纳米级碳材料掺杂铁酸盐材料光降解有机污染物研究染物研究开题报告

1. 研究目的与意义

水作为人类赖以生存的最重要的资源之一，在自然界中有着无可取代的地位。近年来，有机污染物不断排入水体并且在水体中持续存在，对水生态环境以及人类健康造成了威胁，从而化学和生物等降解技术引起了大家的广泛关注。

本次课题主要研究纳米级碳材料掺杂铁酸盐催化剂在黑暗条件下对有机污染物的降解效果，如抗生素双氯芬酸（dcf）。光催化反应具有节能和环境友好等优点，在降解有机污染物方面具有广阔的应用背景。

双氯芬酸的中文名称也称为甲氯芬那酸，化学式为c₁₄h₁₁cl₂no₂，分子量为296.15，常用其钠盐。双氯芬酸为无色结晶性粉末，可溶于水，水溶液呈碱性(ph=8.7)，熔点189-192℃。双氯芬酸，属于非甾体抗炎药，具有抗炎、镇痛及解热作用，可用于风湿性关节炎、粘连性脊椎炎、非炎性关节痛、关节炎、非关节性风湿病、非关节性炎症引起的疼痛，各种神经痛、癌症疼痛、创伤后疼痛及各种炎症所致发热等。双氯芬酸作为药物和个人护理用品，常常出现在许多污水处理厂的出水、河水和湖水之中并造成一定的污染。研究表明，双氯芬酸是一种难生物降解的环境微生物，微量浓度的双氯芬酸就能在环境中产生抗药性病原体，对人类健康产生不良影响，而且对陆地的脊椎动物和鱼类的生长也具有一定的负面作用，因此研究抗生素的降解刻不容缓。

2. 研究内容和预期目标

1、制备氧化石墨烯、铁酸钴、石墨烯铁酸钴催化剂；

2、采用xrd、sem、ft-ir、紫外线漫射光谱等方法对纯铁酸钴、石墨烯铁酸钴进行系统地表征分析；

3、对dcf进行降解实验，探究其最佳ph、最佳催化剂量、最佳ps氧化剂量；

3. 研究的方法与步骤

拟采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，采用水热法制备铁酸钴、石墨烯铁酸钴，采用XRD、SEM、FT-IR、紫外线漫射光谱等方法对其进行系统地表征分析，再考察催化剂的去除降解效果，通过比较分析探索最佳的运行工况条件。实验采用单因素优化法研究实验体系中不同的参数对污染物降解效果的影响，通过改变体系的反应条件（pH、催化剂量、氧化剂量等），选取不同有机污染物降解效果，寻找最佳反应条件，为实际工程提供理论数据。

4. 参考文献

[1] hoffmann mr, martin st, choi w, bahnemann dw.environmentalapplicationsof semiconductorphotocatalysis. chem rev 1995;95(1):69-96.

[2] shang m, wang w, sun s, zhou l, zhang l. bi2wo6 nanocrystals with high- photocatalytic activities under visibl light.j physchem c 2008;112(28):10407-11.

[3] murase t, irie h, hashimoto k. visible light sensitive photocatalysts,nitrogen-doped ta2o5 powders. j phys chem b2004;108(40):15803-7.

5. 计划与进度安排

1、2022年2月27日~2022年3月5日 1周 阅读相关文献，并完成给定英文文献翻译工作；

2、2022年3月6日~2022年3月19日 2~3周 制备相关新型含碳催化剂

3、2022年3月20日~2022年4月30日 4~10周 开展降解有机污染物实验