1. 本选题研究的目的及意义
近年来,水体污染问题日益严峻,对人类健康和生态环境构成严重威胁。
其中,染料废水由于其排放量大、成分复杂、难降解等特点,成为水污染治理的重点和难点。
因此,开发高效、经济、环保的吸附材料去除染料废水中的污染物具有重要意义。
2. 本选题国内外研究状况综述
活性炭由于其比表面积大、孔隙结构发达、吸附性能优异等特点,被广泛应用于水处理领域。
然而,活性炭对一些难降解有机物的吸附效果有限。
碳纳米点作为一种新型的碳纳米材料,具有良好的光学性质、电学性质和催化性能,并且可以通过表面功能化改性来提高其吸附性能。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本研究将以活性炭、碳纳米点和g-C3N4为原料,采用水热法制备活性炭/碳纳米点/g-C3N4复合材料。
通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、比表面积及孔径分析仪、傅里叶变换红外光谱仪等对材料的结构、形貌、比表面积、孔径分布和表面化学性质进行表征。
以亚甲基蓝为目标污染物,研究活性炭/碳纳米点/g-C3N4复合材料的吸附性能,考察吸附剂用量、pH值、温度、接触时间等因素对吸附性能的影响,并进行吸附动力学和吸附等温线研究,探讨吸附机理。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用以下方法和步骤进行:1.材料制备:采用水热法制备活性炭/碳纳米点/g-C3N4复合材料,通过控制反应时间、反应温度、原料配比等条件优化制备工艺,得到性能优异的复合材料。
2.材料表征:利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积及孔径分析仪(BET)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)等对制备的活性炭/碳纳米点/g-C3N4复合材料进行表征,分析其结构、形貌、比表面积、孔径分布和表面化学性质等。
3.吸附实验:以亚甲基蓝为目标污染物,通过静态吸附实验研究活性炭/碳纳米点/g-C3N4复合材料的吸附性能。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于:1.首次将活性炭、碳纳米点和g-C3N4三种材料复合,制备出活性炭/碳纳米点/g-C3N4三元复合材料,预期该材料具有更大的比表面积、更丰富的孔隙结构和更高的吸附活性。
2.采用水热法制备活性炭/碳纳米点/g-C3N4复合材料,该方法具有操作简单、反应条件温和、环境友好等优点。
3.系统研究活性炭/碳纳米点/g-C3N4复合材料对亚甲基蓝的吸附性能,并探讨吸附机理,为染料废水的处理提供理论依据和技术支持。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 张艳峰,王宁,刘畅,等. 活性炭/碳纳米点复合材料的制备及其对Cr(VI)的吸附性能[J]. 功能材料, 2020, 51(12): 12055-12061.
[2] 李华, 张晓宇, 刘洋, 等. 碳纳米点/氮化碳复合材料的制备及其光催化性能研究[J]. 无机材料学报, 2019, 34(10): 1123-1130.
[3] 王宇, 张鹏, 刘洋, 等. 石墨相氮化碳(g-C3N4)基复合材料光催化氧化去除挥发性有机污染物研究进展[J]. 环境化学, 2019, 38(10): 2301-2315.
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