含Pb2 及Cu2 有机工业废水化学-生物法综合治理研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着经济和工业的快速发展，冶金、电镀、化工、炼油等行业也得到快速发展，但这些行业产生的大量含重金属离子（pb² 、cu² ）废水如果处理不当会造成严重的环境问题。pb² 是重金属离子中的典型代表，其具有毒性大、易在生物体内富集、难降解等特点，过量进入人体会严重破坏肾脏、生殖系统、肝脏等，甚至导致癌症。因此，去除废水中的重金属是一项非常重要的任务。

zif-8，作为 zifs 材料的典型代表是以 zn 为中央金属原子，并同4个 2一甲基咪唑有机物连接体相连，形成了具有 6 个四元环、8 个六元环的结构，通过拓扑作用形成了空间大分子网络结构，由 zif－8 材料所制备的吸附剂在吸附领域有良好的应用前景。其具有比表面积大、热稳定性和化学稳定性好等优点的金属有机骨架材料，是一种对重金属离子pb2 、cu2 吸附具有良好效果的吸附材料。但是由于粉末状的zif-8在水中难以再次回收利用，约束了其单独在水处理的使用。海藻酸钠（sa）是一种天然高分子材料，与传统吸附材料相比，具有生物相容性好、来源广、成本低和易回收的特点。以海藻酸钠作为zif-8在污水处理中的载体，将 zif-8 与海藻酸钠混合制作成微球可有效解决粉末状zif-8难从水中分离的问题。

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶，也称为对苯二酚氧化酶，属于铜蓝氧化酶。漆酶可催化降解多种难降解的有机污染物，如酚类污染物、多环芳烃、多氯联苯、染料、木质素、内分泌干扰物及其他有机化合物，并且发生反应后唯一的产物就是水，因此，它是一种绿色环保的催化剂。漆酶具有催化底物范围广、催化效率高、贮存要求低且氧化底物不产生二次污染等优点。

2. 研究内容和预期目标

研究内容

技术要求：学会吸附材料海藻酸钠包埋的zif-8的制备、及其吸附金属离子，协同酶降解有机物苯酚、以及相应的分析方法等。

设计条件：pb2 、cu2 以及苯酚是工业废水的重要污染，目前主要通过活性炭吸附等方法去除，但存在去除效率低等问题。本课题采取化学-生物综合治理的方案，首先制备金属有机框架材料 zif-8，随后对zif-8进行海藻酸钠包埋，对pb2 、cu2 金属离子进行吸附去除；随后加入漆酶，对苯酚进行去除。重点考察工业废水代表污染物pb2 、cu2 以及苯酚的重点去除效率。

3. 研究的方法与步骤

一、实验材料

药品及试剂：乙酸锌、2-甲基咪唑、海藻酸钠（sa）、无水乙醇、漆酶、乙酸铅、硫酸铜、苯酚

实验仪器：高精度电子分析天平、磁力搅拌器、恒温摇床、超声振荡器、真空干燥箱、分光光度计

4. 参考文献

[1] 曹阳.废水中重金属离子去除材料的分类分析[j].造纸装备及材料,2021,50(12):51-53.

[2] 付秋平,张海润,石登红,娄杰,莫昌琍,罗军,严伟.zif-8@sa对pb(Ⅱ)的吸附性能和机理研究[j].化学试剂,2022,44(05):697-702.

[3] dai huan,yuan xingzhong,jiang longbo,wang hou,zhang jin,zhang jingjing,xiong ting. recent advances on zif-8 composites for adsorption and photocatalytic wastewater pollutant removal: fabrication, applications and perspective[j]. coordination chemistry reviews,2021,441.

5. 计划与进度安排

1、2024年12月27日-2024年3月1日 查阅文献，根据任务书书写开题报告，制定实验方案，翻译外文文献；

2、2024年3月2日-2024年3月10日 准备吸附材料的制备，熟悉反应操作；

3、2024年3月11日-2024年4月1日 吸附材料表征，吸附、酶降解及污染物分析；