铁改性竹炭吸附去除水中砷和磷的研究的任务书.docx

铁改性竹炭吸附去除水中砷和磷的研究的任务书
任务书
1.研究背景
水是人类赖以生存的重要资源之一。但是，随着人口增加、工业化和城市化的加速发展，水污染问题日益突出，严重危害着人类健康和生态环境。砷和磷是水中常见的污染物之一，它们的存在不仅会对人体健康产生严重的影响，同时也会对水生生物和生态系统造成损害。
传统的水处理技术对砷和磷的去除效果较差，而且处理成本较高。因此，发展高效、经济、环保的水处理技术成为了当前急需解决的问题。铁改性竹炭是一种新兴的吸附材料，具有较高的比表面积、丰富的微孔结构和优良的吸附性能，可以用于水处理领域。
2.研究目的
本研究旨在通过铁改性竹炭吸附技术去除水中的砷和磷，探究铁改性竹炭的吸附性能，为水处理技术的改进和优化提供新思路。
3.研究内容
(1)制备铁改性竹炭
通过热解、负离子溶胶凝胶法等方法制备优质的竹炭，再通过化学改性的方法，在其表面引入一定量的Fe离子，制备出铁改性竹炭。
(2)研究铁改性竹炭吸附水中砷和磷的性能
将不同浓度的砷酸钠和磷酸二氢钾加入去离子水中，再将铁改性竹炭与该水样接触，考察其吸附特性。同时，研究不同因素（吸附剂用量、吸附时间、初浓度等）对其吸附效果的影响。
(3)探究铁改性竹炭吸附机理
通过理论计算和实验，探究铁改性竹炭与砷、磷之间的吸附机理，分析其可能的主要吸附作用方式，并结合研究结果对吸附机理进行分析。
4.研究方法
(1)竹炭制备：采用热解和负离子溶胶凝胶法等方法制备优质的竹炭，再通过化学改性的方法，制备出铁改性竹炭。
(2)试验设计：按照单因素试验和响应面试验的设计模式，对吸附剂用量、吸附时间、初浓度等因素进行试验，并记录其吸附率。
(3)分析测试：采用原子荧光分析仪、离子色谱等仪器测试砷和磷的含量，通过研究数据分析吸附性能和机理。
5.预期成果
(1)成功制备铁改性竹炭。
(2)研究出铁改性竹炭的吸附能力和机理。
(3)提出铁改性竹炭在水处理领域的应用前景和推广价值。
6.研究计划和预算
(1)竹炭制备和化学改性：7-8个月，费用15万元。
(2)吸附性能测试和机理研究：12个月，费用25万元。
(3)数据分析和报告编写：3个月，费用5万元。
(4)合计：24个月，费用45万元。
7.研究团队
本研究由一支由教授、副教授、助理研究员和硕士研究生组成的团队完成。整个研究过程将在实验室进行，充分发挥团队成员的所学专业知识和研究技能，共同完成研究任务。
8.研究意义
(1)探究铁改性竹炭吸附机理，为铁改性竹炭的优化设计提供理论依据。
(2)发掘铁改性竹炭在砷、磷污水处理中的应用潜力，为水处理领域的发展提供新方向和技术支持。
(3)为建立新型高效、经济、环保的水处理技术提供科学依据和技术支撑，符合国家的战略需求和人民群众的切实需求。