改性改型多孔矿物的苯吸附性能及其机理研究的任务书.docx

改性改型多孔矿物的苯吸附性能及其机理研究的任务书
一、选题背景及意义
苯是一种常见的有机污染物，在工业生产和生活中广泛存在。苯类有机污染物不仅会对环境造成严重的污染，还会对人体健康产生不良影响。因此，苯类有机污染物的高效去除成为了环境保护和人类健康的重要问题。多孔材料因其比表面积大、孔径可调和良好的可再生性等特点,成为苯类有机污染物去除的重要材料。其中，改性改型多孔矿物因具有更高的化学稳定性和机械强度、更大的孔度、更好的形态、粒径和分布等优势,已经成为苯吸附材料的研究重点。
学术上目前对于改性改型多孔矿物的苯吸附研究已经取得了许多结果,但是对于苯吸附机理的研究仍有待深入探讨。本研究旨在研究改性改型多孔矿物的苯吸附性能及其机理，以期为苯类有机污染物的高效去除提供新的思路和方法。
二、研究内容
1.改性改型多孔矿物的制备与表征：将多种改性改型多孔矿物制备出来，并进行表征,包括XRD、SEM、TEM、BET等测试手段。
2.苯在改性改型多孔矿物上的吸附动力学研究：探究不同材料对苯的吸附效果，其中包括吸附平衡时间和达到平衡时各材料的最大吸附量等。
3.苯在改性改型多孔矿物上的吸附等温线研究：研究不同材料对苯的吸附等温线，以确定各材料吸附苯的吸附平衡常数和最大吸附量等参数。
4.改性改型多孔矿物吸附苯的机理研究：通过FTIR、XPS等测试手段，探究材料表面的化学机理，分析吸附过程中苯分子与材料表面的相互作用机理。
5.对苯吸附后的材料进行再生：研究不同方案的再生方法，包括热再生、溶剂再生等，找到合适的再生方法并评估其再生性能。
三、研究计划
1.第一年
(1)学习和掌握多孔材料的制备和表征方法，并进行多种多孔材料的制备与表征实验；
(2)研究多种多孔材料对苯的吸附动力学及其影响因素，并进行常温下的批次实验；
(3)研究多种多孔材料对苯的吸附等温线，研究等温线的表达方式、吸附常数和最大吸附量等参数；
2.第二年
(1)研究多孔材料的表面改性方法，包括化学改性和物理改性等方式，研究其对吸附性能的影响；
(2)研究多孔材料对苯的吸附机理及其与表面改性方式相关性的探究；
(3)研究多孔材料的再生方法及其再生性能。
3.第三年
(1)对多孔材料的结构优化进行研究，以达到更好的苯吸附效果和再生性能；
(2)深入探究多孔材料吸附苯的机理，并且给出完整的吸附过程模型和实验数据拟合的结果。
四、预期目标
1.制备出一种高效的改性改型多孔矿物材料，其苯吸附量达到1.5~2g/g。
2.探究改性改型多孔矿物的吸附等温线和吸附动力学，分析并确定各种重要参数。
3.深入探究改性改型多孔矿物吸附苯的机制，提出合理的机理模型。
4.探究改性改型多孔矿物吸附后的再生方法，找到一个高效的再生方式，其苯去除率能够达到90%以上。
5.产生高质量的科学论文，包括至少3篇SCI论文。
五、研究难点
1.制备出具有良好吸附性能的改性改型多孔矿物。
2.深入探究多孔材料吸附苯的机理。
3.发展高效的苯去除方法。