高比表面中孔活性炭的制备及应用研究的开题报告

高比表面中孔活性炭的制备及应用研究的开题报告题目：高比表面中孔活性炭的制备及应用研究一、研究背景及意义近年来，环保意识逐渐提高，人们对环境污染问题越来越关注，活性炭作为一种有效的物质吸附剂，其在环境清洁和净化方面得到了广泛应用。目前，常用的活性炭主要是由煤、木材等原材料制备而成，但其存在一些局限，如价格高、吸附性能差等问题。因此，研究一种具有高性能的活性炭材料，具有重要的意义。活性炭的吸附性能取决于其内部的孔结构，通常分为微孔、介孔和大孔。其中，中孔活性炭的孔径在20~500nm范围内，具有相当高的比表面积，能够控制其孔径大小，调节空隙率，有望在吸附有机物等方面发挥更好的作用。本研究旨在探究一种制备高比表面中孔活性炭材料的方法，并探讨其在废水处理等领域中的应用。二、主要研究内容1.根据不同原料制备方法，分别制备煤基、木基高比表面中孔活性炭；2.研究活性炭的物理化学性质，包括吸附剂的比表面积、孔径分布、官能团含量等；3.评价活性炭的吸附性能，通过模拟吸附废水中的有机物和重金属离子等，实验评估吸附性能；4.探讨活性炭在废水处理中的应用，研究其吸附废水中有害物质的效率，探究最佳处理条件。三、进度计划第一年：1.研究煤基高比表面中孔活性炭制备方法；2.研究木基高比表面中孔活性炭制备方法；3.分析活性炭的物理化学性质。第二年：1.评价活性炭吸附性能；2.探究活性炭在废水处理中的应用；3.进行实验室规模的废水处理试验。四、研究预期结果1.实现高比表面中孔活性炭的制备；2.评价煤基和木基活性炭的物理化学性质；3.评估不同种类活性炭的吸附性能；4.探究活性炭在废水处理中的应用效果；5.提出最佳处理条件建议。五、研究方法本研究采用化学活化法、热解法等制备高比表面中孔活性炭；采用氮气吸附等手段对活性炭的孔径分布、比表面积、孔体积等进行表征；采用模拟废水实验评价活性炭的吸附性能；通过实验室规模的废水处理试验评估其应用效果。六、研究人员及分工本课题由本人负责，导师提供研究方向和指导；课题组将共同合作完成研究工作。七、参考文献1.Jia,B.,Sun,Y.,Gao,Y.,Wang,M.,&Yue,Q.(2019).Preparationofmesoporousactivatedcarbonanditsadsorptionperformancefordyeremoval.SeparationandPurificationTechnology,209,286-294.2.Wu,J.,&Xu,X.(2017).Effectsofactivationmethodsonmesoporousactivatedcarbonpreparedfrombamboowasteforeffectiveleadandmethyleneblueremoval.EnvironmentalScienceandPollutionResearch,24(20),17015-17026.3.Mukherjee,A.,&Zimmerman,A.R.(2013).Organiccarbonandblackcarboninurbansoils:interrelationshipsandchemica