羧基化多壁碳纳米管促进类芬顿体系催化降解阿替洛尔开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

课题意义：

随着社会经济的发展与科学技术的进步，药品及个人护理品( pharmaceuticalspersonal care products，ppcps) 作为新型污染物引起科研工作者的普遍关注。ppcps 一般都具有强极性、易溶于水和难生物降解等特性，因此，传统的污水处理方法对其去除率很低，那些不能被完全去除的 ppcps 从而以母体化合物或代谢物的形式通过污水处理厂进入地表水或通过垃圾填埋场渗滤液进入地下水，造成环境污染。由于药物具有生物活性，因此，环境中浓度较低的 ppcps 也可能对生物及微生物产生严重的危害。心血管药物阿替洛尔是一种β阻滞剂药物，主要用于治疗高血压、心绞痛和心律失常。atl在欧洲和北美被长期大量使用，在地表水环境中普遍被检出，由于 atl 具有水溶性、可离子化等特点，传统的污水处理单元对其去除率很低 ，因此 atl 造成的环境污染不容忽视。 近年来，过渡金属离子配合双氧水的类芬顿体系处理污染物逐渐成为一种常用的方法，其反应条件的低要求和小分子配体可以大大提高降解效果的特性使其受到越来越多的关注。研究发现，在类芬顿体系中加入碳纳米管可大大提高降解效果。然而，cnts本身难溶于水及有机溶剂，且在溶液中易聚集成束的特点，极大地限制了它的应用，我们可以通过化学反应对cnts表面进行改性。功能化修饰不仅有助于对cnts进行纯化进而改善分散效果，新引入的官能团还可改变其性能，例如增加生物相容性，因而得到广泛关注。功能化碳纳米管包括羧基化、羟基化、氨基化碳纳米管等，因其在水等介质中的分散性远远好于原始碳纳米管，是碳纳米材料应用的主要形式，也是环境中碳纳米材料的主要存在形式。这些功能化基团能与过渡金属离子形成稳定的络合物，在过渡金属离子与过氧化氢组成的类fenton氧化体系中，这种络合物能够利用碳纳米管的良好电子传递能力大大提高过渡金属离子的催化降解能力，最终为新型有机污染物的高效降解处理提供理论依据和技术支持。

国内外研究概况：

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

通过研究官能化的碳纳米管促进类芬顿体系催化降解心血管药物阿替洛尔（atl，ppcbs的一种）的过程及机理，寻找出一种能够对atl在环境中的残留有较好降解效果的技术，并由此对其他新型有机污染物降解处理技术的探究具有启发性和指导性作用，从而实现更好的环境保护。

研究内容：

3. 研究的方法与方案

研究方法：

本课题以新型污染物atl为研究对象，利用羧基化的多壁碳纳米（mwcnts-cooh）催化由过氧化氢和过渡金属fe3 组成的类芬顿体系对其降解过程，优化降解条件，并从降解动力学以及降解机理两方面入手进行综合研究。

首先通过单一变量法优化降解条件，其次根据降解结果进行降解动力学研究，最后结合降解动力学及淬灭实验进行降解机理的分析。

4. 研究创新点

本课题主要的特色及创新之处列举如下：

1.在实验室条件下，水相催化降解新型有机污染物--心血管药物阿替洛尔（atl），操作方便，经济可行；

5. 研究计划与进展

研究计划及预期进展：

2017.2.13-2017.2.20