高锰酸钾改性芦苇生物炭对水中铅的吸附研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

近年来，随着工业化和城市化的快速发展，重金属污染已成为全球性的环境问题之一。

铅作为一种常见的重金属污染物，具有毒性强、难降解等特点，对生态环境和人类健康构成严重威胁。

水中铅污染主要来源于工业废水、采矿冶炼、电池制造等，一旦进入水体，会通过食物链富集，最终危害人类健康。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，利用生物炭去除水体重金属的研究越来越受到重视，国内外学者在生物炭的制备、表征、改性及其对重金属的吸附机理等方面开展了大量研究工作，并取得了一些进展。

1. 国内研究现状

国内学者在生物炭去除水体重金属方面做了大量研究，例如，xxx等人[1]利用农林废弃物制备生物炭，并研究了其对铅离子的吸附性能，发现生物炭对铅离子具有良好的吸附效果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究主要内容包括以下几个方面：
1.采用高温炭化法制备芦苇生物炭，并利用高锰酸钾对其进行改性处理，制备出高锰酸钾改性芦苇生物炭吸附剂。

2.利用扫描电子显微镜、比表面积及孔隙度分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、x射线衍射仪等对改性前后的生物炭进行表征，分析其形貌结构、比表面积、孔隙结构、表面官能团等性质的变化。

3.通过静态吸附实验，考察吸附时间、吸附温度、ph值、初始浓度等因素对改性生物炭吸附铅离子的影响，确定最佳吸附条件。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用以下研究方法和步骤：
1.实验研究法：本研究将以实验研究为主，通过控制实验条件，观察和记录实验现象，收集实验数据，并对实验结果进行分析和讨论。

2.材料制备：采用高温炭化法制备芦苇生物炭，并利用高锰酸钾对其进行改性处理，制备出高锰酸钾改性芦苇生物炭吸附剂。

3.材料表征：利用扫描电子显微镜、比表面积及孔隙度分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、x射线衍射仪等对改性前后的生物炭进行表征，分析其形貌结构、比表面积、孔隙结构、表面官能团等性质的变化。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.以廉价易得的芦苇为原料制备生物炭，为芦苇资源化利用提供了一种新途径。

2.采用高锰酸钾对芦苇生物炭进行改性处理，提高了生物炭对铅离子的吸附性能。

3.系统研究了改性生物炭对铅离子的吸附行为，并探讨了其吸附机理，为改性生物炭在水处理中的应用提供了理论依据。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 王丽娜, 张文辉, 邓宇, 等. 改性生物炭吸附水中重金属离子的研究进展[j]. 环境化学, 2019, 38(8): 1645-1655.

[2] 刘芳, 陈银生, 张波, 等. 生物炭对重金属污染土壤的修复研究进展[j]. 土壤通报, 2018, 49(5): 1231-1239.

[3] 张晓宇, 李红, 仇浩, 等. 生物炭材料对水中重金属离子的吸附性能及机理研究进展[j]. 环境污染与防治, 2020, 42(1): 77-83.