1. 研究目的与意义（文献综述）

随着科技的高速发展，人们生活水平日益提高，与此同时，环境污染也愈加严重。其中，由重金属或其化合物造成的重金属污染引起了各国的高度重视，重金属含量超标不仅会恶化环境质量，也严重危害人体健康，因此解决该问题迫在眉睫。

重金属污染主要表现为水污染，工业污染源如金属矿、煤及石油的开采、冶炼、加工中ce、cr、pb、hg、ti的排放，废旧电池业中cd、ni、mn等的泄漏，城市化建设中高压汞灯、霓虹灯等的不当处理均会加剧水体重金属污染。污水中的重金属即使浓度较小，但可在藻类等水生植物和底泥中累积，改变细胞的生物功能结构，抑制光合作用、呼吸作用及功能酶活性，甚至改变核酸组成，而后通过鱼和贝类的体表吸附，逐渐随食物链传递，产生浓缩效应，浓度超过阈值则会使动植物中毒、死亡，从而造成公害。除环境危害外，污水中重金属也严重危害人体健康，与人体内多种功能蛋白或酶发生相互作用，从而抑制机体正常活动，损坏神经组织及具解毒功能的关键器官。对人体毒害最大的有五种：铅、汞、砷、铬、镉。铬摄入过量易得鼻炎、结核病、腹泻、支气管炎、皮炎等，汞食入后直接沉入肝脏，对大脑、神经、视力破坏极大，镉则会导致高血压，引起心脑血管疾病。

目前，重金属污水处理的方法大致可分为三类：化学法；物理化学法；生物法。化学法主要包括化学沉淀法，氧化还原法和电解法，利用化学反应、电化学性质转变重金属的物理化学状态从而分离出来，主要适用于较高浓度重金属离子污水的处理，是目前国内处理污水的主要方法。物理化学法主要包含溶剂萃取分离、离子交换法、渗透膜及物理吸附法。其中物理吸附法最为经济简便，是处理低浓度重金属污水的公认方法，国内外逐渐开发出多种具吸附功能的吸附材料，如改性沸石、壳聚糖、海泡石、硅藻土及蒙脱石等。生物处理法借助微生物和水生动植物的吸附、絮凝、吸收、富集作用净化水体，是较新的应用方法，但生物体本身对重金属的耐受所带来的局限性还需进一步研究。污水中重金属浓度低且分散，种类各异，反应过程复杂，降低浓度减毒的过程中，某些重金属可能被氧化成高毒性状态，如三价铬可氧化为毒性更大的六价铬，因此重金属污水处理强调高灵敏、特异性、成本低廉且最好实现富集回收，传统处理方法如化学沉淀、电解法、离子交换法等一般难以达到以上要求。众多方法中吸附法因操作简单、吸附率高、成本低而被广泛使用，但大多吸附剂选择性差，难再生，易产生二次污染，吸附后吸附剂与废水难分离，因此制约了传统吸附材料在实际过程中的应用。近年来，国内外研究聚焦于一种新型吸附材料——磁性纳米材料，因其具备超顺磁性、表面效应且吸附性能好，回收脱附高效简便，大大降低制备成本，在重金属污水处理领域的应用受到越来越多的关注。目前应用较广的磁性纳米材料主要有四氧化三铁颗粒、磁赤铁矿颗粒、铁酸盐磁性材料及它们的改性材料。现阶段大多磁性纳米材料仍处在试验期，未大规模投入使用，如何以低成本制备吸附效率更高的磁性纳米材料，探索特定重金属离子最高效的吸附条件是亟需解决的问题。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容：

本课题拟对四氧化三铁磁性纳米离子的制备，其对水溶液中cr（vi）的吸附作用机理及多种实验因素对吸附过程的影响进行研究。主要内容如下：采用共沉淀法制备四氧化三铁磁珠，并对所制得的磁珠进行形貌表征、粒径分析、磁吸附性能分析等工作。查阅文献，实施可行精确的cr（vi）检测方法并绘制适当的标准曲线供因素探讨。以共沉淀法制备的四氧化三铁磁性纳米颗粒为吸附剂处理含cr（vi）的水溶液，研究该磁珠对溶液中cr（vi）的吸附行为，以单一变量实验考察吸附时间、cr（vi）初始浓度、四氧化三铁磁珠含量、ph值、温度、不同种类盐离子等因素对去除过程的影响，以多因素正交实验确定最佳实验条件。通过数据分析建立吸附动力学模型，比对langmuir吸附模型和freundlich吸附模型，探讨四氧化三铁纳米粒子去除溶液中cr（vi）的吸附机制。

2. 2目标：

3. 研究计划与安排

第1-2周：初步了解课题，确认需要完成的主要任务；调研相关学术论文、期刊、专利等资料，阅读中英文文献后进行总结，明确课题方向；完成开题报告。

第3-4周：开题，确定实验技术方案，整理并购买实验所需仪器、材料及试剂。检索资料，商讨确定具体的实验方案及步骤。

第5-7周：完成探究实验的前期准备工作：制备四氧化三铁磁性纳米磁珠并进行表征，确定材料可进行后期实验；绘制cr（vi）浓度的标准曲线，确定检测方法的可行性和精确性。提交阶段性报告。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]刘霞，徐强，张翰林，等. 聚合多巴胺包覆的磁性微球吸附cr(Ⅵ)[j].环境工程. 2017,35(6): 49-53.

[2]李珺. 基于磁性纳米fe_3o_4功能化修饰及对酸性黑10b和cr(Ⅵ)的吸附研究[z]. 陕西科技大学, 2017.

[3]朱梦飞，史茂敏，陈秀梅，等. 原位氧化fe_3o_4膜对水溶液中cr(Ⅵ),pb(Ⅱ)和cd(Ⅱ)的去除性能[j]. 热加工工艺.2017(10): 174-176.