石墨烯与氧化石墨烯复合凝胶的制备及吸附性能研究的任务书.docx

石墨烯与氧化石墨烯复合凝胶的制备及吸附性能研究的任务书
一、选题背景和意义
石墨烯作为一种新型的二维材料，具有优异的力学、导电、热传导和化学稳定性等性质，已经被广泛应用于各领域。然而实际上，石墨烯单体常常存在着相互屏蔽、稳定性差、难以批量生产等诸多问题。
而氧化石墨烯作为一种衍生物，由于在石墨烯基底上的存在，与石墨烯相比表现出了更好的稳定性，也方便了其在吸附剂等方面的应用。因此，制备石墨烯与氧化石墨烯复合凝胶，不仅可以弥补石墨烯单体在稳定性与批量生产上的不足，也可以发挥氧化石墨烯吸附性能的优势，提高材料的应用性能。
本次研究旨在制备石墨烯与氧化石墨烯复合凝胶，研究其制备工艺和吸附性能，并为其在环境净化和水质净化等领域的应用提供科学依据。
二、研究内容和方法
研究内容：
1.制备石墨烯与氧化石墨烯复合凝胶，并进行表征，探究其微观结构及化学特性；
2.研究复合凝胶在染料、重金属离子等有机和无机废水的吸附性能，并分析其作用机理；
3.考察复合凝胶的再生性能及重复使用性。
研究方法：
1.制备石墨烯与氧化石墨烯复合凝胶的方法应选择适宜的合成方法，并通过扫描电子显微镜（SEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、X射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FTIR）等技术手段进行表征；
2.分别以亚甲基蓝、甲基橙、电镀废水等作为吸附物，研究凝胶对有机和无机废水的吸附性能，进一步表征其吸附效果和吸附机理；
3.通过热重分析仪（TGA）等手段研究复合凝胶的再生性能和重复使用性。
三、预期成果和意义
1.成功制备石墨烯与氧化石墨烯复合凝胶，并通过表征手段对其进行分析表征；
2.研究复合凝胶在有机废水和重金属离子的吸附性能，并揭示其吸附机理；
3.解析复合凝胶在环境净化和水质净化等领域中的应用前景，为资源再生和环境保护提供新的方法和途径。
四、研究进度安排
第一年：
1.学习石墨烯与氧化石墨烯复合凝胶的制备方法和相关表征手段；
2.开展石墨烯与氧化石墨烯复合凝胶的制备及表征工作。
第二年：
1.设计凝胶吸附实验；
2.开展复合凝胶吸附实验并进行数据处理和分析。
第三年：
1.对复合凝胶的再生性和重复使用性进行实验研究；
2.完成研究成果的总结与撰写，准备论文或专利申请。
五、研究人员与经费支持
本项目所需人员包括一名博士研究生、一名导师和一名实验员，人员经费约为80万元。研究经费包括实验费、设备费、差旅费、论文发表费等。