基于柱芳烃功能性水凝胶的构筑的任务书.docx

基于柱芳烃功能性水凝胶的构筑的任务书
任务书中英文对照
1.任务背景
随着工业化进程的不断加速，生产和生活中大量的有机化合物被排放到自然环境中，这些有机物质不仅污染了环境，还对人类健康和生态环境造成了极大的危害。因此，高效的有机物吸附剂成为了当今环保领域的一个重要研究方向。水凝胶相比传统的吸附材料具有稳定性高、再生性强、生态友好等优点，因此成为了一种新型的有机物吸附材料。
对于高效吸附有机物质而言，功能化材料是一种有效的方法，功能化后能够使吸附材料的吸附性能得到进一步提升。因此，在该任务研究中，将通过功能化柱芳烃制备一种功能性水凝胶吸附材料，来达到高效吸附有机污染物的目的。
2.研究目标
通过柱芳烃功能化水凝胶的构筑，成功制备出高效吸附有机污染物的新型材料，实现以下目标：
1.通过合适的制备方法，实现柱芳烃与水凝胶的有效结合，开发一种新型柱芳烃功能性水凝胶材料。
2.优化制备方法，确定最佳制备工艺和条件。
3.考察该新型材料的吸附性能，包括对不同结构有机物的吸附能力、吸附动力学以及再生性能等方面进行深入研究。
4.评价该新型材料的环保效益和社会效益。
3.研究内容
1.合成柱芳烃功能性水凝胶材料，并优化其制备方法。
2.研究不同结构有机物的吸附性能，包括吸附容量、吸附速率、吸附平衡浓度等。
3.考察新型材料的吸附动力学，探究该材料的吸附过程和机制。
4.开展材料的再生性能研究。
5.利用现代分析测试手段（如XRD、SEM等）对水凝胶材料进行结构表征，分析柱芳烃对水凝胶材料结构的影响。
6.进行环保效益和社会效益的评价，总结该新型材料的综合性能和应用前景。
4.研究计划
1.第一年：完成柱芳烃功能性水凝胶材料的合成和各种条件的优化，开展人工污染物的吸附实验。
2.第二年：深入研究吸附材料的吸附动力学，通过实验结果评估该新型材料的吸附性能。
3.第三年：开展再生性能研究，同时通过社会与环境效益评价，对该新型材料的性能和应用前景进行总结和评价。
5.研究方法
1.合成柱芳烃功能性水凝胶材料——黏土-SiO2-g-柱芳烃，并通过FTIR、TG-DTA等方法进行结构表征。
2.研究新型水凝胶材料的吸附特性和机制，包括吸附等温线、吸附动力学等。
3.对吸附实验结果进行分析，确定吸附机制和最佳工艺条件。
4.分析新型材料对环境、社会等因素的影响，综合评价其环保效益和社会效益。
6.预期成果
1.成功制备出柱芳烃功能性水凝胶吸附材料，并开发出最佳的制备方法。
2.深入研究新型材料的吸附性能和吸附动力学，探讨吸附机制。
3.获得该新型材料的再生性能数据。
4.评价该新型材料的环保效益和社会效益，为未来推广应用提供依据。
5.发表1-2篇SCI论文。
7.参考文献
1.ZhangJ,ZhanY,XueB,etal.Adsorptionkinetics,isothermsandthermodynamicstudiesofmethylorangeonmodifiedbentonite[J].WaterScienceandTechnology,2020,81(7):1458-1467.
2.SmithR,DunnG.Practicalconsiderationsintheuseofgranularactivatedcarbonfortheremovalofsyntheticorganicchemicalsfromwater[J].EnvironmentalScienceandTechnology,2006,16(5):251-254.