确定性筛选设计优化多壁碳纳米管吸附对硝基苯酚的研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

意义：对硝基苯酚（pnp）是一种重要的有机合成原料，可用作农药、医药、染料等精细化学品的中间体，同时也是一种重要的环境污染物。pnp结构稳定、毒性高，进入水体后会对生态系统及人类健康造成严重威胁。目前，水环境中对硝基苯酚主要来自于农药厂、染织厂、医药厂等。其中染料厂是主要来源，其次是各类药厂。如果这些废水不经处理或处理不彻底排入水体或大气中，对硝基苯酚将随着废水排入江河湖海或随降雨降雪进入土壤，对各类动植物造成直接或间接的伤害，对生态系统及人类健康造成巨大的威胁。寻求一种经济、有效的方法去除环境中对硝基苯酚是环境科学的研究重点之一。用确定性筛选试验方法研究cnt对对硝基苯酚的吸附效能的影响，能极大提高试验效率，找出最优的吸附方案。在废水处理中，对实现废水的达标排放、保护环境和实现经济社会可持续发展具有重大意义。

国内外研究状况：目前，在处理对硝基苯酚的水污染问题上也已运用过很多方法，如活性炭吸附法^[4]、微生物染料电池法^[5]、光降解法^[9]、fenton法^[7]等，而运用碳纳米管吸附水环境中的对硝基苯酚至今没有相关报道。同时，目前国内外关于降解染料废水的试验方法一般采用一次因子法。

应用前景：碳纳米管因其丰富的纳米空隙结构和巨大的比表面积^[1]而具有很强的吸附功能，因此也使其成为对硝基苯酚的优良吸附剂。同时，一次因子法存在以下弊端：①试验次数多，工作量大；②不能够反映出两个或者多个因素的交互作用对试验结果的综合影响^[3]，因此，分别引入试验统计学中的确定性筛选方法（dsd）和中心复合设计的方法（ccrd）于各类研究中，将最大限度的减少试验次数，找出最优实验方案。在后续的实验中也可采取对多壁碳纳米管进行各类表面修饰，优化其吸附功能，用于解决有机及无机污染物给环境带来的负担，最大限度的合理化利用资源。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

本实验研究不同条件下cnt对对硝基苯酚的吸附能力的大小。用确定性筛选方法（dsd）和中心复合设计的方法（ccrd）优化cnt吸附对硝基苯酚的条件，得出各类电解质对吸附性能的影响及其交互作用对吸附效果的影响，再对吸附结果进行吸附动力学拟合，得出最适的数学模型，找出最优实验条件。

研究内容：

3. 研究的方法与方案

研究方法：试验统计学中的确定性筛选方法（dsd）和中心复合设计的方法（ccrd）

技术路线：

1、购置实验相关物品

4. 研究创新点

采用确定性筛选试验设计应用于本实验中，极大地提高了试验效率。

5. 研究计划与进展