竹炭改性对于微观气液传输和吸附有机物的影响开题报告

1. 研究目的与意义

地球环境的恶化已经波及到人们的生产和生活，其中大气污染和水污染尤其严重,并且正在影响着我们生存的空间。在这样的背景下，新型环境保护材料的开发就成为材料领域的重大课题之一。竹炭作为机能性材料和环境保护材料正是在这种背景下应运而生,并引起人们的高度重视。竹炭具有良好的吸附性能，在大气污染和水污染的治理方面具有广阔的应用前景。它的出现不仅为竹材产业的可持续发展提供了一个新的研究和应用领域，同时也为环境保护提供了一种新型材料。

竹炭的微观结构非常类似洋葱状富勒烯碳和展开的碳纳米管结构，因而具有许多木炭不具有的特殊功能，竹炭材料也就成为了众多环境材料中的热点。通过对竹炭材料进行不同的改性和处理，可以实现多种的功能，并可以在多个领域如污水处理、大气污染防治等领域开展应用。

2. 国内外研究现状分析

由于竹炭是近年来刚刚兴起的一种以竹胜木的产品，竹炭的科学研究国内外均处于起步阶段。在世界范围内竹炭研究主要集中在亚洲的日本、韩国和中国，此外，印度、哥斯达黎加等也有学者对竹炭进行了研究。但是对竹炭的研究目前依然处于应用在先、科研滞后的状况， 并未在竹炭应用的机理方面做出科学的阐明。

近20年来，世界产竹国家，特别是中国，十分重视竹材的工业化利用。国内的许多科研单位的研究人员对竹炭的生产和应用方面也做了大量研究。张齐生院士领导的研究小组对竹炭的构造、机能以及对饮用水净化做了比较详细的研究。叶良明教授等主要针对竹炭的烧制进行研究。

总体来说，竹炭的研究仍然很薄弱，要加大竹炭改性的研究力度，以期实现多种功能，早日投入污水处理、大气污染防治等领域使用，实现产业化。

3. 研究的基本内容与计划

通过对常规竹炭的活化改性，研究考察改性条件对竹炭表面基团、孔隙、比表面积等的影响，并进行竹炭在水中密度变化的研究，旨在了解分析，竹炭不同孔隙结构对于内部气液交换的影响，为竹炭材料在水处理和气体处理提供参考。

（1）研究物理法对竹炭比表面积和孔隙结构的影响和吸附容量的改变；

（2）研究表面氧化改性对竹炭表面化学性质的影响和有机物吸附能力的变化；

4. 研究创新点

本实验采用竹炭作为研究对象。

竹炭的微观结构非常类似洋葱状富勒烯碳和展开的碳纳米管结构，因而具有许多木炭不具有的特殊功能。

竹炭主要是由碳、氢、氧等元素组成，呈六角形，质地坚硬，细密多孔。