活性炭纤维负载型纳米铁的制备与去除水体中六价铬的研究的开题报告.docx

活性炭纤维负载型纳米铁的制备与去除水体中六价铬的研究的开题报告
开题报告
一、研究背景及意义
水体的六价铬（Cr（VI））是一种有毒有害的物质，它不仅能够危害人类的健康，同时也对水生生物和环境造成威胁。随着工业的发展和城市化进程加快，水体中六价铬的污染问题也越来越突出。因此，寻找一种高效节能、低成本、环保的六价铬去除方法成为当前研究热点。
活性炭是一种常见的吸附材料，具有比表面积大、孔隙结构良好等优点，可广泛应用于水处理、空气净化等领域。而纳米铁是一种具有高度还原性和氧化性的物质，能够将六价铬还原成不易溶解的三价铬，从而去除水体中的六价铬。
因此，将纳米铁负载于活性炭纤维上，不仅能够利用活性炭的吸附能力吸附六价铬，还可以通过纳米铁的还原作用将其去除。同时，由于纳米铁只需少量投加即可发挥作用，因此，这种方法成本低廉，易操作，环保，值得进一步研究。
二、研究目的及内容
本研究旨在制备活性炭纤维负载型纳米铁，并利用其去除水体中的六价铬。具体研究内容包括：
1.制备活性炭纤维，并对其进行表征。重点考察活性炭纤维的比表面积、孔隙结构和吸附性能。
2.通过还原法制备纳米铁，并将其负载于活性炭纤维上。重点考察负载量和粒径对去除六价铬的影响。
3.评估活性炭纤维负载型纳米铁去除六价铬的效果。重点考察初始浓度、反应时间、pH值等因素对去除效率的影响。
三、研究方法
1.活性炭纤维的制备：以某一种常见的纤维材料为原料，采用化学气相沉积（CVD）法制备出活性炭纤维，并对其进行表征。
2.纳米铁的制备：采用化学还原法制备纳米铁，并进行物理化学特性的表征。
3.活性炭纤维负载型纳米铁的制备：将制备好的纳米铁分散在活性炭纤维上，并通过紫外-可见光谱法和透射电子显微镜进行表征。
4.去除六价铬的实验：将活性炭纤维负载型纳米铁加入水样中，通过批处理实验研究六价铬的去除率。重点考察初始浓度、反应时间、pH值等因素对去除效率的影响。
四、研究预期结果
1.成功制备出活性炭纤维，并对其进行表征，得出其比表面积、孔隙结构和吸附性能等特征参数。
2.成功制备出纳米铁，并对其进行表征，得出纳米铁的粒径、比表面积和还原效率等特征参数。
3.成功制备出活性炭纤维负载型纳米铁，并对其进行表征，得出负载量和纳米铁粒径对其物理化学性质的影响。
4.通过批处理实验，成功研究活性炭纤维负载型纳米铁去除水体中六价铬的效果，并得出初始浓度、反应时间、pH值等因素对六价铬去除率的影响规律。预计去除率可达到90%以上。
五、研究的创新性与应用价值
本研究利用活性炭纤维负载型纳米铁的方法，成功将吸附和还原两个环节结合起来，实现了对六价铬的高效去除。这种方法成本低廉，操作方便，环保，具有非常广阔的应用前景。
本研究的创新之处在于将纳米铁负载于活性炭纤维上去除六价铬，实现了纳米技术的有效应用，同时也为六价铬的高效去除提供了新思路。该方法不仅可应用于废水处理领域，还可应用于其他含六价铬的环境中，为环境保护事业做出贡献。