石墨烯基复合介孔材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能研究的任务书.docx

石墨烯基复合介孔材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能研究的任务书
任务书
一、任务背景：
石墨烯是一种独特的二维材料，以其高比表面积、优异的电、热传导特性、和机械强度等优良性质被广泛应用于各个领域。然而，纯石墨烯的性质在复杂环境下得到应用的局限性较大，因此需要研究石墨烯基复合材料。除此之外，污染物的排放和工业化进程的加速等因素导致环境污染问题日益严重，亚甲基蓝作为一种有害物质已经被广泛关注。因此，基于石墨烯制备出复合介孔材料对亚甲基蓝的吸附性能研究变得十分必要。
二、任务目的：
本任务主要旨在制备一种新型的石墨烯基复合介孔材料，并探究其对亚甲基蓝的吸附性能，以期为环境污染治理提供一种新的解决方案。
三、任务内容：
1.石墨烯基复合介孔材料的制备
本任务将采用化学气相沉积技术（CVD）来制备石墨烯基复合介孔材料。具体步骤如下：
（1）制备载体——介孔材料。采用硅酸盐材料为原料，在一定条件下，引入模板，通过溶胶-凝胶法将硅源封装在模板中，形成母胶体。
（2）制备石墨烯。采用CVD技术，在金属催化剂（如镍、铁等）的辅助下，通过化学反应来制备石墨烯。
（3）制备石墨烯基复合介孔材料。将制备好的石墨烯与介孔材料共混，然后通过热解原料来制备出石墨烯基复合介孔材料。
2.石墨烯基复合介孔材料与亚甲基蓝的吸附性能测试
通过一系列实验，测试石墨烯基复合介孔材料与亚甲基蓝的吸附性能。包括但不限于以下几个方面：
（1）通过紫外-可见吸收光度计（UV-Vis）测试吸附体系的光谱特征，探究其吸附规律。
（2）通过扫描电镜（SEM）等技术，对石墨烯基复合介孔材料的性质进行表征和分析。
（3）通过改变反应条件，调控吸附体系的参数，获得吸附体系的最佳参数设定。
4.结果分析
通过上述实验数据的分析与对比，论述石墨烯基复合介孔材料作为亚甲基蓝吸附材料的优势，并对石墨烯基复合介孔材料的特性进行分析，为环境污染治理提供新的思路和解决方案。
四、预期成果：
通过对石墨烯基复合介孔材料制备以及对其对亚甲基蓝的吸附性能测试，本任务预期能够：
1.制备出具有特殊性质的石墨烯基复合介孔材料。
2.深入探究石墨烯基复合介孔材料的物理、化学性质及其组装结构。
3.研究石墨烯基复合介孔材料对亚甲基蓝的吸附性能。
4.整理测试数据并对结果进行分析，为环境污染治理提供实际应用价值的建议和措施。
五、参考文献：
1.李宇翔,何林琳,“化学气相沉积法合成石墨烯及其复合材料的研究进展”，《中国材料进展》。2016年第9卷第8期。
2.陈升,李玉林,“介孔材料的制备方法和表征分析”，《物理化学进展》。2013年第35卷第7期。
3.许一鸣,魏飞,“石墨烯和其复合材料在废水处理中的应用研究”，《中国环境科学》。2020年第40卷第5期。
4.张传林,李俊霞,“亚甲基蓝的危害及其治理研究进展”，《环境科学管理》。2019年第45卷第10期。
六、工作计划：
1.第一周：阅读相关文献，了解石墨烯、介孔材料的制备技术，以及亚甲基蓝的危害和特性。
2.第二周：制备介孔材料，选择实验条件，开展CVD技术制备石墨烯实验。
3.第三周：将石墨烯与介孔材料共混，并进行热解原料得到石墨烯基复合介孔材料。
4.第四周：测试石墨烯基复合介孔材料与亚甲基蓝的吸附性能，并通过多种手段对其进行表征。
5.第五周：整理与分析实验数据，并撰写任务报告。
七、备注：
1.本任务时间安排为5周。
2.本任务以实践为主，但对相关理论的基础知识要求掌握。