK-8) کے FT-IR سپیکٹرم اور CMK-3 جذب سے پہلے اور بعد میں FT-IR سپیکٹرم دکھاتا ہے۔ یہ شکل 2A سے دیکھا جاسکتا ہے کہ میسوپورس کاربن کی سطحوں پر فعال گروپ بنیادی طور پر آکسیجن پر مشتمل تھے۔ تین قسم کے میسوپورس کاربن کے لیے سپیکٹرا کی مجموعی شکلیں ایک جیسی تھیں۔ میسوپورس کاربن نے 3,423 cm−1 پر چوٹی کا بینڈ دکھایا جو OH کے اسٹریچنگ وائبریشن بینڈ کا حوالہ دیتا ہے۔ 1,580 اور 1,629 cm−1 کے ریجن میں بینڈ کاربونیل اور کاربوکسیل C=O کی کھینچنے والی کمپن سے مطابقت رکھتے ہیں۔ مزید برآں، 1,384 cm−1 پر ہونے والی چوٹی الکحل CO کی کھینچتی ہوئی کمپن پائی گئی، اور 2,922 اور 2,852 cm−1 پر ٹینسائل وائبریشن بالترتیب میتھیلین اور میتھائل گروپس پر CH کے مساوی ہے۔ اس نے اشارہ کیا کہ میسوپورس کاربن کی سطحوں پر موجود آکسیجن پر مشتمل گروپ پی ایچ جی کے مالیکیولز اور میسوپورس کاربن کے درمیان کمزور کیمیائی تعامل کا باعث بن سکتے ہیں۔

شکل 2B جذب سے پہلے اور بعد میں CMK-3 کا FT-IR سپیکٹرا دکھاتا ہے، ایکٹیوسائیڈ، اور اینچانوسائیڈ۔ 1,697 cm−1 پر خصوصیت کی چوٹی ایکٹیوسائیڈ اور اینچانوسائیڈ میں olefin کے C=C سے ماخوذ ہے، جب کہ 1,519–1,423 cm−1 کے علاقے میں بینڈ مہکتی انگوٹھی C= کی کھینچنے والی کمپن چوٹی کے مساوی ہیں۔ {12}}C ایکٹیوسائیڈ اور اینچانوسائیڈ میں۔ 1,604 cm−1 پر ٹینسائل وائبریشن C=O بانڈ تھا اور 1,157 cm−1 کی چوٹی ایکٹیوسائیڈ اور اینچانوسائیڈ میں ایتھر بانڈ کی کھینچنے والی کمپن کی وجہ سے تھی۔ جذب سے پہلے CMK-3 کے FT-IR سپیکٹرم کے مقابلے میں، جذب کے بعد CMK-3 کا FT-IR سپیکٹرم نئی چوٹیاں نمودار ہوا، جو ایکٹیوسائیڈ اور اینچانوسائیڈ کی خصوصیت کی چوٹیوں سے تعلق رکھتی تھیں۔

CMK-3 پر پی ایچ جی کے جذب اور جاذب ساخت کے موازنہ کے لیے N2 ادسورپشن-ڈیسورپشن آئسوتھرم ایک اہم پیرامیٹر تھے۔ شکل 3 پی ایچ جی کے جذب کے بعد بالترتیب CMK-3، CMK-8، DMC، اور CMK-3 کے N2 ادسورپشن-ڈیسورپشن آئسوتھرم کو دکھاتا ہے۔ جیسا کہ شکل 3 سے دیکھا جا سکتا ہے، mesoporous کاربن کا isotherm type-IV isotherm جیسا تھا کہ اس قسم کا isotherm بنیادی طور پر mesoporous تھا، جس میں pore سائز کی حد 2 اور 50 nm کے درمیان تھی (Sanz Pérez et al. ، 2019)۔ جذب اور ڈیسورپشن آئسوتھرم کے درمیان فرق کو کیپلیری سنڈینسیشن رد عمل کی وجہ سے ہسٹریسیس لوپ کا حوالہ دیا گیا تھا۔ کیپلیری کنڈینسیشن ری ایکشنز کے لیے، کیپلیری گاڑھا ہونا سب سے پہلے چھوٹے سوراخوں میں ہوتا ہے (بارسوٹی ایٹ ال۔، 2016)۔ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ CMK-3 میں DMC اور CMK-8 کے مقابلے میں ایک چھوٹا میسوپور تھا، جو کہ ٹیبل 1 کے نتائج سے مطابقت رکھتا تھا۔ CMK-3 کا آئسوتھرم ایک H1 ہسٹریسیس لوپ کی نمائش کرتا ہے جو کیپلیری کنڈینسیشن سے وابستہ تیزی سے تاکنا بھرنے کا اشارہ اور CMK-3 کا تاکنا ڈھانچہ معقول حد تک منظم تھا۔ DMC کا isotherm H3 hysteresis لوپ کی نمائش کرتا ہے، اس قسم کے hysteresis میں pores کے نیٹ ورک کی وجہ سے چھیدوں میں خلل پڑا تھا جس کی وجہ سے غیر متعینہ adsorbent کی ساخت ہوتی ہے۔ CMK-8 isotherms ایک H2 ہسٹریسیس لوپ کی نمائش کرتے ہیں، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ تاکنا کا ڈھانچہ پیچیدہ تھا اور تاکنا کے سائز کی تقسیم ناہموار تھی۔

CMK-3 کے N2 ادسورپشن-desorption isotherms کا موازنہ PhGs کے جذب سے پہلے اور بعد میں کیا گیا۔ جذب کرنے کے بعد CMK-3 کا آئسوتھرم بھی شکل 3B میں ٹائپ IV آئسوتھرم جیسا تھا۔ اس نے اشارہ کیا کہ CMK-3 نے جذب کے بعد اپنی میسوپورس ساخت کو برقرار رکھا۔ جیسا کہ جدول 1 سے دیکھا جا سکتا ہے، جذب کے بعد CMK-3 کی مخصوص سطح اور تاکنے والی مقدار میں واضح کمی واقع ہوئی، جذب سے پہلے اور بعد میں CMK-3 کی مخصوص سطح کا رقبہ 1،{{18} سے کم ہو گیا۔ 98.02 سے 227.75 m2 /g، اور اس کا تاکنا حجم 1.32 سے کم ہو کر 0.42 cm3/g ہو گیا۔ اس نے اشارہ کیا کہ PhGs کے مالیکیول CMK-3 پر جذب کیے گئے تھے۔

Table 1 summarizes the BET-specific surface area, pore volume, and pore size of the four samples. The BET surface areas of CMK-3, DMC, and CMK-8 were 1,098.02, 430.42, and 596.00 m2 /g and the pores volume were 1.32, 0.70, and 0.85 m3 /g, respectively. The pore size of CMK-3 was 4.31 nm, lower than that of CMK-8 (9.58 nm) and DMC (5.18 nm). It can be seen that the pore volume and specific surface area follow the order: CMK-3 >CMK-8 >DMC, while pore size follows the order: DMC >CMK-8 >CMK-3۔

شکل 4 تین قسم کے میسوپورس کاربن (CMK-3، CMK-8، اور DMC) کے TGA منحنی خطوط کو دکھاتا ہے۔ جیسا کہ شکل 4 سے دیکھا جا سکتا ہے، تین قسم کے میسوپورس کاربن میں بڑے پیمانے پر نقصان کے دو الگ الگ مراحل ہوتے ہیں: بڑے پیمانے پر نقصان کا پہلا مرحلہ 100◦C سے پہلے میسوپورس کاربن میں نمی کے بخارات کی وجہ سے تھا، دوسرا بڑے پیمانے پر نقصان کا مرحلہ۔ CMK- 3، DMC اور CMK-8 بالترتیب 660، 427، اور 615◦C پر واقع ہوتا ہے، جو میسوپورس کاربن مواد کے آکسیڈیٹیو تھرمل سڑن سے مطابقت رکھتا ہے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ CMK-3 کا تھرمل سڑن درجہ حرارت CMK-3 اور CMK-8 سے زیادہ تھا، اور CMK-3 کا تھرمل استحکام CMK سے بہتر تھا۔ -8 اور DMC۔

تین میسوپورس کاربن ادسورپشن کارکردگی کا موازنہ چونکہ تین ادسوربنٹ بنیادی طور پر کاربن پر مشتمل ہوتے ہیں، اس لیے پی ایچ جی اور میسوپورس کاربن کے درمیان جذب کا تعامل ایک جیسا سمجھا جاتا تھا۔ لہذا، یہ سمجھا جاتا تھا کہ جذب کی کارکردگی میں فرق میسوپورس کاربن کی جسمانی ساخت میں فرق سے اخذ کیا گیا تھا۔ جدول 2 تین قسم کے میسوپورس کاربن کی جذب کی کارکردگی کو ظاہر کرتا ہے۔ یہ جدول 2 سے دیکھا جا سکتا ہے کہ تین قسم کے میسوپورس کاربن پی ایچ جی کو جذب کر سکتے ہیں، اور CMK-3 کی جذب کی کارکردگی CMK-8 اور DMC سے بہتر تھی۔ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ میسوپورس کاربن کا تاکنا سائز پی ایچ جی کے مالیکیولز سے بڑا تھا، اور تاکنا کا سائز تین میسوپورس کاربن کے جذب کرنے کی صلاحیت کو متاثر کرنے کا بنیادی عنصر نہیں تھا۔ CMK-3 کی جذب کرنے کی صلاحیت اور ڈیسورپشن کی شرحیں بالترتیب 189.37 mg/g اور 94.96% تک تھیں۔ CMK-3 کی جذب کرنے کی صلاحیت CMK-8 سے زیادہ تھی۔ چونکہ CMK-3 کا تاکنا والیوم اور مخصوص سطح کا رقبہ DMC اور CMK-8 سے بڑا تھا، اس نے اشارہ کیا کہ چھید کا حجم اور مخصوص سطح کا رقبہ جذب کی کارکردگی کو متاثر کرنے والے اہم عوامل تھے۔

جذب کی شرائط کی اصلاح CMK-3 کے لیے جذب کے تجربے کی اصلاح دونوں کے مرکب کا استعمال کرتے ہوئے کی گئی ہے۔ایکٹیوسائیڈ اور اینچانوسائیڈ. درجہ حرارت، پی ایچ، اور ارتکاز CMK-3 جذب کی کارکردگی کو متاثر کرنے والے اہم عوامل تھے۔ اس طرح، CMK-3 جذب کی کارکردگی پر اثر انداز کرنے والے ان تین عوامل کے اثرات کی چھان بین کی گئی۔

CMK کی جذب کی کارکردگی پر نمونے کے ارتکاز کا اثر-3

CMK{{0}} کی جذب کارکردگی پر نمونے کے ارتکاز کا اثر تصویر 5 میں دکھایا گیا ہے۔ جیسے جیسے ارتکاز بڑھتا ہے، جذب کی صلاحیت بڑھ جاتی ہے۔ جب نمونے کی حراستی 0.41 mg/g تک پہنچ جاتی ہے تو نمونے کے ارتکاز میں اضافے کے ساتھ جذب کرنے کی صلاحیت مزید نہیں بڑھتی ہے۔ نمونے کی کم ابتدائی ارتکاز پر، جذب کرنے والی فعال سائٹیں نسبتاً کم مقدار میں پی ایچ جی کے مالیکیولز کو جذب کرنے کے لیے کافی تھیں۔ اس کے برعکس، نمونے کی ایک اعلی ابتدائی حراستی میں، adsorbents پر فعال سائٹس کی مقررہ مقدار PhGs کے مالیکیولز کی بڑھتی ہوئی مقدار کو جذب کرنے کے قابل نہیں تھی۔ اس طرح، PhGs کے مالیکیولز کے لیے CMK-3 کی جذب کرنے کی صلاحیت متوازن ہوتی ہے۔

جنسی فعل کو بہتر بنانے کے لیے نیچرل سیسٹینچ ٹیبلوسا PHGS75% ECH 30% ACT 12%

CMK کی جذب کارکردگی پر pH کا اثر-3

شکل 6 CMK کی جذب کارکردگی پر pH کا اثر دکھاتا ہے-3۔ یہ شکل 6 سے دیکھا جا سکتا ہے کہ CMK-3 کے ذریعے PhGs کے جذب کے لیے بہترین pH قدر 6 تھی۔ وجوہات درج ذیل ہیں: PhGs میں فینولک ہائیڈروکسیل گروپس کی ایک بڑی تعداد تھی اور ان کا تعلق کمزور تیزابی مالیکیولز سے تھا، اور مختلف pH قدروں نے PhGs کے مالیکیولز کے آئنائزیشن اور استحکام کو متاثر کیا۔ فینولک ہائیڈروکسیل گروپوں کے آئنائزیشن کو کم پی ایچ ویلیو پر روکا جائے گا، جبکہ پی ایچ جی پر فینولک ہائیڈروکسیل گروپوں کا استحکام اعلی پی ایچ ویلیو پر کم ہوگا۔ PhGs پر فینولک ہائیڈروکسیل گروپس کے روکے ہوئے آئنائزیشن کے نتیجے میں PhGs اور CMK-3 کے درمیان الیکٹرو سٹیٹک تعاملات میں کمی واقع ہوئی، جس سے PhGs کے لیے CMK-3 کی جذب کی کارکردگی میں کمی واقع ہوئی۔ اس طرح، CMK- 3 جذب کے لیے زیادہ سے زیادہ pH 6 تھا۔

CMK کی جذب کی کارکردگی پر درجہ حرارت کا اثر-3

جذب کے عمل میں درجہ حرارت ایک اہم پیرامیٹر تھا۔ درجہ حرارت نہ صرف بیرونی باؤنڈری لیئر انٹرفیس پر پی ایچ جی کے مالیکیولز کے پھیلاؤ کو متاثر کرتا ہے بلکہ جذب کرنے والے سوراخوں کے اندر بھی۔ شکل 7 CMK کی جذب کرنے کی صلاحیت پر درجہ حرارت کا اثر دکھاتا ہے-3۔ درجہ حرارت 30 سے ​​60◦C تک بڑھنے کے ساتھ CMK-3 کی جذب کرنے کی صلاحیت بڑھ جاتی ہے۔ یہ بتایا گیا ہے کہ اس کی بنیادی وجہ یہ تھی کہ عمل کی اینڈوتھرمک نوعیت کی وجہ سے بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ فعال سائٹ میں اضافہ ہوتا ہے، اور جذب کے درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ جذب کرنے والے عناصر کے انٹرا پارٹیکل پھیلاؤ میں اضافہ ہوتا ہے (Peng et al.، 2015) . اس کے علاوہ، PhGs کے مالیکیولز کی نقل و حرکت میں اضافہ ہوا اور بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ ان کی بازی مزاحمت میں کمی واقع ہوئی۔ جب درجہ حرارت 60–80◦C ہوتا ہے تو بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ جذب کرنے کی صلاحیت کم ہو جاتی ہے۔ اس نے اشارہ کیا کہ جذب درجہ حرارت کی زیادہ سے زیادہ قیمت تھی اور یہ کہ پی ایچ جی کے مالیکیولز زیادہ درجہ حرارت پر عدم استحکام کا شکار ہو سکتے ہیں۔ لہذا، جذب کرنے کا بہترین درجہ حرارت 60◦C ہونے کا انتخاب کیا گیا۔

CMK{{0}} کی زیادہ سے زیادہ جذب کی شرائط درج ذیل تھیں: نمونے کا ارتکاز 0.41 mg/g تھا، محلول pH 6 تھا، اور جذب کا درجہ حرارت 60◦C تھا۔ زیادہ سے زیادہ حالات میں، CMK-3 پر خام نچوڑ میں PhGs کی جذب کرنے کی صلاحیت 358.09 ± 4.13 mg/g تھی، جو کہ میکرو پورس رال (HPD300, 94.93 mg/g) پر PhGs کی جذب کرنے کی صلاحیت سے تین گنا زیادہ تھی۔ (Liu et al.، 2013)۔ دریں اثنا، CMK-3 کی ڈیسورپشن کی شرح میکرو پورس رال سے 94.67% زیادہ تھی۔

ادسورپشن آئسوتھرم

ادسورپشن آئیسوتھرم کو شکل 8A میں دکھایا گیا ہے۔ توازن کے ارتکاز میں اضافے کے ساتھ، PhGs کے لیے جذب کرنے کی صلاحیت بڑھ گئی اور سنترپتی کی کیفیت کو پہنچ گئی۔ CMK-3 پر PhGs کی جذب کی کارکردگی کو مزید سمجھنے کے لیے، CMK-3 کے ادسورپشن آئسوتھرمز کو Langmuir اور Freundlich ماڈلز کا استعمال کرتے ہوئے چھان بین کی گئی۔ مختلف ماڈلز سے حاصل کردہ جذب کے پیرامیٹرز جذب کے طریقہ کار پر کچھ مفید معلومات فراہم کرتے ہیں۔ اعداد و شمار 8B، اور C میں CMK-3 ادسورپشن آئسوتھرم کی تصویر کشی کی گئی ہے جو لینگموئیر اور فرینڈلچ ماڈل کے ذریعہ بنائے گئے ہیں۔

Langmuir ماڈل ان مفروضوں پر مبنی تھا کہ جذب جذب کرنے والے کے اندر مخصوص یکساں جگہوں پر ہوتا ہے، جذب شدہ پرجاتیوں کے درمیان کوئی خاص تعامل نہیں ہوتا ہے، اور جاذب کو ایک تہہ کے بعد سیر کیا گیا تھا۔

جذب کرنے والے مالیکیول جاذب سطح پر بنتے ہیں۔ لکیریائزڈ Langmuir isotherm مساوات کو اس طرح لکھا جا سکتا ہے:

فرینڈلچ ماڈل کو عام طور پر ملٹی لیئر اور متضاد سطحوں کی جذب کی خصوصیات کو بیان کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا تھا (وو ایٹ ال۔، 2017)۔ اس کی لکیری شکل درج ذیل ہے:

جہاں qm (mg/g) نظریاتی زیادہ سے زیادہ monolayer جذب کرنے کی صلاحیت ہے، KL (mL/mg) Langmuir مستقل ہے جو جذب کرنے والی توانائی سے متعلق ہے جو adsorbate اور adsorbent کے درمیان تعلق کی عکاسی کرتی ہے (Wu et al.، 2017؛ He et al. , 2019)، KF [(mg/g)•(mL/mg)1/n ] اور n فرینڈلچ مستقل ہیں۔ KF رشتہ دار جذب کرنے کی صلاحیت کا اشارہ ہے، n جذب کرنے کی قوت کی شدت اور بائنڈنگ سائٹس کی ہیٹروجنیٹی سے متعلق ہے، اور 1/n جذب کی موافقت کی نشاندہی کرتا ہے۔

آئیسوتھرم ماڈلز کے پیرامیٹرز کا خلاصہ ٹیبل 3 میں دیا گیا ہے۔ CMK-3 پر PhGs کے جذب ڈیٹا کو بیان کرنے کے لیے Langmuir ماڈل Freundlich ماڈل سے بہتر تھا، جس نے اشارہ کیا کہ CMK پر PhGs کا جذب }} ایک سادہ monolayer جذب کرنے کا عمل تھا (Wang F. et al.، 2017)۔ اس کے علاوہ، آکسیجن پر مشتمل کی موجودگی

CMK{{0}} کی سطح پر فنکشنل گروپس نے PhGs کے جذب کو بڑھایا۔ زیادہ سے زیادہ جذب کی مقدار (qm) 380.70 mg/g تک پہنچ سکتی ہے جو تجرباتی قدر کے برابر تھی۔ اس کے علاوہ، PhGs کی 1/n قدر 0.22 شمار کی گئی، جو کہ<0.5. It indicated that the adsorption of the PhGs on the CMK-3 could take place easily (Fu et al., 2007; Gan et al., 2018). This indicated that the adsorption of PhGs on CMK-3 was not completely a physical adsorption process. PhGs contain multiple hydroxyl groups which might form hydrogen bonds with the oxygen-containing functional groups on the CMK-3 and offer weak chemical adsorption for the adsorption. Therefore, CMK-3 adsorption of PhGs was a complex adsorption process combining physical adsorption with chemisorption. 

جذب حرکیات

شکل 9A میں جذب کے توازن کے وقت کا تعین کرنے کے لیے وقت کے فنکشن کے طور پر CMK-3 جذب کرنے کی صلاحیتوں کی چھان بین کی گئی۔ تحقیقات سے پتہ چلتا ہے کہ توازن جذب کرنے کی شرح بتدریج کم ہوتی جاتی ہے اور جذب کرنے کی صلاحیت توازن کے قریب پہنچنے پر آہستہ آہستہ کم ہوتی جاتی ہے۔ یہ پایا گیا کہ جذب کا توازن 14 گھنٹے کے بعد پہنچ گیا تھا۔ تیز رفتار ابتدائی جذب کی شرح حل میں PhGs اور CMK-3 کے درمیان اعلی ارتکاز کے میلان کی وجہ سے ہو سکتی ہے اور CMK-3 کی سطح پر فعال سائٹس کی بڑی دستیابی تھی۔

ادسورپشن کائینیٹکس کا اندازہ چھدم فرسٹ آرڈر، سیوڈو سیکنڈ آرڈر، اور انٹرا پارٹیکل ڈفیوژن ماڈلز کے استعمال سے کیا گیا۔ سیوڈو فرسٹ آرڈر، سیوڈو سیکنڈ آرڈر ماڈلز، اور پی ایچ جی کو CMK پر جذب کرنے کے لیے انٹرا پارٹیکل ڈفیوژن ماڈلز کے پلاٹ شدہ گرافس کو بالترتیب اعداد 9B–D میں دکھایا گیا ہے۔

حرکیات کے ماڈلز کی لکیری شکل کا اظہار اس طرح کیا گیا ہے:

سیوڈو فرسٹ آرڈر (Li et al., 2017a):

سیوڈو سیکنڈ آرڈر (Tang et al.، 2018):

جہاں K1 (1/min) اور K2 (g/mg·min−1 ) بالترتیب سیوڈو فرسٹ آرڈر ریٹ مساوات اور سیوڈو سیکنڈ آرڈر ریٹ مساوات کے ریٹ مستقل ہیں۔ qe (mg/g) توازن میں نظریاتی جذب کرنے کی صلاحیت ہے۔

انٹرا پارٹیکل ڈفیوژن ماڈل:

جہاں Kp انٹرا پارٹیکل ڈفیوژن کنسٹنٹ (mg/g منٹ) ہے اور C باؤنڈری لیئر اثر (mg/g) کا عکاس ہے۔

qe، شرح مستقل، اور ارتباط کے گتانک کی حسابی قدریں جدول 4 میں دکھائی گئی ہیں۔ سیوڈو سیکنڈ آرڈر ماڈل نے R 2 کی قیمت 0.998 دی، جبکہ R 2 کی قیمت سیوڈو فرسٹ- آرڈر ماڈل 0.84 تھا۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ سیوڈو سیکنڈ آرڈر ماڈل سیوڈو فرسٹ آرڈر ماڈل سے بہتر لکیری تعلق کو ظاہر کرتا ہے۔ شکل 9C سے پتہ چلتا ہے کہ t/qe بمقابلہ t کے لکیری پلاٹ سیوڈو سیکنڈ آرڈر ماڈل کے تجرباتی ڈیٹا کے ساتھ اچھا معاہدہ ظاہر کرتے ہیں۔ سیوڈو سیکنڈ آرڈر کا حساب کیا گیا qe تجرباتی ڈیٹا (ٹیبل 4) سے کافی ملتا جلتا تھا۔ ان نتائج نے اشارہ کیا کہ سیوڈو سیکنڈ آرڈر سیوڈو فرسٹ آرڈر کے مقابلے میں زیادہ موزوں کائینیٹکس ماڈل تھا۔

تاہم، سیوڈو سیکنڈ آرڈر ماڈل کے تشخیصی نتائج ممکنہ جذب میکانزم کا تعین نہیں کر سکتے ہیں۔ یہ عام طور پر قبول کیا گیا تھا کہ جذب حرکیات کو بازی کے طریقہ کار کے ذریعے کنٹرول کیا گیا تھا، جو بیرونی بازی، باؤنڈری لیئر ڈفیوژن، اور انٹرا پارٹیکل ڈفیوژن (ونگ ایٹ ال۔، 2019) پر مشتمل ہے۔ انٹرا پارٹیکل ڈفیوژن ماڈل کا استعمال اس بات کا تعین کرنے کے لیے کیا گیا تھا کہ آیا انٹرا پارٹیکل ڈفیوژن شرح کو محدود کرنے والا مرحلہ تھا۔

انٹرا پارٹیکل ڈفیوژن کو شرح کو محدود کرنے والا مرحلہ کہا جاتا تھا جب qt بمقابلہ t1/2 لکیری تھا۔ انٹرا پارٹیکل ڈفیوژن واحد شرح کو کنٹرول کرنے والا مرحلہ تھا جب وکر اصل سے گزرتا تھا۔ یہ شکل 9D سے دیکھا جا سکتا ہے، انٹرا پارٹیکل ڈفیوژن دو مختلف مراحل سے چل رہا تھا۔ وکر کا پہلا مرحلہ سطح کے جذب کی نمائندگی کرتا ہے۔ دوسرا مرحلہ CMK-3 pores میں انٹرا پارٹیکل ڈفیوژن کی نشاندہی کرتا ہے۔ چونکہ انٹرا پارٹیکل ڈفیوژن پلاٹ اصل سے نہیں گزرا تھا، ماڈل نے اشارہ کیا کہ جذب کرنے کا طریقہ کار ایک سے زیادہ میکانزم تھا اور انٹرا پارٹیکل ڈفیوژن واحد شرح کو محدود کرنے والا مرحلہ نہیں تھا۔ اس طرح، یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ CMK-3 پر PhGs جذب کرنے کا طریقہ کار پیچیدہ تھا کہ بیرونی سطح جذب اور انٹرا پارٹیکل ڈفیوژن دونوں بیک وقت واقع ہوئے تھے۔

بار بار تجربہ

عملی ایپلی کیشنز میں adsorbents کے استعمال اور قدر پر غور کرنے میں دوبارہ قابل استعمال ایک اہم عنصر تھا۔ لہذا، خام نچوڑ کے لیے CMK-3 کی سائیکلک جذب کی کارکردگی کا تجربہ کیا گیا۔ شکل 10 Cistanche tubulosa کے خام عرق کے لیے CMK-3 کے چکراتی جذب کے نتائج دکھاتا ہے۔ شکل 10 سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ CMK-3 کی جذب کرنے کی صلاحیت جذب کے تین چکروں کے بعد 358.09 ± 4.13 mg/g سے 320.78 ± 5.62 mg/g ہو گئی، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ CMK-3 اچھا تھا۔ تکراری قابلیت، اور CMK-3 کو بار بار پی ایچ جی کو جذب کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

نتیجہ

تین قسم کے میسوپورس کاربن پر پی ایچ جی کی جذب کرنے کی خصوصیات کی چھان بین کی گئی اور جذب سے پہلے اور بعد میں میسوپورس کاربن کی خصوصیت کی گئی۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ CMK-3 میں تین ادسوربینٹس (CMK- 3، DMC، اور CMK-8) کے درمیان سب سے بڑا مخصوص سطح کا رقبہ اور سوراخ کا حجم تھا، اور یہ PhGs کے مالیکیولز کو زیادہ مؤثر طریقے سے جذب کر سکتا ہے۔ DMC اور CMK-8 سےCistanche tubulosa کے عرق.کیونکہ CMK-3 کی سطح پر آکسیجن پر مشتمل فنکشنل گروپس PhGs کے مالیکیولز کے لیے ایک بڑی تعداد میں فعال جذب سائٹس فراہم کر سکتے ہیں۔ اس کے علاوہ، ہائیڈروجن بانڈز PhGs کے ہائیڈروکسیل گروپس اور CMK- 3 کے آکسیجن پر مشتمل فنکشنل گروپس کے درمیان بنائے گئے تھے۔ پی ایچ جیز کے لیے خام عرق کی جذب کرنے کی صلاحیت 358 تھی۔ -3 95.02% تھا۔ ادسورپشن ڈیٹا نے ظاہر کیا کہ پی ایچ جی کے جذب نے لینگموئیر ماڈل اور سیڈو سیکنڈ آرڈر ماڈلز کی قریب سے پیروی کی، انٹرا پارٹیکل ڈفیوژن ماڈل نے تجویز کیا کہ جذب کی شرح کو محدود کرنے والے مراحل انٹرا پارٹیکل ڈفیوژن ماڈل تھے۔ CMK-3 کو Cistanche tubulosa سے انتہائی موثر adsorb PhGs کے لیے ممکنہ جذب کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔

نیچرل CISTANCHE TUBULOSA EXTRACT CISTANCHE Herb Extract PHGS75% ECH 30% ACT 12%