氮杂石墨烯-铁酸钙的合成及光催化降解氨氮开题报告

1. 研究目的与意义

随着我国经济的发展和人们生活水平的提高，由于工业污染排放、种植业面源污染排放、畜禽业养殖污水排放、水产养殖污水排放、生活污水排放等引起的水体氨氮污染有加重的趋势，不仅会引起水体中藻类及其它微生物大量繁殖，形成富营养化污染，严重时会引起水中溶解氧的大量消耗，导致水生动物大量死亡，造成生态破坏和一定程度的经济损失。水体中存在的氨氮对养殖的水产品具有一定的毒性，影响了水产品的品质，限制了水产养殖的可持续发展，特别是随着高密度工厂化养殖技术的推广，氨氮污染治理的需求日益突出。因此，氨氮污染对水产品的影响以及相应污染的治理对策的研究，成为目前人们研究关注的热点。

氨氮对水生生物的危害主要是指非离子氨的危害，非离子氨进入水生生物体内后对酶水解反应和膜稳定性产生明显影响，表现出呼吸困难、不摄食、抵抗力下降、惊厥、昏迷等现象，影响水生生物的生理、生化指标与生长状况，严重时可导致养殖生物大批死亡，造成经济损失。氨氮对水生生物的危害机理目前还不是很清楚[1]，一般比较认同的解释是认为高浓度的氨氮会取代生物体内的钾离子，影响神经，引起n-甲基-d-天门冬氨酸(nmda)受体结合活性明显降低，导致中枢神经系统中流入过量的钙离子并引起细胞死亡[2]。

氨氮在我国地表水中广泛存在［3］，非离子氨是氨氮生物毒性的常见表现形式[4～6］．但是在某些水质条件下，铵离子对氨氮的毒性也有显著的贡献，因此，制定氨氮水质基准时，经常考虑总氨氮而不仅仅是非离子氨[7］．美国在1976年颁布的水质基准《红皮书》［8］中，对氨氮基准的研究相对简单，基于评估因子法(assessmentfactor，af)以非离子氨的形式规定了氨氮基准，后续分别在1985年、1998年和2009年基于方法学的改进与毒性数据的充实对氨氮基准进行了修订，在最新的氨氮基准文件[13］中，利用基于物种敏感度分布(speciessensitivitydistribution，ssd)原理的双值基准技术，结合数学经验模型对总氨的基准进行了推算．

2. 研究内容和预期目标

本课题研究内容即为氮杂石墨烯-铁酸钙的合成及光催化降解氨氮。其中包括氮杂石墨烯-铁酸钙的合成和光催化降解氨氮两部分。

铁酸钙样品的制备：

按摩尔比1:2称量cacl2（0.01mol)、fecl3.6h2o（0.02mol，5.4058g)，分别溶解于15ml超纯水中，在磁力搅拌下搅拌20min使其混合均匀。另准确称量naoh(2g)溶解于15ml水中。在磁力搅拌下将氢氧化钠逐滴加入到无水氯化钙和六水合氯化铁的混合溶液中，再用超纯水洗涤烧杯中的氢氧化钠加至混合液中。搅拌30min使其混合均匀，总体积大约60ml左右。然后将混合溶液加入到1个100ml的水热反应釜中，置于200℃的条件下反应20h，冷却后，取出在磁场中分离，洗涤3次（超纯水洗涤）后于200℃烘干4h，即得到样品cafe2o4。

3. 研究的方法与步骤

（1）水热法制备尖晶石铁酸钙

（2）化学还原石墨烯氧化物法制备氧化石墨烯

（3）光催化降解试验

4. 参考文献

[1]谢江宁,阎喜武.总氨对水生生物毒性的研究进展[j].科学养鱼,2008（8）：4-5.

[2]randalldj,tsuitkn.ammoniatoxicityinfish[j].marinepollutionbulletin,2002,45:17-23.

[3]张学青，夏星辉，杨志峰．黄河水体氨氮超标原因探讨［j］．

5. 计划与进度安排

(1)第1-2周（2015年3月1日2015年3月14日）查阅文献资料。

(2)第3-4周(2015年3月15日2015年3月29日)作开题报告。

(3)第5-13周(2015年3月29日2015年5月20日)进入实验室做毕业论文实验