氧等离子体对秸秆炭材料的表面辐照效果研究开题报告

1. 研究目的与意义

根据国内外学者开展的研究，炭材料之所以对有机物具有较强的吸附性能，是由两方面因素决定的，即表面结构特征（包括比表面积、孔隙结构和孔容积等）和表面化学性质（包括表面酸碱性、官能团特性和电化学性质等）。

因此，通过对炭材料进行有针对性的表面改性，可以调控活性炭的以上两点性质，提高对特定目标有机物的吸附和固持性能，增强炭材料在有机污染物净化领域的应用效能。

本课题中，我们采用氧气等离子体作为改性介质，研究秸秆炭在不同等离子体氛围中的表面改性效果，包括比表面积和孔径分布的变化，ftir,xps,xrd等手段对秸秆炭的表面理化性质进行表征。

2. 国内外研究现状分析

国内外研究表明，等离子体对生物质炭材料具有显著的表面改性作用，进而改善生物质炭材料对特定物质的吸附性能和吸附强度。

近十余年来，国内外研究者在低温等离子体改性炭材料方面的研究归纳起来有以下两个方面：1） 不同气氛和工况参数条件下等离子体改性炭材料的表面理化性质变化特点和规律研究；2） 等离子体改性前后的炭材料对特定物质的吸附特点和变化规律研究；罗凡等[1]以空气作为反应气体，采用直流电晕放电等离子体改性石墨材料。

结果表明，在等离子体改性石墨过程中，氧化和蚀刻反应共同进行，相互影响。

3. 研究的基本内容与计划

实验内容包括：1）表面形貌研究，运用扫描电镜技术，观察改性前后炭材料的表面形貌变化，并分析变化原因；2）表面官能团研究，运用FTIR红外光谱、XPS光电子能谱技术分析改性前后炭材料的官能团形式变化；3）元素含量分析，运用元素分析仪，考察改性前后炭材料的表面元素变化情况； 4）ESR表面自由基含量分析，分析改性前后炭材料表面的氢氧自由基变化情况和趋势 5）表面零电荷点pHpzc分析，分析不同炭材料在改性前后的表面零电荷点的电话趋势 6）碘值和亚甲基蓝值分析，分析不同炭材料在改性前后的碘值和亚甲基蓝的变化趋势。

时间安排： 2017.01.01-2017.02.01 查阅技术资料，了解各分析测试方法的基本原理和图谱分析软件的使用方法 2017.03.01-2017.03.10 测试样品的制备与预实验 2017.03.10-2017.04.10 样品处理，测试分析 2017.04.10-2017.04.20 图谱的数据处理与分析 2017.04.20-2017.05.01 论文写作修改 2017.05.01-2017.06.01 准备答辩

4. 研究创新点

本课题中要求使用大量高精密的分析仪器，并使用相应的软件对分析数据进行处理和分析，通过让本科生参与本课题，可以十分显著的提升本科生对各种现代精密分析仪器的理解，能够分析相应的图谱数据，做出相应的结论，这对于今后立志于从事科研的本科毕业生是具有重要意义的。