Cu基非均相类Fenton催化剂降解苯酚的研究的任务书.docx

Cu基非均相类Fenton催化剂降解苯酚的研究的任务书
任务书
题目：Cu基非均相类Fenton催化剂降解苯酚的研究
背景与意义：
随着工业的发展及生产、使用化学物质的增多，环境问题已成为全球面临的一个严峻的挑战。其中水污染是最为突出的问题之一。苯酚是一种广泛存在于各种工业废水、城市地表水和农业水源中的有机物，其对人类健康和生态环境都存在着很大的潜在危害。
传统的处理苯酚污染的方法包括生化处理、物理吸附、氧化还原、活性炭吸附等方法，但这些方法耗时、成本高、效率低、副产物产生等问题仍然存在。相比之下，光催化技术成为了近年来处理苯酚等水污染物的研究热点，该技术具有简单易操作、无二次污染、进展迅速等优点。而类Fenton催化技术则是一种被广泛研究的光催化技术。
本研究将探讨Cu基非均相类Fenton催化剂在苯酚降解方面的应用，旨在提高苯酚处理的效率，降低光催化处理过程中的成本和污染物残留量。
研究内容和方案：
1.合成Cu基非均相类Fenton催化剂：以Cu（NO3）2·3H2O和FeSO4·7H2O为前驱体，在不同的比例下通过溶胶-凝胶法合成Cu基非均相类Fenton催化剂。
2.对Cu基非均相类Fenton催化剂进行物理化学性质表征：包括催化剂的形貌、晶体结构、比表面积、孔径大小、粒径分布以及表面氧化物的含量等。
3.对苯酚降解效果的评价：使用该催化剂对苯酚水溶液进行降解处理，并测试不同条件下的降解效果。探究最佳的催化条件，如光照强度、催化剂的用量、反应时间等因素。
4.分析催化剂的催化机理：通过高级氧化技术等手段，探究反应中产生的活性物种的种类和数量，从而对催化机理进行全面分析和解释。
5.分析催化剂的稳定性：探究催化剂在多次使用后稳定性的变化。细致分析其失活机制及寿命等问题，为后续的研究提供参考。
研究方法与步骤：
1.在制备Cu基非均相类Fenton催化剂时，采用溶胶-凝胶法。
2.在物理化学性质表征方面，采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）、N2吸附-脱附等手段进行表征。
3.在苯酚降解效果评价方面，通过变化催化剂用量、反应时间、光照强度等参数探究其对苯酚的降解作用。
4.在催化机理分析方面，通过高级氧化技术得出反应中的活性物种种类及数量，并对其进行分析和解释。
5.在催化剂稳定性分析方面，考虑到实验情况需要对多次使用后的催化剂进行分析和评价。
计划进度：
第一阶段（1个月）：合成Cu基非均相类Fenton催化剂，并进行物理化学性质表征。
第二阶段（2个月）：对苯酚降解效果进行评价，探究催化条件的最佳化。
第三阶段（1个月）：进行催化机理分析研究。
第四阶段（1个月）：分析催化剂的稳定性。
第五阶段（1个月）：论文撰写及答辩准备。
预期成果：
1.成功合成出具有一定催化作用的Cu基非均相类Fenton催化剂。
2.对Cu基非均相类Fenton催化剂进行了物理化学性质表征，并得出相关结论。
3.探究了Cu基非均相类Fenton催化剂对苯酚的降解效果，得出相应的最佳催化条件，并得出相关结论。
4.对催化机理进行了分析和解释，并完成相关研究。
5.分析了催化剂的稳定性，对其失活机理及寿命等问题进行了探究。
6.撰写完成论文并成功答辩。
参考文献：
1.Deng,Q.,Sun,Y.,Wang,H.,Chen,J.,&Zhang,L.(2019).Eco-friendlyandefficientCu2+andFe(III)co-dopedglassycarbonelectrodeforthedegradationofphenol:Modifiedprocessesandmechanism.JournalofHazardousMaterials,371,159-167.
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3.Zhang,C.,Gao,Z.,Wei,Y.,&Feng,S.(2015).SynthesisandcharacterisationofFe/carbonaceousnanofiberscompositeanditsapplicationinFenton-likedegradationofphenol.ChemicalEngineeringJournal,260,617-624.
4.Zheng,J.,Zhang,L.,Tang,Y.,Yang,M.,Li,Y.,&Huang,J.(2013).Combined