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氧化石墨烯复合材料的制备及其对铅离子的吸附性能研究的任务书 一、选题背景及意义 随着现代工业与生活污染的不断加剧,致使水环境污染问题日益严峻,给生态环境和人类健康带来了巨大的威胁。在水体中,重金属离子是一种较为常见的水污染物,其中铅离子是常见的重金属离子之一。如果铅离子在水体中超标,就会引起大量的人类疾病和环境污染,因此,控制铅离子的释放和去除已成为水环境保护的重要研究应用领域。 石墨烯作为一种新型的二维碳材料具有很强的特殊性能,已经在许多领域得到广泛应用。石墨烯氧化物和其它稀土氧化物复合材料已被证明可以在水中有效清除铅离子、亚硝酸盐、硝酸盐等污染物质,表现出了良好的去除效果。这种复合材料的研究可以更有效地应对现代工业与生活中的环境问题,保障人民的生命健康和生物资源的可持续发展。 二、研究目的及内容 1.研究目的 本研究旨在制备一种氧化石墨烯复合材料,并探究其对铅离子吸附性能的影响及其机理,为污水治理提供理论参考和科学支撑。 2.研究内容 (1)氧化石墨烯复合材料的制备:采用化学法或物理法等制备方法,将氧化石墨烯与其它材料进行复合制备。 (2)复合材料的结构表征:采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪等手段对复合材料进行形貌和结构表征。 (3)对铅离子吸附性能的研究:采用紫外分光光度法、静态实验法或动态实验法对复合材料对铅离子吸附量及反应速率等进行研究。 (4)机理探究:采用红外、拉曼光谱等方法研究氧化石墨烯与其它材料之间的相互作用机理。 三、研究方法 (1)样品制备:选择适当的制备方法,制备优良的氧化石墨烯复合材料。 (2)结构表征:采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪等手段对复合材料进行形貌和结构表征。 (3)吸附性能研究:分别采用紫外分光光度法、静态实验法或动态实验法研究复合材料的吸附性能。 (4)机理探究:采用红外、拉曼光谱等手段研究复合材料的机理。 四、预期成果和意义 1.预期成果 本研究将制备出具有一定吸附铅离子性能的氧化石墨烯复合材料,并对其进行分析表征。 2.研究意义 (1)研究成果将有助于寻找一种清除铅离子的更有效方法,促进水环境保护。 (2)研究成果将有助于石墨烯材料的应用推广和社会经济发展。 五、研究计划和进度安排 1.研究计划 阶段工作项目时间节点 第一阶段资料调研和设计1个月 第二阶段样品制备2个月 第三阶段结构表征1个月 第四阶段吸附性能研究2个月 第五阶段机理探究2个月 第六阶段结果总结和论文撰写1个月 2.进度安排 第一阶段:4月15日~5月15日 第二阶段:5月16日~7月15日 第三阶段:7月16日~8月15日 第四阶段:8月16日~10月15日 第五阶段:10月16日~12月15日 第六阶段:12月16日~1月15日 六、参考文献 1.Liu,X.,Atkinson,A.,&Sweetman,A.J.(2018).Deterministicandprobabilisticmodelingofcombinedseweroverflowimpactonriverwaterquality.Waterresearch,138,91-102. 2.Zhu,J.,Lu,X.,&Niu,H.(2018).Controlofheavymetalpollutioninaqueousenvironmentsbygraphene-basedadsorbents:Areview.Journalofhazardousmaterials,347,48-62. 3.Yang,X.,Li,J.,Zhang,J.,&Guo,B.(2017).Grapheneconfinednitrogen-dopedcarbonnanotubes:facilesynthesisandenhancedadsorptionperformanceforleadions.NewJournalofChemistry,41(17),9074-9082. 4.Wang,A.,Guan,S.,Xu,Q.,Yan,Y.,Liu,W.,Liu,Y.,...&Lu,Y.(2018).Tobemoresustainable:covalentlycross-linkedsulfonatedgraphene/poly(vinylalcohol)compositeanditsheavymetaladsorptionability.JournalofMaterialsScience,53(20),14627-14643. 5.Lin,S.,Fugetsu,B.,Su,Y.,&Watari,F.(2014).Studiesontoxicityofmulti-walledcarbonnanotubesonsuspensionricecells.Nanomaterials,4(