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碳基复合材料的制备及其吸附性能研究的任务书
任务书
一、任务背景
碳基复合材料由于其高强度、高韧性、高耐腐蚀性、高温稳定性等优异的性能，广泛应用于多个领域，例如航空、轨道交通、汽车、电子和环保等。近年来，碳基复合材料在环境治理领域中的应用越来越受到关注。在治理大气污染、水污染和废气处理等方面，碳基复合材料的表面微观结构和化学性质优越性能使其有望成为一种高效的吸附材料。
因此，本研究旨在通过开发制备新型碳基复合材料，并研究其在水污染和废气处理等方面的吸附性能，以期提高环境治理的效率。
二、研究内容
1.碳基复合材料的制备：本研究将采用物理混合和化学方法制备碳基复合材料，并对其进行表面改性。
2.碳基复合材料在水污染方面的应用：本研究将研究碳基复合材料在去除水中有机污染物、重金属离子和微生物方面的吸附性能，并对其进行性能评价。
3.碳基复合材料在废气处理方面的应用：本研究将研究碳基复合材料在去除废气中挥发性有机物、硫化物和氮氧化物方面的吸附性能，并对其进行性能评价。
4.根据实验结果，分析碳基复合材料的吸附机理，并探索在实际应用中的可行性和优化方案。
三、研究方法
1.制备碳基复合材料：本研究将采用物理混合和化学方法制备不同结构的碳基复合材料，并通过表面改性提高其吸附性能。
2.评价碳基复合材料的吸附性能：通过扫描电镜、透射电镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、比表面积分析和荧光光谱等技术手段对所制备的碳基复合材料进行表征，并评估其在去除水污染和废气处理中的吸附性能。
3.探究碳基复合材料的吸附机理：应用热重分析、原子力显微镜和荧光光谱等手段，研究材料吸附污染物的机理并制定优化方案。
四、预期成果
1.成功制备不同结构的碳基复合材料，并对其进行表面改性，以提高吸附性能。
2.评估碳基复合材料在水污染和废气处理中的吸附性能，并得出相应的性能评价。
3.探究碳基复合材料的吸附机理，并制定优化方案。
4.提出碳基复合材料在实际应用中的可行性和推广方案，并发表相关研究论文。
五、时间安排
本研究计划为期两年，工作安排如下：
第一年
1.前期调研，了解碳基复合材料在环境治理领域的应用现状。
2.碳基复合材料的制备及表面改性。
3.评估碳基复合材料在水污染方面的吸附性能，包括有机污染物、重金属离子和微生物方面的吸附性能。
第二年
1.评估碳基复合材料在废气处理方面的吸附性能，包括挥发性有机物、硫化物和氮氧化物方面的吸附性能，并得出相应的性能评价。
2.探究碳基复合材料的吸附机理，制定相关优化方案，并提出碳基复合材料在实际应用中的可行性和推广方案。
3.撰写相关研究报告和论文，包括2篇SCI论文和1篇核心刊物论文。
六、经费预算
1.碳基复合材料制备和表面改性：5万元。
2.实验分析与测试：20万元，其中包括化学试剂、实验设备、工作人员、试验费用等。
3.论文、专利和知识产权：4万元。
总经费为29万元。
七、研究团队
本研究团队由博士后、硕士研究生和本科生共同组成，指导教师为从事复合材料领域研究的高级工程师，拥有多年的制备经验。团队各成员将分工协作，共同完成任务。
八、参考文献
1.JayaramanA.Nanocompositesforgassensing:synthesis,propertiesandchallenges[J].JournalofMaterialsChemistryA,2014,2(10):3534-3550.
2.ChenZQ,HuangLJ,ZhuJT,etal.Fabricationofcarbon-basedadsorbentsforremovalofpollutantsfromwaterandwastewater:areview[J].CurrentPollutionReports,2016,2(4):276-290.
3.YeS,ShaoL,XuX,etal.Carbon-basedsolidacidcatalysts:presentstatusandprospects[J].GreenChemistry,2013,15(10):2295-2313.
4.Su,Z.M.,Liu,Y.,Fang,YandZhang,Y.W.AdvancesofScanningProbeMicroscopyinNanomechanicalCharacterizationofMaterials[J].ActaMetall.Sin,2015,51:1173-1186.
5.WangL,DingJ,YangY,etal.SemimetallicNickel(111)NanoarrayforaHigh-EfficiencyHydrogenEvolutionReaction[J].ACSAppliedMaterials&Interfaces