1. 研究目的与意义
随着我国现代化建设的快速发展，我国的工农业水平提升迅速。可伴随而来的是数量庞大的工农业的固体废弃物处理不当，越来越多的固体废弃物被闲置丢弃，不仅占地面积庞大还容易造成污染浪费。据统计，我国已经成为农业废弃物产出量最大的国家，其中每年产生农作物秸秆7.0亿吨，而解决农业废弃物的方法大多还停留在焚烧阶段，虽然农作物废料焚烧方便简单，但直接对田地中的农业废弃物进行焚烧的话，会使得焚烧区域的土壤温度迅速升高，最高可达90℃影响深度达到地表下 5 cm，微生物的生长因为地表温度的上升受到了极大的抑制，从而导致农田生态系统的物质循环阻断，进而使农作物养分的供应和转化受到影响，如国养分的供给流失了一大部分，土地肥力也会因此遭受减弱。当废弃物燃烧不充分时，产生的co、co2、so2 和多环芳烃等挥发碳氢化合物对空气的污染，不仅会使空气质量下降，还会形成大量烟雾，大大降低空气能见度，影响交通运输行业，比如航空运输等。废弃物自然放置发生腐败过程中的有色浸出液流出更会污染地表水或地下水。还有自然腐烂中发生的病毒传播，例如烟杆中寄生有黑胫病、炭疽病、赤星病、低头黑等大量病菌，如果不及时有效科学处理将会影响到第二年烟叶的生长及其品质等等。给人类的生活起居带来了严重的困扰。针对近年来农业废弃物资源化利用率不高的特点，可以将这些废弃物作为丰富的生物碳来源，而花生壳每年又是储量极为丰富的农业废弃物，因此带来的就是价格低廉且十分容易获取的原料，本课题选用花生壳作为生物质碳原料，因为花生壳作为典型的生物废弃物，将其加以利用会具有非常好的环境效益和经济效益。并且经过观察，花生壳中的含碳量非常可观，是生产有机碳的理想原料。另外，花生壳的多层纤维复合结构是大多数原料所不具备的，由于其表面多孔性，在水热碳化后形成的碳材料拥有良好的吸附性能可以吧水中的污染物进行不错的吸附，进行有效的污水处理。
同时，工业发展带来的工业废水未经合格标准的处理而排出，这些没有进行处理的污水与其他水源混合，污染地表水和地下水，第一时间危害到人们的健康生活造成接触中毒或是食物中毒。因此，为了防止农业废弃物造成环境污染以及达到将其资源化的目的，科研人员为此做出了各种尝试。例如制备以碳质材料作为载体的氧化物复合光催化材料，一直以来都是环境污染治理材料领域研究的热点。光催化降解技术[3]在国外，由日本科学家fujishima和hongda在1972年发现tio2材料在太阳光的照射下，能够自发反应将水分解成h2和o2，为今后解决能源消耗，绿色保护的环境问题的研究拉开了序幕，同时反应要求的条件不高，操作容易，吸引了无数科研人员对其进行研究。
光催化技术是利用半导体材料制作光催化材料，因为半导体材料的导电特性处于导体和绝缘体之间，价带充满电子，导带没有被填充，禁带(带隙)是价带顶部和导带底部之间的区域，不同半导体元素对应不同的带隙能量。太阳光是宽谱光源，光谱覆盖范围较广，对于太阳光的光辐射，价带上的电子受到激发进入导带，转移到半导体纳米材料的表面，从而在价带上形成空穴，受到激发的电子则转移到半导体纳米材料的表面。此时，半导体材料产生了电子－空穴对，反应活性高。由于不同元素的半导体能带不一样，同时能带也具有不连续性，因此，半导体材料对某几个波长的光辐射会产生相应的电子－空穴对(称之为光生电子－空穴对)，此时电子会迁移到不同能级上，或者扩散到半导体材料表面，与表面物质发生氧化还原反应，生成活性自由基，实现降解有机物大分子，还原重金属离子等效果。光生电子－空穴对能够和o2或oh－发生化学反应，产生活性自由基，如羟基自由基、超氧自由基、双氧水等。活性自由基能够和目标污染物发生化学反应，产生没有毒害没有污染的气体、水或者中间产物，从而实现降解污染物的目的。
2. 研究内容和预期目标
1.研究花生壳的组成成分
2.通过物理及化学方法对其进行预处理提高原料转换率
3. 研究的方法与步骤
1.首先研究花生壳的成分。
2.通过对照试验，来探寻最适合提供锌离子的锌源.接着适当控制反应条件：如ph、反应温度、反应时间等，来制备稳定均匀的生物碳复合材料。
3.通过xrd、红外光谱等分析方法进行表面结构的表征。
4. 参考文献
[1]史可,薛建良,胡术刚.农业固体废弃物的处理与利用[j].世界环境,2018,174(05):21-24.
[2]刘成宝.负载改性氧化钛光催化剂的多孔碳质材料合成及其性能研究[c]//2011中国材料研讨会论文摘要集.2011.
[3]minero c , pelizzetti e , pichat p , et al. formation of condensation productsinadvanced oxidation technologies: the photocatalytic degradation of dichlorophenols on tio_2[j]. environmental ence technology,1995,29(9):p.2226-2234.
5. 计划与进度安排
1、2022-12-28~2022-01-15：查阅文献，了解课题背景，完成开题报告。
2、2022-01-16~2022~01-18：开展初步实验，熟悉光催化的过程。
3、2022-01-19~2022-01-21：制备生物碳复合材料
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