利用doehlert矩阵优化掺硼金刚石电催化降解甲基绿开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1，本课题意义

随着我国的环境越来越恶劣，我国政府与百姓对环境治理越来越重视。其中，水污染防治是人们关心的重点之一。当前，我国水污染形势依然十分严峻，水污染物的排放总量仍然巨大。据统计，我国每年化学需氧量排放量在2400万吨左右，氨氮排放量在245万吨左右，远远超过了目前的环境容量。有专家预测，这些总量必须要消减30%-50%，我国的水环境才会有根本性的改变。在2015年的两会中，各地政府分别对水污染治理做了重点部署，实行最严格的水污染管理制度，出台水污染防治行动计划，综合整治重污染河流和重点水域。

近年来，随着染料制造业和印染工业的迅速发展，染料的数量及其品种数不断增加。每年排放的环境中染料废水的总量不断攀升。染料废水中所含有机物大多具有三致性，即致癌性、致畸性、致突变性,严重危害生态环境及人类健康，属于难处理工业废水^[1-2]。甲基绿属于三苯甲烷类染料。近年来一些研究表明，该类染料对人体具有致癌、致畸和致突变的作用，是一类对人类健康具有潜在危害的环境污染物质。因此，对三苯甲烷类染料的研究，寻找到有效的降解方法，具有重要的理论价值和应用意义。^[3]

2. 研究的基本内容和问题

1，研究目标

（1）利用doehlert矩阵设计实验，得到掺硼金刚石电极在不同条件下催化降解三苯甲烷类染料的脱色率、矿化率等数据。分析数据，绘制出响应曲面图，得出各条件对降解效能的影响及其交互作用对降解效果的影响，并得到最优降解条件。

（2）深入了解掺硼金刚石电极在电催化降解污染物方面的特点、优势。通过实验不断完善这们工艺。

3. 研究的方法与方案

1，研究方法及实验方案

本课题采用BDD工艺，用响应曲面法优化电催化降解三苯甲烷类染料的过程，了解各因子对降解的影响，同时选用试验统计学中响应曲面方法研究BDD电极阳极氧化降解三苯甲烷类染料的各影响因素相互作用过程。

实验操作：取甲基绿原液于烧杯中，加入一种支持电解质原液，配制成实验所需浓度的甲基绿溶液。搭建反应体系，将预降解的甲基绿溶液倒入三口烧瓶中，打开蠕动泵，设定恒定转速，将反应液通入电解槽中。连接直流电源，保持电流恒定，进行电解，开始计时，定时取水样。采用紫外可见分光光度计测定甲基绿溶液的吸光度，计算脱色率。总有机碳分析仪测定甲基绿溶液的矿化率。采集到的数据进行数据分析处理。用HPLC/MS研究其降解机理。

2，技术路线

a.搭建实验装置

b.配置不同浓度的甲基绿溶液

c.将溶液倒入反应槽中进行反应

d.按时取样

e.测出样品的脱色率，矿化率等数据

f.绘出残差图和响应曲面图

g.找出最佳的降解条件

h.研究其降解机理

实验装置图

4. 研究创新点

目前，采用Doehlert矩阵设计有机污染物降解实验的文章几乎没有。本实验采取了这种新颖的实验设计方法，可以极大地避免了传统单因子设计法的实验过程烦杂，不能反映多个因素的综合影响等弊端。

5. 研究计划与进展

（1）2014.102014.11 阅读相关文献，撰写文献综述；

（2）2014.122015.01 撰写开题报告，准备开题汇报；

（3）2015.012015.02 设计详细实验方案，购买所需试剂，熟悉实验仪器的操作；