人工纳米富勒烯在不同水体中的稳定性研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

人工纳米材料(engineering nano materials,enms)因具有优越的磁性、导电性、光学性质等被广泛应用于微电子学、催化、燃料电池、材料科学、生物技术和医药等领域[1]。

近十多年来，人工纳米材料的合成与应用取得了重大突破，常见的人工纳米材料有纳米银、富勒烯（fullerene）、碳纳米管、氧化锌、二氧化硅和二氧化钛等[2]；并且，总产量逐年增长，仅美国每年主要的人工纳米材料总产量就达7900-39000吨[3]。

随着人工纳米材料在工业、生活、医疗等各领域中的广泛应用,其环境暴露已不可避免。

2. 研究的基本内容和问题

1.研究目标 探究富勒烯在自然湖泊水体中的稳定性，同时考察其它环境条件如溶液pH、温度、离子浓度等对富勒烯稳定性的影响；2. 研究内容自然水体中富勒烯的胶体稳定性机制(1) 富勒烯在不同湖泊水体中的凝聚动力学特征(2) 富勒烯在不同水体中颗粒间相互作用的DLVO模型模拟(3) 不同水体对富勒烯沉降规律3.拟解决的关键问题 环境中富勒烯的生物毒性等环境危害行为与其稳定性密切相关，但富勒烯在自然湖泊水环境中的稳定性特征如何仍未可知。

故本课题拟以我国典型不同营养条件下湖泊水体为研究对象，研究富勒烯在不同自然湖泊水体中的团聚、分散及沉降等特征，综合探究其在自然湖泊水体中的稳定性机制。

3. 研究的方法与方案

研究方法：(1) 富勒烯在不同湖泊水体中的凝聚动力学特征制备一定浓度的富勒烯稳定分散液作为储备液，通过动态光散射技术，利用粒度仪研究富勒烯在不同自然湖泊水体中的凝聚动力学，明确富勒烯在自然湖泊水体中的团聚分散行为，并改变实验条件以研究温度、ph、盐离子浓度和人工添加溶解性有机质的影响。

(2) 富勒烯在不同水体中颗粒间相互作用的dlvo模型模拟运用动态光散射技术及电泳法测定zeta电位，配制不同浓度nacl溶液，研究富勒烯在不同湖泊水体中的nacl临界凝絮浓度，并进行dlvo模型模拟颗粒间相互作用力大小，进一步表征富勒烯在自然湖泊水体中的团聚分散机制。

(3) 不同水体对富勒烯沉降规律利用静态沉降模拟实验，运用uv-vis、icp-ms等检测技术监测富勒烯在不同自然湖泊水体中的沉浮特性及杂质金属离子溶出性能，以此揭示富勒烯在我国典型天然湖泊水体中的稳定规律，并研究温度、ph、盐离子浓度和人工添加溶解性有机质的影响。

4. 研究创新点

富勒烯在水体中的环境行为与其稳定性密切相关。

然而，富勒烯在自然水体中的稳定机制尚需明确。

本课题将选取我国三个不同富营养化湖泊的水及沉积物为研究对象，开展富勒烯在环境介质自然水体中的稳定性研究，为深入了解富勒烯对沉积物中其它污染物环境行为的影响奠定坚实的基础，具有一定的创新性和重要的现实和理论意义。

5. 研究计划与进展

1．研究计划（1）前期准备（3月2日至3月中旬）查询资料及相关文献，了解项目相关实验背景及国内外研究近况，完成文献资料整理，实验初步设计以及开题报告的撰写。

（2）实验操作及数据处理（3月中旬至5月中旬)在老师的指导下，依照计划完成实验。

根据实际操作情况对实验进度及计划进行及时调整，辅助以相关的文献资料，顺利完成整个实验。