硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁去除水中六价铬的研究的任务书.docx

硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁去除水中六价铬的研究的任务书
任务书
题目：硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁去除水中六价铬的研究
一、研究背景
六价铬是一种有毒有害的重金属污染物，在工业化进程中大量排放，对环境和人体健康产生威胁。目前，已经有多种方法用于去除水中的六价铬，其中新型材料的应用广泛。石墨烯及其复合材料因其独特的物理、化学性质和大比表面积等优点，在六价铬去除方面表现出良好的应用前景。
二、研究目的
本研究主要探究硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁去除水中六价铬的效果，为水体中六价铬的治理提供一种新的有效方法，同时探究硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁材料的制备方法和体系特性。
三、研究内容、方法和步骤
本研究主要包括以下内容、方法和步骤：
1.制备硫氮掺杂石墨烯及其负载纳米零价铁材料；
2.研究硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁材料对水中六价铬的去除效果；
3.探究硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁材料对六价铬去除过程中的性能变化和机理；
4.分析硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁材料的结构、物理性质和化学性质，并对其应用前景进行探讨。
具体步骤如下：
1.制备硫氮掺杂石墨烯及其负载纳米零价铁材料：
(1)制备硫氮掺杂石墨烯；
(2)制备纳米零价铁；
(3)将纳米零价铁负载在硫氮掺杂石墨烯上。
2.研究硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁材料对水中六价铬的去除效果：
(1)调整硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁材料的投加量、pH值等实验条件；
(2)研究材料对水中六价铬的吸附和还原效果；
(3)比较硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁材料和其他材料对水中六价铬的去除效果。
3.探究硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁材料对六价铬去除过程中的性能变化和机理：
(1)研究硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁材料体系中溶液的pH、溶氧度、阳离子等因素对材料性能和去除效果的影响；
(2)探究硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁材料对六价铬还原过程的机理和动力学。
4.分析硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁材料的结构、物理性质和化学性质，并对其应用前景进行探讨：
(1)通过场发射扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等方法分析材料的形貌和结构；
(2)通过热失重、傅里叶变换红外光谱等方法分析材料的物理性质和化学性质；
(3)对硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁材料应用前景进行探讨和分析。
四、预期成果
本研究预期达到以下成果：
1.制备硫氮掺杂石墨烯及其负载纳米零价铁材料；
2.探究硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁材料对水中六价铬的去除效果，优化操作条件；
3.探究硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁材料对六价铬去除过程中的性能变化和机理；
4.分析硫氮掺杂石墨烯负载纳米零价铁材料的结构、物理性质和化学性质，对其应用前景进行探讨和分析。
五、参考文献
1.Liang,P.,Cao,X.,Chen,J.,Wang,X.,Xie,H.,&Deng,S.,(2019).Synthesisofnitrogen-dopedgraphenesupportednanoscalezero-valentironforefficientremovalofCr(VI)fromwater.JournalofHazardousMaterials,364,467-475.
2.Peng,Z.,Fan,J.,Chen,Y.,Zhang,W.,&Chen,Z.,(2020).SimultaneousremovalofCr(VI)andCd(II)inwaterbysulfurandnitrogenco-dopedgrapheneoxide/nanoscalezero-valentironcomposites.JournalofEnvironmentalChemicalEngineering,8(5),104194.
3.Yin,Y.,Qi,Z.,Liu,Y.,Wan,M.,Chen,L.,&Zheng,W.,(2018).Synthesisofsulfur-dopedgrapheneoxide/microscalezero-valentironcompositesforenhancedremovalofhexavalentchromiumfromwater.ChemicalEngineeringJournal,349,388-398.