磁性共价有机骨架中空纳米微球催化降解环境水体中的2-巯基苯并噻唑开题报告

1. 研究目的与意义

2-巯基苯并噻唑（MBT）为硫醇基化合物，属于苯并噻唑类有机物。MBT常用于预富集和分离贵金属和过度金属元素；也用于铜和其合金的金属表层，是有效的铜腐蚀抑制剂；同时也应用于橡胶行业的硫化促进剂，结合不饱和的硫化聚合物形成弹性交联材料，简称硫化促进剂。根据USEPA的数据显示，每年释放到环境中的MBT估计要超过百万磅，其中大部分进入水体环境中。研究表明MBT具有致癌性、致突变性，并且会对废水处理过程产生影响，能抑制易降解的有机物的降解，以及阻碍废水中的硝化作用。

本次实验本着开拓创新的原则，通过磁性共价有机骨架中空纳米微球催化 2-氨基苯并噻唑，以硫酸根自由基（SO42-）和羟基自由基（OH）为主要活性物质降解有机污染物的新型高级氧化技术。过硫酸盐高级氧化技术因其强氧化特性和氧化剂的稳定性也广泛运用于环境领域，用于受有机污染土壤和地下水的原位化学氧化修复。（SO42- 的前驱物是过一硫酸盐( PMS) 或过二硫酸盐( PDS)。活化 PMS 和 PDS 的常规方法通常有热活化、紫外活化、过渡金属活化、微波活化、超声波活化、电活化等。热活化、紫外活化以及超声都属于能量活化方式，需要投入很大的能量，在实际应用中增大了水处理的成本。相比PDS，PMS 由于具有非对称分子结构，更容易被过渡金属活化。共价有机骨架（COFs）是具有有序结构的晶态微控聚合物，能够引入分子识别基团或催化位点。具有低密度、高表面积、良好的热稳定性、优异的结构规则性以及可调节的孔结构。

中空纳尖晶石铁素体（MFe2O4,M=Fe，Zn，Ni，Co，Mn,etc）是一类重要的磁性材料，其中铁酸锰尖晶石形成的磁性纳米材料是一种呈球形的均匀纳米颗粒，尺寸约为100nm。纳米微球是稳定纳米颗粒的优良载体，所以本次实验旨在验证将COF与中空纳米微球结合，形成高质量、致密层核壳结构，并探究能否提高催化剂活性，又是否还能解决实际运用过程中催化剂难分离、回收、循环利用的难题以及运用过硫酸盐高级氧化技术来达到催化去除水中2-巯基苯并噻唑的目的。

2. 研究内容和预期目标

本课题主要研究内容：

1) 制备出一种磁性共价有机骨架中空纳米微球COF/MnFe2O4材料；

2） 反复验证最优催化条件（pH、PMS投加量以及无机阴离子影响）。

3. 研究的方法与步骤

1.1 3.1研究方法

3.1.1 建立了运用磁性共价有机骨架中空纳米微球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2-巯基苯并噻唑的新方法。

3.1.2 试剂

4. 参考文献

[1] 2-巯基苯并噻唑稀土配合物的合成、表征及橡胶硫化促进性能研究_韦凤仙[J].

[2] 张磊，祝思频，袁熙，王春英，罗仙平. 微波活化过硫酸盐降解典型选矿药剂丁基黄药的研究[J]. 有色金属工程，2020，10(11):93-100.

[3] 侯素珍，田浩然，黄超，王平，曾峤婧，彭惠琳，刘素琳，李安. 氨基改性生物炭负载纳米零价铁去除水中Cr(VI)[J]. 环境科学学报，，:1-8.

5. 计划与进度安排

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