化学改性多孔材料对抗生素废水的处理研究开题报告

1. 研究目的与意义

目前，全世界每年约有4200多亿的污水排入江河湖海，污染了5.5万亿平方米的淡水，这相当于全球径流总量的14%以上，抗生素废水便是其重要来源之一。抗生素常见于日常生活中，可以有效的帮助人类治愈疾病，但是该制造业蓬勃发展的同时，其排放的废水即抗生素废水污染很多水体，对环境具有极其严重的危害，也对人体的身心健康也有极大的潜在威胁。并且抗生素废水中的抗生素往往不是单一存在的，一般情况下常是多组分并存，研究发展具有清洁与行之有效的处理抗生素废水的方法，迫在眉睫。目前可通过物理法、化学氧化法、电化学氧化法、生物处理法、光催化技术等对抗生素废水进行吸附降解。其中通过吸附分离与多相催化已被证明是一个强效有力的去除废水中抗生素的方法。

介孔材料的出现，加强了微孔与大孔材料之间的联系。有序介孔材料因大比表面积、孔道有序、孔径可调等优异特点而受到科研者的关注。不仅可将其用作吸附剂对水体中的有机污染物进行吸附分离并去除，也可向孔道中引入金属物种或有机官能团，使其具有活性位，获得催化性能。将其作为催化剂，可以有效地降解目标有机污染物，减少因吸附后处理污染物的成本，同时避免可能产生的二次污染，因此成为当前的研究热点。

2. 研究内容和预期目标

在含有微量铝物种提供的的弱酸性体系中引入铜物种，以此增加其活性位点，合成功能化的介孔sio₂，经过煅烧去除模板剂，制备出具有吸附和催化活性的介孔sio₂功能材料，并以盐酸四环素模拟抗生素废水，测定所得材料的吸附和催化性能。具体研究内容包括：

（1）合成介孔氧化硅，对其结构进行表征；

（2）通过研磨辅助自渗透法对介孔氧化硅进行改性，表征改性后材料的结构和组成；

3. 研究的方法与步骤

本实验使用的方法和步骤如下：

（1）以2.0g的pluronic p123（eo20po70eo20）作为模板剂；

（2）溶于75g水中同时加入4.83g的alcl₃·6h₂o，进行不间断匀速搅拌，等到原料溶解将体系置于35℃的水浴锅中，继续搅拌0.5-1h；

4. 参考文献

1. yu j, xiong w, lix, et al. functionalized mil-53 (fe) as efficient adsorbents for removal oftetracycline antibiotics from aqueous solution[j]. microporous and mesoporousmaterials, 2019, 290: 109642.

2. liu q, zhong l b,zhao q b, et al. synthesis of fe3o4/polyacrylonitrile composite electrospunnanofiber mat for effective adsorption of tetracycline[j]. acs appliedmaterials interfaces, 2015, 7(27): 14573-14583.

5. 计划与进度安排

(1) 第1周~第4周，查阅资料，制定实验方案与计划，准备开题报告；外文论文翻译，论文前言部分的撰写；

(2) 第5周~第8周，合成介孔sio₂，并对其进行改性，获得改性后介孔sio₂材料；对材料进行xrd、n₂吸附、sem等表征；并探索材料制备条件对材料结构的影响；

(3) 第9周~第12周，将所得材料用于吸附/催化水体中抗生素，测定材料的吸附/催化性能，并比较不同材料性能的差异；