自掺杂TiO2纳米管阵列电极电催化氧化处理酚类废水的研究的任务书.docx

自掺杂TiO2纳米管阵列电极电催化氧化处理酚类废水的研究的任务书
任务书
一、任务背景
随着工业化进程的加速，大量的废水排放对环境和人类健康造成了极大的危害。其中，酚类废水是一种常见的有机物废水，由于酚类化合物的毒性和难以降解性，对于水环境的影响也是不容忽视的。因此，对于酚类废水的高效处理技术的研究与开发是非常必要的。目前，电催化氧化技术是一种高效的废水处理技术，它能够通过电极产生电子和空穴，促进有机物的氧化分解，从而实现废水的净化。因此，开展酚类废水电催化氧化处理技术的研究，对于实现废水的高效处理具有重要意义。
自掺杂TiO2纳米管阵列电极具有高比表面积、优异的光催化和电催化性能、低成本等特点，是一种值得研究的电催化氧化催化剂材料。该材料通过自掺杂的方式，可实现对其带隙的调控，从而增强其光电催化性能。因此，本研究将以自掺杂TiO2纳米管阵列电极为催化剂，研究其在酚类废水电催化氧化处理中的应用，旨在探究其处理效率和处理机理，为酚类废水的高效处理提供技术支持和理论指导。
二、研究内容
1.自掺杂TiO2纳米管阵列电极的制备
本研究将采用水热法合成自掺杂TiO2纳米管阵列电极。通过调控反应条件，如温度、反应时间、前驱体浓度等因素，优化得到具有较高比表面积和催化活性的自掺杂TiO2纳米管阵列电极。
2.酚类废水的电催化氧化处理实验
将合成的自掺杂TiO2纳米管阵列电极应用于酚类废水的电催化氧化处理中，通过改变电极表面光照强度、初始污染物浓度、电位等因素，探究其对酚类废水的处理效率和稳定性。同时，对处理过程中的污染物去除效率、COD（化学需氧量）和TOC（总有机碳）的变化进行监测和分析。
3.处理机理的研究
通过实验数据的分析和处理，结合文献资料，探究自掺杂TiO2纳米管阵列电极在酚类废水电催化氧化处理中的作用机理。基于机理的分析，向探究电催化氧化处理技术优化和应用方向提供支持和指导。
三、研究进度安排
1.自掺杂TiO2纳米管阵列电极制备：3个月
2.酚类废水的电催化氧化处理实验：6个月
3.处理机理的研究和结果分析：3个月
4.论文撰写和答辩准备：3个月
四、研究经费预算
本研究所需的经费主要包括材料费、设备购置及维修费、场地租赁费等。预计总经费为50万元。
五、工作计划
1.自掺杂TiO2纳米管阵列电极制备
(1)研究不同温度下水热法合成自掺杂TiO2纳米管阵列电极的效应；
(2)调整前驱体浓度，优化得到具有合适表面积和催化活性的自掺杂TiO2纳米管阵列电极。
2.酚类废水的电催化氧化处理实验
(1)确定最佳处理条件，如电极的光照强度、初始污染物浓度、电位等；
(2)制备酚类废水的模拟液体，进行反应实验，监测和分析处理效果。
3.处理机理的研究和结果分析
(1)监测与分析反应效果，根据反应数据探究处理机理；
(2)结合已有研究结果，提出处理优化和应用建议。
4.论文撰写和答辩准备
(1)撰写论文并进行修改；
(2)答辩准备。
六、研究的意义与创新
本研究将探究自掺杂TiO2纳米管阵列电极在酚类废水电催化氧化处理中的应用，主要包括自掺杂TiO2纳米管阵列电极的制备、酚类废水的电催化氧化实验和处理机理研究等内容，旨在探究其处理效率和处理机理，为酚类废水的高效处理提供技术支持和理论指导。
本研究的亮点在于：
(1)利用自掺杂TiO2纳米管阵列电极作为催化剂，具有高比表面积，优异的光催化和电催化性能，低成本等特点；
(2)探究其在酚类废水处理中的应用，拓展了电催化氧化技术的应用领域，并具有一定的实用价值；
(3)研究电催化氧化处理过程中的处理机理，为电催化氧化技术优化和应用方向的探究提供支持和指导。
以上是本研究的任务书，旨在探究自掺杂TiO2纳米管阵列电极在酚类废水电催化氧化处理中的应用，为酚类废水的高效处理提供技术支持和理论指导。