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1. 毕业设计(论文)的内容和要求
本课题拟利用海藻酸钠中丰富的羧基可以与Zn2 快速配位形成水凝胶的特点制备水凝胶微球,而水凝胶中含有的Zn2 又可以参与到MOF材料ZIF-8的制备中去,进而实现海藻酸钠水凝胶微球中ZIF-8的原位生长,得到海藻酸钠/ZIF-8复合水凝胶微球,再经由冷冻干燥的方法得到海藻酸钠/ZIF-8复合气凝胶微球;将对得到的复合气凝胶微球的组成、结构、形貌等进行表征,并研究此类复合气凝胶对水中污染物(如有机染料分子、无机重金属离子等)的吸附性能,考察材料组成、温度、pH、起始浓度等对吸附性能的影响行为,最终将整个研究内容及成果整理撰写成毕业论文。
毕业论文的内容和要求如下: (1)在背景介绍部分,根据毕业要求指标点2.3、10.2的要求,通过中英文文献检索与阅读,经过总结分析,介绍以下内容:国内外多糖/MOFs复合气凝胶的制备及应用发展现状,国内外海藻酸钠气凝胶的制备及其是污水处理中的应用现状,当前该领域研究存在的问题与不足,本课题拟研究内容。
(2)在实验部分,根据毕业要求指标点3.3的要求,针对文献调研中发现的问题与不足,提出相应的解决或改进方案,在此基础上提出具体的研究方案及流程,包括材料的制备工艺、表征手段等。
2. 实验内容和要求
根据毕业要求指标点3.3的要求,本课题要开展的实验内容和要求如下:1、制备海藻酸钠/MOFs复合气凝胶微球,要求学生能够熟练使用分析天平、磁力搅拌器、冷冻干燥机等实验室常规仪器,对复合气凝胶的制备工艺进行优化改进,学会使用Chemdraw等软件绘制材料制备流程示意图。
2、对得到的海藻酸钠/MOFs复合气凝胶微球进行物理化学性质表征,要求学生掌握红外光谱仪、粉末x射线衍射仪、气体吸附仪、热重分析仪、扫描电子显微镜等设备的基本工作原理,学会使用origin等软件对所采集的原始数据进行处理,并能够对实验结果进行相应的解读、分析和讨论。
3、研究海藻酸钠/MOFs复合气凝胶微球对水中污染物的吸附性能研究,要求学生能够综合考虑材料自身特性以及温度、浓度、pH等因素对吸附性能的影响,总结规律,探讨机理,并根据所得结论对材料的制备工艺提出进一步改进的可能途径。
3. 参考文献
根据毕业要求指点2.3,针对复杂工程问题,具有调查研究、检索与阅读中外文献资料的能力,并能在此基础上进行归纳总结和分析论证,提出解决方案。毕业论文期间要进行研究现状调查与总结,要求在开题报告及毕业论文中查阅的中英文文献不少于30篇,其中近5年不少于20篇,英文文献不少于15篇。以下是与本课题相关的部分文献列表: [1] Wu C , Dan Y , Tian D , et al. Facile fabrication of MOF(Fe)@alginate aerogel and its application for a high-performance slow-release N-fertilizer[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2019, 145, 1073~1079.
[2] Shen C, Mao Z, Xu H, et al. Catalytic MOF-loaded cellulose sponge for rapid degradation of chemical warfare agents simulant.[J]. Carbohydrate polymers, 2019, 213, 185~191.
[3] Lei C, Gao J, Ren W, et al. Fabrication of metal-organic frameworks@cellulose aerogels composite materials for removal of heavy metal ions in water[J]. Carbohydrate Polymers, 2019, 205(1), 35~41.
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