高疏水性磁性纳米复合材料的制备及其对石油的吸附性能研究的任务书.docx

高疏水性磁性纳米复合材料的制备及其对石油的吸附性能研究的任务书
任务书
课题名称：高疏水性磁性纳米复合材料的制备及其对石油的吸附性能研究
研究目的和意义：
石油是一种重要资源，具有广泛的应用领域。但是在石油储运过程中，不可避免地存在泄漏、溢出等情况，造成环境污染和经济损失。因此，研究一种高效的石油吸附材料对于解决石油污染问题具有积极的意义。石油吸附材料的优点在于其可以快速高效地吸附石油，降低石油的污染范围，有利于环境的保护。
本研究拟利用磁性纳米复合材料制备一种高疏水性的石油吸附材料，通过研究石油在高疏水性材料中的吸附行为、吸附速度以及吸附容量等性能，为石油污染问题的应对提供新的思路和方法。
研究内容：
1.磁性纳米复合材料的制备
通过化学合成方法制备磁性纳米粒子，并通过环氧树脂等有机物质包覆其表面，制备磁性纳米复合材料。同时，利用X射线衍射和透射电子显微镜等技术对所制备的磁性纳米复合材料的形貌、结构、磁学性能进行表征。
2.疏水性材料的引入
通过改变磁性纳米复合材料的表面性质，引入一定程度的疏水性，提高其对石油的吸附能力。通过表面修饰技术（如表面覆盖、聚合物改性等）引入一定程度的疏水性，并利用接触角测量仪等工具对材料的疏水性进行测试。
3.石油吸附性能的测试
通过石油吸附实验，测定磁性纳米复合材料对不同类型的石油（如原油、柴油等）的吸附速率、容量、选择性等指标。同时，研究不同因素（如油浓度、温度、时间等）对吸附性能的影响，并利用紫外可见光谱等技术对吸附机理进行深入探究。
预期成果：
本研究旨在制备一种高疏水性的磁性纳米复合材料，并研究其对石油的吸附性能。通过对磁性纳米复合材料物理、化学性质的分析，以及对石油吸附性能的研究，得出以下预期成果：
1.成功制备高疏水性的磁性纳米复合材料，并对其形貌、结构、磁学性质等进行全面表征。
2.研究了磁性纳米复合材料对不同类型石油的吸附行为，包括吸附速率、吸附容量等指标，并揭示了吸附机理。
3.实现了石油吸附性能的优化，提高了石油吸附效率和选择性，为解决石油污染问题提供了一种新的途径。
拟定进度：
任务时间为18个月。具体进度如下：
第一阶段，3个月，进行文献调研，确定研究方向和方法。
第二阶段，3个月，制备磁性纳米复合材料，并对其进行形貌、结构、磁学性能进行表征。
第三阶段，6个月，进行疏水性材料的引入实验，并测试磁性纳米复合材料的吸附性能。
第四阶段，6个月，对吸附实验结果进行分析和解释，撰写科研论文，并准备相关专利申请材料。
经费预算：
研究经费为25万元，用于购买研究所需的实验设备和材料、出版研究成果等。经费来源为研究所和有关基金拨款。
参考文献：
[1]Liu,G.,Lu,W.,&Xue,J.(2016).Areviewofoil-sorptionmaterialsforoilspillcleanup.EnvironmentalScienceandPollutionResearch,23(9),16883-16909.
[2]Alves,V.D.,Gomes,H.T.,&Elimelech,M.(2018).Emerginginvestigatorseries:magneticnanoparticle-basedapproachesforoilspillcleanup:Areview.EnvironmentalScience:Nano,5(4),781-799.
[3]Zheng,Y.,Liu,H.,Fang,L.,&Zhang,X.(2019).Fabricationofhighlymagneticandhydrophobicgrapheneoxide‐encapsulatedmagneticnanoparticlesforoil–waterseparation.JournalofAppliedPolymerScience,136(1),46833.