硫化铋杂化材料的制备、表征及光催化开题报告

1. 研究目的与意义

水体中高浓度的氨氮会引起水体的富营养化，导致水体中的藻类大量繁殖、繁衍，水体发臭；同时高浓度的氨氮会消耗水中的溶解氧，导致鱼类等生物的大量死亡[1]。高氨氮水体产生的一些藻类蛋白质毒素，能通过水生生物富集，通过食物链使人中毒；氨氮还给水体的消毒和工业循环水的杀菌处理增大了氯的用量；氨氮对某些金属，特别是对铜具有腐蚀性[2]。世界卫生健康组织规定饮用水中的氨氮质量浓度不得超过1.5 mg/l[3]。“十二五”规划建议中，氨氮已成为继化学需氧量(cod)后的全国主要水污染物排放的约束性指标。因此，降解氨氮对于提高人们的生活质量、保护生态环境具有十分重要的现实意义。

目前国内外脱氮的方法主要有微生物硝化-反消化法法、物理吸附法、化学氧化法。其中，光催化高级氧化法现已成为人们研究的热点课题。

设计脱氮光催化剂，需要考虑如下几个因素：(一)、催化剂的比表面大、催化活性高；(二)、对可见光有光催化响应；（三）、可回收循环利用。因此，我们选择硫化铋这种磁性纳米粒子作为降解氨氮的主体光催化剂。

2. 研究内容和预期目标

1、研究内容：探索氮杂石墨烯-硫化铋制备的最佳制备方案和最佳组成和最佳合成条件，考察合成的最佳配比，并且考察氨氮降解的最佳催化剂用量，降解ph值、降解效率等。具体内容如下：

(1) 查阅相关文献；

(2) 合成氧化石墨烯、氮杂石墨烯、硫化铋；

3. 研究的方法与步骤

实验原料：石墨粉、尿素、高锰酸钾、氨水、浓硫酸、硫脲、硝酸铋

实验步骤：

(1) 石墨粉溶与浓硫酸中与高锰酸钾反应生成氧化石墨(go)

4. 参考文献

[1]xiao b, liu s. q. photocatalytic oxidation of ammonia via anactivated carbon-nickel ferrite hybrid catalyst under visible light irradiation[j]. acta physico-chimica sinica, 2014, 30(9):1697-1705.

[2]altomare m, dozzi mv, chiarello gl, a di paola. high activity of brookite tio₂nano particles in the photocatalytic abatement of ammonia in water. catalysis today, 2014, 252(2015),184–189

[3]zhou y, xiao b, liu s q, et al. photo-fenton degradation of ammonia via a manganese–iron double-active component catalyst of graphene–manganese ferrite under visible light[j]. chemical engineering journal, 2016, 283:266-275.

5. 计划与进度安排

2. 2022-03-21～2022-04-14熟悉毕业设计研究的发展，掌握基本实验操作，并开始实验。

3. 2022-04-15～2022-04-20总结前期工作，完成中期汇报。

4. 2022-04-21～2022-05-06改善实验方案，优化实验。