開題報告及工作計劃書需要1份

湘潭大學碩士探討生學位論文開題報告及工作支配書論文題目：新型有機膨潤土的制備及其吸附性能探討學號200715021111探討生姓名王通所在學院化工學院專業(yè)環(huán)境工程探討方向廢水處理新技術導師姓名朱潤良入學年月2007年9月開題時間2008年10月2008年10月10日填一、課題的來源及選擇本課題的指導思想我國是一個水資源短缺的國家，水資源時空分布不均。人均占有量僅相當于世界人均占有量的四分之一，屬于嚴峻缺水國家。與此同時，工農(nóng)業(yè)的飛速發(fā)展而環(huán)境愛護相對滯后導致我國水體污染嚴峻，進一步加劇了我國水資源危機。其中，工業(yè)廢水是造成環(huán)境污染的主要污染源，不僅數(shù)量大、分布面廣，而且由于大量有機物及有毒物質(zhì)的存在，給生態(tài)環(huán)境帶來了嚴峻的污染和危害。因此，限制和消退水中有機污染的關鍵是開發(fā)新型高效有機廢水處理材料和技術。目前，對有機廢水的治理方法一般可以分為三大類：生物處理法、化學處理法和物化處理法。其中，物化處理法中的吸附法是有機廢水常見的處理方法之一，具有效率高、操作簡潔等優(yōu)點，而提高吸附處理效率的關鍵是開發(fā)各類新型高效吸附劑?；陴ね恋V物開發(fā)的各類有機黏土吸附劑吸附性能良好、價格低廉，在有機廢水吸附處理中有廣袤的應用前景，在各類有機粘土中，以有機膨潤土探討最多。有機膨潤土是指有機陽離子/分子吸附到膨潤土層間形成的一類有機-無機復合材料，對有機物吸附性能良好，與活性炭等傳統(tǒng)吸附劑相比，具有對多種有機物無明顯競爭吸附、吸附效率相對穩(wěn)定、吸附容量大、易回收等特點，因而應用在廢水和廢氣處理、土壤修復、垃圾填埋場及石油類有機液體儲存場所防滲處理等污染限制領域，與活性炭優(yōu)勢互補。有機膨潤土的吸附性能確定了它在有機廢水處理等污染限制中的應用前景，因此如何調(diào)控其結構特征，增大其吸附容量，進而提高其吸附性能、降低其應用成本始終是有機膨潤土探討的重點內(nèi)容。二、前人對本課題探討取得的成果，存在的問題，當前國內(nèi)外探討動態(tài)和自己的見解有機膨潤土吸附處理水中有機污染物始終是其探討的重點。從上世紀90年頭起先，大量文獻起先報道各種類型有機膨潤土吸附有機物的性能和機制，探討者通過變更有機陽離子種類、有機陽離子負載量、膨潤土電荷密度、同時運用幾種有機陽離子等方法制備了各種有機膨潤土，并探討它們對各種有機物的吸附性能。目前常用的改性有機陽離子是帶烷基鏈的季銨鹽型陽離子表面活性劑，大量探討結果表明，短碳鏈有機膨潤土作為一種以表面吸附為主的吸附劑比較適合處理濃度較低、成分簡潔的有機廢水；長碳鏈有機膨潤土則作為一種以安排作用為主的吸附劑比較適合處理濃度較高、成分困難的有機廢水，特殊是強疏水性的有機污染物，如多環(huán)芳烴等；此外，也有探討者用高分子聚合物改性制備有機膨潤土，可以通過特殊吸附作用(如形成氫鍵)而吸附有機污染物。近年來，課題組朱老師在系統(tǒng)考察表面活性劑載量、粘土礦物電荷對有機粘土微觀結構和吸附性能影響的基礎上，提出烷基鏈堆垛密度是影響有機粘土吸附性能的重要因素：烷基鏈堆垛密度變更時可形成對有機物親和實力不同的有機相，合適的堆垛密度是形成高效有機相的基礎。同時推想，調(diào)控烷基鏈堆垛密度在合適的范圍內(nèi)可增加有機粘土的吸附性能。雖然有機膨潤土吸附特性及有機污染限制應用已有大量探討，但要實現(xiàn)有機膨潤土污染限制大規(guī)模工程化應用，仍舊須要進一步提高其污染限制效率，以降低其污染限制成本。藉此，須要以吸附原理為指導，通過調(diào)控有機膨潤土的微觀結構來優(yōu)化其污染限制效率，為開發(fā)新型粘土礦物吸附材料供應理論支持。有機膨潤土的疏水特性使得它能高效的吸附有機污染物，在環(huán)境有機污染限制中有很好的應用前景，但是有機膨潤土的結構功能單一，為此，有探討者在制備有機膨潤土的同時，在膨潤土納米層間引入其他功能試劑，使得有機膨潤土具有新的特性。而有機物主要通過表面吸附和安排作用進入到表面活性劑烷基鏈形成的有機相中，而烷基鏈的排列模式和堆垛密度是影響有機膨潤土吸附性能的重要因素。長鏈高分子聚電解質(zhì)有較高的電荷/質(zhì)量比，當用其改性有機膨潤土時，即使是較小的插層量仍能占據(jù)膨潤土層間較多的電荷位點，從而促使有機膨潤土中表面活性劑的烷基鏈排列更加緊密，烷基鏈堆垛密度增加，形成對有機物親和實力更強的有機相，增大有機膨潤土對有機物的吸附量；而加入不同的長鏈高分子聚電解質(zhì)，也可使膨潤土層間電荷發(fā)生翻轉(zhuǎn)，或者引入其他功能基團，使其對陰離子污染物有較強的吸附作用，或者對水體中重金屬離子有較強的吸附作用，為提高其污染限制效率，降低其污染限制成本，開發(fā)新型粘土礦物吸附材料供應切實可行的依據(jù)。所以，本工作采納陽離子表面活性劑長鏈高分子聚電解質(zhì)改性膨潤土，期望其在吸附有機污染物、陰離子污染物和重金屬離子時，有較好的吸附效果，進而拓寬復合膨潤土的應用范圍。三、本課題探討的內(nèi)容、目的和意義1、探討內(nèi)容（1）有機膨潤土對有機物的吸附特性以內(nèi)蒙古鈣基膨潤土（陽離子交換容量為108mmol/100g）為載體，以季銨鹽型陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨（CTMAB）為離子交換改性劑，制備系列不同陽離子表面活性劑負載量的有機膨潤土，探討它們對低濃度和高濃度的苯酚、硝基苯等有機物的吸附特性。（2）復合改性有機膨潤土對有機物的吸附特性加入不同長鏈高分子聚電解質(zhì)，用其改性CTMAB有機膨潤土，制備系列不同的復合膨潤土，探討他們對低濃度和高濃度的苯酚、硝基苯等有機物的吸附特性。（3）復合改性有機膨潤土對陰離子污染物和重金屬離子的吸附特性以水體中常見的PO43-為陰離子污染物代表，Cu2+為重金屬離子代表，探討復合膨潤土對它們的吸附特性。（4）有機膨潤土的結構表征采納XRD、FTIR、BET、TG、Raman等多種結構表征手段，系統(tǒng)探討有機膨潤土的底面間距、表面活性劑的堆垛密度及空間構型、有機膨潤土的比較面積等結構特征，并于復合膨潤土的表征結果對比，明確高分子陽離子聚電解質(zhì)對有機膨潤土吸附性能的影響。2、探討目的和意義通過加入價格低廉的高分子聚電解質(zhì)改性有機膨潤土，探討開發(fā)出新型復合有機膨潤土，能夠同時吸附有機污染物、陰離子污染物和重金屬離子，增大其吸附容量，提高其污染限制效率，以降低其污染限制成本，拓寬復合膨潤土的應用范圍，使其在多領域應用，同時為制備新型高效多功能膨潤土吸附劑供應理論基礎，并為含有機污染物、陰離子污染物和重金屬離子的困難廢水供應新的吸附處理方法。四、已有試驗條件及試驗設計方案1、已有的試驗條件（1）制備有機膨潤土的各種試驗材料和藥品以及須要處理的目標污染物（2）磁力攪拌器、高速冷凍離心機、氣浴振蕩器等開展制備和吸附試驗的試驗器材（3）紫外-可見光分光光度計、原子汲取光譜儀等分析測試儀器（4）學校的分析測試中心和中科院廣州地球化學探討所供應的XRD、FTIR、BET、TG、Raman等結構表征儀器2、試驗設計方案五、目前工作進展狀況、存在問題及解決的方法和措施1、目前工作進展狀況本探討目前已制備不同CTMAB負載量（0.6CEC~1.0CEC）的有機膨潤土，并探討它們對低濃度和高濃度的苯酚、硝基苯的吸附性能，結果表明：CTMAB有機膨潤土對苯酚和硝基苯有很好的吸附效果，隨著CTMAB負載量（0.6CEC~1.0CEC）的增大，有機膨潤土對苯酚和硝基苯的吸附量漸漸增大，而在低濃度時，其吸附等溫線呈線性關系，高濃度時，其吸附等溫線呈非線性關系；對于長鏈高分子聚電解質(zhì)則選擇了價格低廉的陽離子型聚丙烯酰胺（CPAM），并用CTMAB與CPAM共同改性膨潤土，制備了系列復合有機膨潤土，并初步探討它們的吸附性能，初步試驗結果表明：復合有機膨潤土的吸附性能好于有機膨潤土。2、存在問題對于加入長鏈高分子聚電解質(zhì)后復合膨潤土的結構變更問題，不同復合膨潤土去除污染物的效果，以及對困難廢水的處理問題。3、解決的方法和措施（1）運用XRD、FTIR、BET、TG、Raman等表征手段，對各種膨潤土進行表征，并對比他們結構的變更，進而明確高分子陽離子聚電解質(zhì)對有機膨潤土吸附性能的影響。（2）選擇不同的長鏈高分子聚電解質(zhì)，制備不同的復合膨潤土，并探討他們對各種污染物的吸附性能。六、完成論文時間及預期結果論文完成時間：預料2010年4月預期結果：運用價格低廉的長鏈高分子聚電解質(zhì)改性有機膨潤土，探討開發(fā)出新型復合有機膨潤土，能夠同時吸附有機污染物、陰離子污染物和重金屬離子，增大其吸附容量，提高其污染限制效率，以降低其污染限制成本，拓寬復合膨潤土的應用范圍，使其在多領域應用。發(fā)表較高水平學術論文4~5篇；申請國家專利1~2項。七、論文工作進度支配工作內(nèi)容目的和要求完成日期檢查方式查閱文獻資料熟識國內(nèi)外探討動態(tài)，駕馭探討前沿，找尋課題突破2008年9月課題組會議匯報試驗打算階段以及藥品的購置了解各種平安操作規(guī)程以及熟識儀器設備運用2009年10月自檢各種有機膨潤土的制備及其吸附性能探討明確有機膨潤土的吸附性能2009年12月自檢和課題組匯報各種有機膨潤土的結構表征明確有機膨潤土內(nèi)部結構的變更2010年3月自檢學術論文以及專利的撰寫階段性成果總結2010年2月自檢補充試驗加強探討課題的完整性2010年3月課題組匯報畢業(yè)論文撰寫完成課題總結2010年4月自檢和課題組匯報八、論文工作出差支配出差地點任務及要求起止日期檢查方式長沙對有機膨潤土進行表征2009年5月15日~16日自檢廣州對有機膨潤土進行表征2009年11月10日~20日自檢廣州對有機膨潤土進行表征2010年3月20日~25日自檢九、經(jīng)費預算開支項目及名稱金額備注試驗裝置1000.00試驗藥品1500.00檢測費用2000.00文章版面費用3000.00辦公費用500.00導師審查看法該課題探討目標明確、內(nèi)容合理、方案切實可行，具有的理論深度和現(xiàn)實意義；工作進度支配合理，預料成果切合實際，可以實現(xiàn)。探討