赤泥改性及其与壳聚糖复合吸附Cr(Ⅵ)的研究的开题报告.docx

赤泥改性及其与壳聚糖复合吸附Cr(Ⅵ)的研究的开题报告
一、研究背景及意义
重金属污染是当今环境面临的一个主要问题之一。其中，六价铬（Cr(Ⅵ)）是一种有毒且难处理的污染物。传统的处理方法包括沉淀、离子交换、膜分离等技术，但这些方法存在效率低、成本高、处理后产生的二次污染等问题。因此，寻找一种高效、低成本的处理方法成为了当前研究的热点之一。
赤泥是一种广泛存在于土壤中的天然材料，其具有良好的吸附性能。然而，单一的赤泥材料不能完全吸附Cr(Ⅵ)，这引起了研究人员的关注，提出了将赤泥与其他材料复合以提高其吸附性能的想法。壳聚糖是一种廉价且易得的生物质材料，其在生物领域和环境保护领域得到了广泛应用。因此，将赤泥与壳聚糖复合吸附Cr(Ⅵ)具有很大的应用前景。
二、研究目的
本研究旨在探究赤泥改性及其与壳聚糖复合吸附Cr(Ⅵ)的能力，研究对象包括复合吸附剂的制备、结构表征和吸附性能等方面，并对吸附机理进行探究。
三、研究内容
1.制备赤泥及壳聚糖样品，并对其进行表征；
2.以单一赤泥和赤泥与壳聚糖复合物为吸附剂，研究吸附剂的吸附性能；
3.考察吸附剂在不同条件下吸附Cr(Ⅵ)的效果，并研究吸附剂的吸附机理；
4.以非正交试验设计进行优化实验，研究实验参数对吸附剂吸附性能的影响。
四、研究方法
1.制备赤泥及壳聚糖样品，包括烧结、筛分、酸洗等步骤；
2.采用场发射扫描电镜（FESEM）、比表面积分析仪（BET）、红外光谱仪（FTIR）等表征手段对吸附剂进行表征；
3.建立Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附时间、初始pH值等条件对吸附剂的吸附效果的的模型，并进行实验验证；
4.利用非正交试验设计（L9(34)）对实验参数进行优化，获取最佳处理条件。
五、预期成果
1.制备得到赤泥和壳聚糖样品；
2.对赤泥改性后样品及其与壳聚糖复合物进行表征分析；
3.建立Cr(Ⅵ)吸附机理模型，研究吸附机理；
4.获取最佳处理条件，并确定吸附剂吸附Cr(Ⅵ)的动力学和等温吸附等性能参数。
六、研究范围
本研究主要以赤泥改性及其与壳聚糖复合吸附Cr(Ⅵ)为研究对象，研究范围局限于实验室中的小规模研究。
七、预算和时间安排
1.预算
本研究预算总额为15000元，主要包含实验材料购买、实验装置维护以及实验后数据处理费用等。
2.时间安排
本研究拟于2022年1月开始，预计研究周期为12个月。具体时间安排如下：
2022.1-2022.2材料采购、试验装置的搭建和校准、实验方法的研究；
2022.3-2022.7样品制备和表征、吸附性能的初步研究；
2022.8-2022.10优化实验的设计、吸附机理的研究；
2022.11-2022.12数据处理和论文撰写。
八、参考文献
1.张一瑾.赤泥改性吸附处理重金属的研究[D].河南大学,2015.
2.李迎新,常冰,王振峰.壳聚糖基复合吸附剂的性能研究进展[J].环境科学研究,2016,29(7):932-938.
3.Zhang,J.,Song,X.,Liu,F.,etal.Adsorptionofhexavalentchromiumontochitosan/calciumsilicatehydratebionanocomposite:kinetics,isotherms,andthermodynamics.JournalofColloidandInterfaceScience,2015,444:1-9.
4.王光辉,李玉芝.壳聚糖吸附剂吸附六价铬研究进展[J].环境科学研究,2017,30(5):627-632.