碳基微纳复合膜的制备及其油水乳液和染料分离的性能研究的任务书.docx

碳基微纳复合膜的制备及其油水乳液和染料分离的性能研究的任务书
任务书
一、研究背景及意义
随着社会的快速发展，对于环境保护和资源利用的重视程度越来越高。其中，处理工业废水和污染水体的工作变得尤为重要。纳米技术是当前处理污染水体的热点之一。在纳米材料的基础上发展出复合膜，可以更为有效地解决环境问题。
本研究将利用碳基微纳复合膜来处理油水乳液和染料废水。油水乳液是指由水和油组成的混合物，通常在生产中产生。而染料废水则是由染料生产工业产生的含有大量有机物的废水。以碳基微纳复合膜为材料，我们将探讨其在油水乳液和染料废水中的分离效果以及其制备方法。
二、研究内容和目标
本研究的主要内容是：
1.碳基微纳复合膜的制备
制备碳基微纳复合膜采用溶液浸渍法和高温热解法。具体步骤如下：
1）制备聚酰亚胺（PI）溶液。
2）制备氧化石墨烯（GO）溶液。
3）将PI溶液浸渍在多层石墨烯上。
4）热解PI溶液，高温热解后除去多层石墨烯，得到碳基微纳复合膜。
2.碳基微纳复合膜在油水乳液中的分离效果
利用制备好的碳基微纳复合膜对油水乳液进行处理，对样品中油水分离后的水进行测量，分析其分离效果和分离速度。
3.碳基微纳复合膜在染料废水中的分离效果
利用制备好的碳基微纳复合膜对染料废水进行处理，通过分析样品中有机物含量的变化，探讨其分离效果。
本研究的目标是获得较高的分离效果和较快的分离速度，以及制备出碳基微纳复合膜的最优化制备方法。
三、研究方法和技术路线
1.碳基微纳复合膜的制备
制备方法采用溶液浸渍法和高温热解法。首先制备PI和GO的溶液，并将PI溶液浸渍在GO上。接着在高温条件下热解PI，得到碳基微纳复合膜。
2.碳基微纳复合膜在油水乳液中的分离效果
对碳基微纳复合膜在油水乳液分离效果的测试采用离心分离法。将油水乳液加入离心管中，并放入离心设备进行离心。分离后油水分离，量测一定时间后样品中油与水的含量变化。
3.碳基微纳复合膜在染料废水中的分离效果
将染料废水过滤后得到透明水体和染料浓缩物。将碳基微纳复合膜放入透明水体中探讨其分离效果，并通过测试有机物含量的变化探寻其分离效果。
四、研究预期成果
1.碳基微纳复合膜的制备方法。本项目将采用溶液浸渍法和高温热解法结合，制备出高性能的碳基微纳复合膜。
2.探讨碳基微纳复合膜在油水乳液和染料废水中的分离效果。通过实验检测，比较在不同样品下的碳基微纳复合膜和其他材料的分离效果，得到较好的分离效果。
3.碳基微纳复合膜的最优化制备方法。通过对碳基微纳复合膜的制备方法和性能的分析，最终确定碳基微纳复合膜的最优化制备方法。
五、进度安排
本项目预计用时1年完成，各个阶段的计划如下：
第一阶段（1-3个月）：建立碳基微纳复合膜制备方法。
根据溶液浸渍法和高温热解法对碳基微纳复合膜进行研究和探索，确定制备方案。
第二阶段（4-7个月）：分析油水乳液和染料废水中的分离效果。
利用建立好的碳基微纳复合膜对油水乳液和染料废水进行实验，并对实验结果进行分析和求证，检测分离效果。
第三阶段（8-12个月）：最优化制备方法。
根据实验结果，总结碳基微纳复合膜的制备方法和性能，不断的调整并优化，找出最优化的制备方法。同时对实验结果进行总结和分析。
六、可行性分析
本项目是基于碳基微纳复合膜的研究，充分利用和发挥材料的物理化学性质，处理工业废水和污染水体。项目选题研究量不大，但题目紧贴实践问题，意义重大。研究思路合理，操作规范安全，所需设备、仪器均可在实验室内完成，所以可行性较高。
七、研究条件
本项目所需实验设备与仪器可在实验室内得到保障，实验人员和指导老师均有一定的研究经验和技能，实验室安全有保障。
八、参考文献
1.RanfengSun等。石墨烯基复合材料的研究进展。材料评论，2021（6）：1-9。
2.张藏民等。氧化石墨烯纳米复合材料的研究进展。化学教育，2021（9）：11-17。
3.王涛等。纳米复合膜在水处理中的应用。中国水处理技术，2021（1）：38-42。