异质结CoFe2O4石墨烯活化过硫酸盐降解环境水体中的2-巯基苯并噻唑紫外线吸收剂开题报告

1. 研究目的与意义

2-巯基苯并噻唑（MBT）是一种高效的紫外线吸收剂，被广泛应用于发光材料[1]、医药[2]、农药 [3]、造革[4]、防腐剂[5]、杀菌剂[6]中，以防止材料自身损坏、减少人体对紫外线的吸收。随着工业化药品数量的增长，含有 MBT 的工业废水被大量排入天然水体[7]。其具有持久性和生物毒性，研究表明MBT 一旦经过生物累积进入人体，会阻碍合成甲状腺激素[8]，抑制甲状腺过氧化物酶以及甲状腺 素的释放[6]，还能诱发癌症[9]，引起过敏[10]。因此，对于 MBT 的去除已经引起各个国家的关注。且 美国环境部署连续多年将紫外线吸收剂列为新兴污染物[11]。 通过活化过硫酸盐（PMS）产生大量活性物质是近年来处理污染物的热门技术之一，相较于传 统的羟基自由基（OH），SO4 -具有更高的还原电位（2.5~3.1eV）和更长的半衰期（30~40μs），适用 范围更广，容易与污染物反应，使其降解或矿化。活化PMS的常规方法主要有热活化[12]、紫外活化 [13]、过渡金属活化[14]、碳质材料活化[15]等。其中通过过渡金属活化（Ni2 ）相较于其他方法具有成 本低、耗能低、效率高等特点。由于石墨烯不仅仅具有较强的活性与得失电子能力，也是一种非常 有效的复合材料载体，因此将其作为材料主体来负载过渡金属。据报道，在离子液体体系中合成复合材料时，可有效地控制材料结构形态（尺寸、附着、分散程度）[16]。所以，为了更好地使铁酸钴磁性石墨烯镍均匀附着以及解决石墨烯本身分散性差的问题，本研究通过铁酸钴磁性石墨烯离子液体表面活性剂对其进行铁酸钴磁性石墨烯化改性。同时，离子液体亦是优秀的微波吸收介质，最终通过微波法快速高效地制得了活化PMS能力强，分散性优秀，易回收再利用的铁酸钴磁性石墨烯钴磁性石墨烯复合材料（GO-CoFe2O4）。

本研究采用微波法在水 -离子液体表面活性剂体系中制备 铁酸钴磁性石墨烯化铁酸钴磁性石墨烯（GO-CoFe2O4），对其进行表征分析。并从材料投加量、pH、PMS浓度、离子干扰因素来考察GO-CoFe2O4 降解MBT条件，同时探究了最佳条件下的降解机理。以期为去除水中的MBT提供新途径。

2. 研究内容和预期目标

1.微波辐射法制备铁酸钴磁性石墨烯材料
2.影响催化条件最优条件
1)对分离条件的进行优化，分析难降解物质作为目标物。
2)GO/CoFe2O4/降解体系的确定。
3)GO-CoFe2O4投加量优化实验。
4)PMS 投加量实验
5)pH 优化实验
6)干扰离子优化实验
7)总有机碳去除实验
8)自由基猝灭实验
9)钴、铁离子溶出实验
10)GO-CoFe2O4重复利用实验
2.2 本课题预期目标：
1.对制备的铁酸钴-石墨烯进行了扫描电镜、透射电镜和傅里叶红外光谱表征。
2.确定催化条件最优条件
1)确定最佳的分离条件，确定难降解物质。
2)确定最佳的rGO/CoFe2O4/PMA降解体系。
3)确定最佳rGO-CoFe2O4投加量。
4)确定最佳PMS 投加量实验
5)确定最佳pH
6)排除干扰离子。
7)确定最佳总有机碳去除实验
8)确定最佳自由基猝灭实验
9)确定最佳钴、铁离子溶出实验
10)确定最佳rGO-CoFe2O4重复利用实验

3. 研究的方法与步骤

3.1研究方法

3.1.1建立了运用铁酸钴-石墨烯作为催化剂结合过硫酸盐高级氧化技术来达到催化去除水中氨基苯并噻唑的新方法。

3.1.2试剂

氧化石墨烯-铁酸钴制备试剂

4. 参考文献

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5. 计划与进度安排