介孔二氧化钛纳米材料对水环境中新型有机污染物的催化降解研究的任务书.docx

介孔二氧化钛纳米材料对水环境中新型有机污染物的催化降解研究的任务书
任务书
一、选题背景
随着工业化进程和人类生活水平的提高，有机污染物排放量不断增加，给环境和人类健康造成了不可忽视的影响。传统的污水处理方法往往存在能源消耗大、设备复杂、污水处理效率低等缺点。因此，开发高效、低成本的新型污水处理技术具有重要意义。
近年来，以氧化还原反应为主的催化氧化技术在处理水中有机污染物方面得到了广泛应用。该技术基于用氧化剂使有机物发生氧化反应，生成水和二氧化碳等无害物质。而介孔二氧化钛纳米材料是一种高度结晶的纳米材料，拥有大比表面积、优异的光催化性能和稳定性。与传统二氧化钛催化剂相比，介孔二氧化钛纳米材料具有更高的表面积和活性位点数，从而可提高催化剂的催化效率。因此，将介孔二氧化钛纳米材料应用于水环境中新型有机污染物降解催化反应的研究具有重要的科学意义和应用价值。
二、研究目的
本研究旨在通过合成介孔二氧化钛纳米材料，评估其在水环境中新型有机污染物催化降解方面的应用效果，为新型污水处理技术的开发提供科学依据。
三、研究内容与技术路线
（一）研究内容
1、介孔二氧化钛纳米材料的制备及表征。
2、利用介孔二氧化钛纳米材料进行新型有机污染物的催化降解实验。
3、分析介孔二氧化钛纳米材料的催化性能和降解机理。
（二）技术路线
1、制备介孔二氧化钛纳米材料。
合成介孔二氧化钛纳米材料，考虑预先处理前驱体，结合模板方法获取高表面积、高孔径和高结晶度的介孔二氧化钛纳米材料。
2、表征介孔二氧化钛纳米材料。
利用XRD、SEM、TEM、BET和FTIR等手段对合成的介孔二氧化钛纳米材料进行表征。
3、催化降解实验。
选择3种新型有机污染物及其混合废水进行催化降解实验。利用经过处理和未加工的介孔二氧化钛纳米材料进行催化反应，考察介孔二氧化钛纳米材料的催化性能和反应条件对催化降解效果的影响。
4、分析介孔二氧化钛纳米材料的催化性能和降解机理。
采用MS、GC-MS等技术对反应过程进行在线监测，明确反应中间体和最终产物，分析介孔二氧化钛纳米材料的催化性能和降解机理。
四、研究预期成果
1、成功合成具有高表面积、高孔径和高结晶度的介孔二氧化钛纳米材料，并对其进行了系统表征。
2、评估介孔二氧化钛纳米材料在催化降解水环境中新型有机污染物中的应用效果。
3、明确介孔二氧化钛纳米材料的催化性能和降解机理，并为介孔二氧化钛纳米材料应用于新型污水处理技术的开发提供科学依据。
五、研究进度安排
本研究计划为期12个月，具体的进度安排如下：
第1-3个月：研究方案的制定和介孔二氧化钛纳米材料的制备与表征。
第4-7个月：利用介孔二氧化钛纳米材料进行有机污染物的催化降解实验，评估其催化性能。
第8-10个月：对所得实验结果进行分析和总结，明确介孔二氧化钛纳米材料的降解机理。
第11-12个月：完成论文撰写，并进行实验数据的汇报和交流。
六、研究经费
本研究总经费预计为20万元，包括实验设备采购、化学试剂和劳务费用等。
七、研究组织与人员安排
本研究团队由1名研究生、2名博士生和1名导师组成，导师负责研究方案的制定和实验指导，研究生和博士生主要负责实验操作和数据分析。同时，为了提高研究工作的稳定性和可靠性，研究团队还将聘请2名实验技术人员进行协助。
八、研究成果的推广与应用
本研究的成果将通过论文发表、学术报告和专业交流会等形式进行推广和应用，为新型污水处理技术的开发提供科学依据。最终目标是将该技术推向实际应用，达到资源协调发展和环境保护的目的。