1. 研究目的与意义
“十二五”规划建议中，氨氮已成为继化学需氧量(cod)后的全国主要水污染物排放的约束性指标[1]。水体富营养化主要来源于生活排污，生活排污造成的水体污染主要污染物是粪便，洗涤废水化工合成物，农副产品废弃物，这类物质造成的水污染氨氮超标严重。水体中高浓度的氨氮会引起水体的富营养化，导致水体中的藻类大量繁殖、繁衍，水体发臭；同时高浓度的氨氮会消耗水中的溶解氧，导致鱼类等生物的大量死亡。高氨氮水体产生的一些藻类蛋白质毒素，能通过水生生物富集，通过食物链使人中毒。
目前为止，用于脱氮的主要方法有微生物硝化-反消化法法[2]、物理吸附法[3,4]、化学氧化法[5]。其中半导体光催化技术得到了广大科学家的认可。
目前应用最广泛的光催化材料是tio2及其复合物,但是其成本较高且不易回收利用。氧化锰，灰白色到暗绿色无定形粉末，经常出现于软锰矿及锰结核[6]中。二氧化锰因为其特殊的物理和化学性质以及它在催化化学方面的广泛应用而被许多人所关注，例如应用于离子筛[7]、分子筛、能量存储和催化剂等。由于二氧化锰是一种具有深度氧化性的氧化物，有多种结构、形态和结晶形式，在催化化学中得到了广泛的应用。将氧化锰与石墨烯/氮杂石墨烯杂化制得复合催化剂材料[8,9]，利用石墨烯/氮杂石墨烯拓宽材料[9]对太阳能光谱的响应能力，制得新一代易于固定回收、便于循环利用，同时对氨氮具有分子识别功能，又不受共存污染物干扰的复合高效智能光催化剂。
2. 研究内容和预期目标
研究内容：首先是合成石墨烯、氮杂石墨烯等，然后合成氧化锰杂化材料，并用对所合成的材料进行表征，最后利用这些材料这为光催化剂，考察光催化有机污染物和氨氮的光催化活性。具体内容如下：
(1) 查阅相关文献；
(2) 合成氧化石墨烯、氮杂石墨烯、氧化锰；
3. 研究的方法与步骤
实验原料：氯化锰、高锰酸钾石墨、尿素、高锰酸钾、氨水
实验步骤：
(1) 石墨粉溶与浓硫酸中与高锰酸钾反应生成氧化石墨（go）
(2) 氧化石墨（go）在氨水中与尿素和水合肼反应生成氮杂石墨烯（no）
4. 参考文献
| [1]Zhou Y, Xiao B, Liu S Q, et al. Photo-Fenton degradation of ammonia via a manganese–iron double-active component catalyst of graphene–manganese ferrite under visible light[J]. Chemical Engineering Journal, 2016, 283:266-275. [2]XIAO B, LIU S Q. Photocatalytic Oxidation of Ammonia via an Activated Carbon-Nickel Ferrite Hybrid Catalyst under Visible Light Irradiation[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(9):1697-1705. [3] Altomare M, Selli E. Effects of metal nanoparticles deposition on the photocatalytic oxidation of ammonia in TiO2 aqueous suspensions[J]. Catalysis Today, 2013, 209: 127-133.. [4]Kominami H, Nishimune H, Ohta Y, et al. Photocatalytic hydrogen formation from ammonia and methyl amine in an aqueous suspension of metal-loaded titanium (IV) oxide particles[J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2012, 111: 297-302. [5]Kolinko P A, Kozlov D V. Products distribution during the gas phase photocatalytic oxidation of ammonia over the various titania based photocatalysts[J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2009, 90(1): 126-131. [6] Altomare M, Dozzi MV, Chiarello GL, A Di Paola. High activity of brookite TiO2 nano particles in the photocatalytic abatement of ammonia in water. Catalysis Today, 2015, 252,184–189 [7]Shavisi Y, Sharifnia S, Hosseini S N, et al. Application of TiO2/perlite photocatalysis for degradation of ammonia in wastewater[J]. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2014, 20(1): 278-283. [8]王华林,史铁钩,余锡宾等．PMMA/SIO2杂化凝胶材料的研究[J]．四川大学学报(工程科学版)，1999，6(3) 52—56. [9]井新荆,部茂盛,金志浩等.PMMA/SIO2原也复台材料的剖备及性能研究[J]．高劈子村料科学与工程，1998.14(4) 62—65.
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5. 计划与进度安排
1、2022-02-26～2022-03-20 查阅文献，制定实验方案，完成开题报告。
2、2022-03-21～2022-04-14 熟悉毕业设计研究的发展，掌握基本实验操作，并开始实验。
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