聚合物辅助冻干法制备纳米氧化锌及其降解染料废水的研究的开题报告.docx

聚合物辅助冻干法制备纳米氧化锌及其降解染料废水的研究的开题报告
一、选题背景及研究意义
随着人们环保意识的不断提高，废水处理成为一个备受关注的问题。有机染料为目前常见的染色剂，但其在染色过程中对环境和人体都带来一定的污染和危害，因此需要寻找一种高效、环保的方法来降解染料废水。纳米氧化锌具有极高的光催化性能，可以有效地降解废水中的有机染料，是一种非常理想的降解剂。同时，传统的制备方法需要使用较多的有机溶剂，成本较高。因此，开发一种环保、高效、低成本的制备方法势在必行。
在制备纳米氧化锌的过程中，通过聚合物辅助冻干法可以实现低温制备、高纯度、均匀分散等优点，同时可以减少有机溶剂的使用量，更加环保。因此，本研究将结合聚合物辅助冻干法和光催化降解技术，研究纳米氧化锌的制备及其在降解染料废水中的应用。
二、研究内容及方案
1.纳米氧化锌的制备
通过聚合物辅助冻干法制备纳米氧化锌，并采用XRD、TEM等技术对其进行表征，分析其晶体结构、粒径大小、分散性等性质。
2.光催化降解染料废水
将制备的纳米氧化锌加入染料废水中进行光催化降解实验，通过紫外可见吸收光谱、高效液相色谱等技术对降解率进行分析，并比较与传统降解剂的效果差异。
3.研究影响降解效果的因素
探究氧化锌的粒径、pH值、溶液浓度、光照强度等因素对降解效果的影响，并寻找最优化的工艺条件。
4.研究降解机理
通过分析氧化锌的光催化机理及有机染料的分解机理，探究纳米氧化锌降解染料的具体机理，并提出改进方案。
三、研究预期成果
1.制备纳米氧化锌的聚合物辅助冻干法具有一定的实用性和环保性；
2.纳米氧化锌具有较高的光催化性能，其可以有效地降解染料废水；
3.探究出影响纳米氧化锌降解效果的关键因素，为进一步优化工艺提供理论基础；
4.研究出纳米氧化锌降解染料废水的具体机理，为开发更高效、环保的降解剂提供思路。
四、研究计划及进度
1.第一年：搜集相关文献，准备实验材料，进行纳米氧化锌的制备并对其进行表征；
2.第二年：进行光催化降解染料废水的实验，研究影响降解效果的因素，并探究降解机理；
3.第三年：总结数据，写出论文，并进行答辩。
五、研究难点及解决方案
1.制备过程中的聚合物控制，采用逐步冻干、红外干燥等技术，控制条件，减少失控的风险；
2.使用光催化降解技术降解染料废水，需要解决光源稳定性和紫外光竞争吸收的问题；
3.探究降解机理需要综合运用多种技术手段进行分析，如高效液相色谱、荧光光谱等。
六、研究组成员分工
1.A负责纳米氧化锌的制备及表征工作；
2.B负责染料废水的处理实验及数据采集工作；
3.C负责降解机理的探究及结果分析工作，论文撰写和答辩等相关工作。