新型碳材料掺杂铁酸盐降解有机污染物研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着工业化的发展和人类物质生活水平的提高，水环境的污染已经是当今世界普遍存在的问题。其中有机污染物甚为严重。据报道，在世界各种水体中，已经检测出有机化合物2221种，而饮用水中检出765种，其中117种被认为或怀疑为致癌物质。这些物质多数是人工合成的有机物，在水体中出现是环境污染的后果。

然而传统的生物处理法对于此类物质难有很好的处理效果，且基建投资大，运行维护成本高，处理周期长。近年来，利用太阳能光催化处理废水中难降解有机污染物，已引起国内外学者的普遍关注。photo-fenton反应过程无污染、反应速度快，已广泛应用于有机废水的降解。其中非均相photo-fenton反应体系不仅保留了均相反应处理范围广、反应速度快的优点，同时避免了因铁离子流失造成的二次污染，减少了处理成本。然而在对催化剂进行分离、回收再利用时也存在催化剂流失量大、利用率低等局限性。如果在非均相photo-fenton催化反应中引入磁性介质，反应结束后通过简单的磁分离方式进行回收，不仅设备投入少、处理周期短，还能避免催化剂的流失，实现降解过程连续化操作，因此，制备具有高稳定性、高降解效率的可磁分离photo-fenton催化剂具有良好的应用前景。

最新发现的新型二维碳材料石墨烯，除了具有更大的比表面积、高化学稳定性、较好的吸附能力外，还具有更为优异的电子传输能力，在太阳能光电转化领域具有广阔的应用前景，是一种理想非均相光催化载体材料。

2. 研究内容和预期目标

本工作以氧化石墨烯、NiSO₄6H₂O和FeCl₃6H₂O为原料，采用水热法制得磁性铁酸镍/石墨烯（NiFe₂O₄/GE）催化剂。

采用XRD、SEM、FTIR、紫外线漫射光谱等方法对其制备的新型材料进行系统地表征分析，并考察H₂O₂ - NiFe₂O₄/GE体系在模拟太阳光照射条件下对亚甲基蓝的降解性能，实现催化活性高、稳定性好、易分离且可直接循环使用的目标。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

查阅文献法，实验验证法

研究步骤:

4. 参考文献

［1］ erik casbeer, virender k.sharma, xiang-zhong li. synthesis and p-hotocatalytic activity of ferrites,usa[j]. separation and purification teac-hnology, 2012, 87: 1-14

［2］ 张秀蓉,龚继来 ,曾光明等. 磁性氧化石墨烯制备及去除水中刚果红的研究[j]. 中国环境科学, 2013, 33(8): 1379-1385.

［3］ 何光裕,张艳 ,钱茂公等. 磁性fe3o4/石墨烯photo-fenton催化剂的制备及其催化活性[j].无机化学学报, 2012, 28(11): 2306-2312.

5. 计划与进度安排

1、2015年3月2日～2015年3月8日 1周 阅读相关文献，并完成给定英文文献翻译工作；

2、2015年3月9日～2015年3月22日 2～3周 制备相关新型含碳光催化材料

3、2015年3月23日～2015年5月10日 4～10周 开展光催化降解有机污染物试验