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溶解性有机质对石墨烯和氧化石墨烯水相稳定性的影响开题报告

 2021-12-16 10:12  

全文总字数:3292字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

研究目的:揭示可溶解性有机质对石墨烯/氧化石墨烯水相稳定性的影响规律。

研究意义:石墨烯是当前研究最热门的碳纳米材料之一,由于其独特的理化性质,其在各领域都有着广阔的应用前景。但随着石墨烯生产和使用量的不断增大,其不可避免地会进入到环境当中,从而给生态环境和人类健康带来风险。本文研究溶解性有机质下石墨烯/氧化石墨烯的水相稳定性,主要有以下几点意义:①有利于揭示其环境行为;②有利于为石墨烯材料的环境风险评价提供依据。

国内外研究现状

对石墨烯的环境行为的研究主要集中在水环境中,石墨烯在水环境中的稳定性不仅与自身性质有关,还受到水环境理化性质(如ph、离子强度、离子类型和溶解性有机质等)的影响。

li d等(2008)研究表明纯石墨烯在水中的溶解度极低,具有很强的疏水性,由于范德华力相互作用,在水相溶液中很容易形成不可逆的团聚体,甚至堆积形成石墨。氧化石墨烯表面具有的亲水性含氧官能团破坏了规整的正六边形结构,在水溶液中更容易均匀分散,可以通过静电稳定机制在水中形成稳定的胶体溶液。

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2. 研究的基本内容

1.平衡时,表征石墨烯/氧化石墨烯在模拟水相介质中的尺度、表面电荷和电泳流动性;

2.平衡时,可溶解性有机质存在时,表征石墨烯/氧化石墨烯在模拟水相介质中的尺度、表面电荷和电泳流动性;

3.静沉实验中,分别在0, 24, 48, 72, 96终点时,表征石墨烯/氧化石墨烯在模拟水相介质中的尺度、表面电荷和电泳流动性;

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案:

明确研究的方向和目的,查阅资料阅读大量文献,了解当前石墨烯/氧化石墨烯的应用、性质以及相应环境行为的研究进展,根据其性质结合研究基础,考虑实际情况选择合适的水环境。通过请教导师和查阅文献书籍等途径制定出具体的实验方案,通过测定其zeta电位和尺度判断可溶解性有机质对石墨烯/氧化石墨烯水相稳定性的影响。

课题进度:

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4. 参考文献

1.林道辉, 冀静, 田小利等. 纳米材料的环境行为与生物毒性, 科学通报, 2009, 54(23): 3590-3604.

2.nowack b, bucheli td. occurrence, behavior and effectsof nanoparticles in the environment. environ pollut. 2007;150(1):5-22.

3.quik jt, lynch i, van hoecke k, et al. effect ofnatural organic matter on cerium dioxide nanoparticles settling in model freshwater. chemosphere. 2010, 81(6):711-715.

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