生物炭浸渍金属硫酸盐负载纳米零价铁吸附重金属镉的实验设计和分析开题报告

1. 研究目的与意义

随着近代工业的发展，自然水体和工业废水中的污染物（重金属和有机污染物）对环境造成很大危害，通过各种途径进入到环境中的污染物在环境中具有易积累、不可逆、毒性大、代谢缓慢和易被生物富集等特点，因此，近年来环境介质中重金属和有机污染物的去除技术引起了国内外的广泛关注。

生物炭负载纳米零价铁作为一种绿色合成和优良改性后的材料，可以有效解决纳米零价铁在水处理应用中自身团聚问题，从而提高对水中污染物的去除效率。

生物炭负载纳米零价铁材料的制备和改性方法，制备方法主要有热解－液相还原法和一步热解法；生物炭改性目前研究较多的是通过 h₂o₂、hno₃ 、hcl、koh 等改性，以增强吸附剂的还原性能和吸附性能，提高机械强度和化学稳定性。

2. 研究内容和预期目标

（一）研究内容

1）、查阅相关资料，阅读相关文献，熟悉了解课题的内容，并制定研究方案。

2）、通过进行文献调研，对金属硫酸盐浸渍生物炭制备纳米零价铁的最佳条件（加入顺序、浓度、浸渍时间）提出设计方案；

3. 研究的方法与步骤

(1)设计三因素（加入顺序、浓度和浸渍时间）三水平正交实验

在加入物质顺序、硫酸铜（锌）溶液的浓度和浸渍时间三个因素三水平下进行正交实验，对九个指标进行统计分析。

处理	硫酸铜（锌）体积/ml	浸渍时间/min	加入顺序
1	2	40	1
2	2	70	2
3	2	100	3
4	5	40	2
5	5	70	3
6	5	100	1
7	8	40	3
8	8	70	1
9	8	100	2

（2） 根据因素和水平的正交设计，对目标指标进行合理的假设，掌握确定显著性影响因素和水平的实验结果的分析方法。

4. 参考文献

1、zhang h, et al. 2019 chitosan-stabilized fes magnetic composites forchromium removal: characterization, performance, mechanism, and stability.carbohydr. polym. 214, 276–285.

2、zhang s, et al. 2019 a novel biochar supported cmc stabilized nanozero-valent iron composite for hexavalent chromium removal from water.chemosphere 217, 686–694.

3、zhang x, et al. 2018 eucalyptus sawdust derived biochar generated bycombining the hydrothermal carbonization and low concentration koh modificationfor hexavalent chromium removal. j. environ. manag. 206, 989–998.

5. 计划与进度安排

1）2022年月1日5日----2022年3月22日：查阅相关文献资料，撰写文献综述，提出具体研究计划,完成开题报告，进行前期准备工作；

2）2022月3月23日----2022年5月1日：大量阅读文献，整合相关知识，对文献进行调研；

3）2022月5月2日----2022年5月19日：根据文献调研结果对金属硫酸盐浸渍生物炭制备纳米零价铁的各因素进行设计分析；