生物碳与纳米材料在多孔介质中效应机理开题报告

1. 研究目的与意义

目前纳米技术正在世界范围内迅速发展。纳米材料在电子、磁学、光学、生物医学、药学、化妆品、能源、传感器、催化以及材料学等各个领域均有十分广泛的用途。随着越来越多新纳米材料的研制成功以及纳米产品的上市，纳米材料或纳米产品的接触对象及接触机会大量增加，纳米技术的安全性问题已引起世界范围的重点关注。纳米材料可以通过多种途径进入环境而成为纳米污染物，例如生产纳米材料的工厂和和实验室的废物排放与与人们生活密切相关的纳米产品，如个人防护品(化妆品、遮光剂)、纳米运动器材以及纳米纤维等都可以通过使用或废物处理等过程被释放到环境。最近，伴随着研究的不断深化，科学家们发现纳米材料也存在着危害性。例如，大量的纳米二氧化钛浆料助剂对DNA有着损伤作用，而且伴随着纳米二氧化钛浆料助剂剂量的提高，微核率增大，使其对DNA的损害效果加剧。

而生物碳是生物质在限氧条件下低温裂解产生的富碳固体，有机垃圾如秸秆、杂草、木屑、畜禽粪质等热解后会形成生物碳来当作肥料，因而广泛的存在于自然环境中的土壤和水体中。因此，明确纳米材料与生物碳在环境中的相互影响机制和效应是非常关键的问题。

2. 研究内容和预期目标

本课题选用金红石型纳米二氧化钛为代表，来研究生物碳对纳米二氧化钛在饱和多孔介质中迁移与转化的影响。

合成生物碳并且探究生物碳的适合浓度；

研究在氯化钠与氯化铵电解质中，生物碳对纳米二氧化钛在饱和多孔介质中迁移的影响；

探究存在有机酸的情况下，生物碳对纳米二氧化钛在饱和多孔介质中迁移的影响；

在不同溶液ph值以及不同的流速下，探究生物碳对纳米二氧化钛在饱和多孔介质中迁移的影响。

3. 研究的方法与步骤

（1）实验是主要通过改变不同背景溶液氯化铵以及氯化钠来探索不同的电解质对生物碳和纳米二氧化钛迁移的影响。

（2）及其改变生物碳的浓度来探究生物碳对纳米二氧化钛迁移是否存在促进作用。

（3）还有一系列的环境因子，例如溶液的不同ph值以及不同的流速来探究生物碳与纳米二氧化钛迁移的深度机理，从而最终了解生物碳对纳米二氧化钛在饱和多孔介质中迁移与转化的影响。

4. 参考文献

[1]马莉,吕宁,冶军等.生物碳对灰漠土有机碳及其组分的影响[j].中国生态农业学报,2012,(8).

[2]王艳,吴金水.有机物料对污染土壤微生物碳和磷的影响[j].植物营养与肥料学报,2000,(3):300-305.

[3]cantrellk,bck,cantrellkb,etal.impactofpyrolysistemperatureandmanuresourceonphysicochemicalcharacteristicsofbiochar[j].bioresourcetechnology,2012:419428.]

5. 计划与进度安排

1）2014-12-15～2014-12-28查阅文献，制定实验方案，完成开题报告；

2）2015-01-01～2014-01-20学习初期迁移实验的基本步骤，合成生物碳并且探究生物碳的适合浓度；

3）2015-03-01～2015-03-15研究在氯化钠与氯化铵电解质中，生物碳对纳米二氧化钛在饱和多孔介质中迁移的影响；