纳米纤维素-石墨烯/聚丙烯酸-聚丙烯酰胺双网络导电水凝胶的制备及其性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

由于传统的水凝胶具有较低的机械强度且缺乏良好得导电性能，从而限制了水凝胶的应用范围，因此提高水凝胶强度并赋予其好的导电性能对水凝胶的发展有着重要意义。

本研究希望制得一种具有拥有良好导电性能和机械性能的水凝胶，加入绿色可再生的TEMPO氧化纳米纤维素对基体实现增强，再加入导电物质，在原有凝胶骨架上建立导电网络结构。纳米纤维素既作为刚性纳米增强相，又起了协助分散作用，导电填料在提高导电水凝胶物理力学性能的同时，也赋予了其优异的导电性能。所制备的纳米复合导电水凝胶有望在电容器、传感器等领域发挥重大作用。

2. 国内外研究现状分析

研究概况见2000字以上文献综述

3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

tocns-gns/paaam导电水凝胶的制备及性能研究:

采用原位自由基聚合的方法制备含有物理交联网络的paa-pam双网络水凝胶，引入tempo氧化纳米纤维素（tocns）对水凝胶基体增强，再加入石墨烯作为导电相制备导电双网络水凝胶。

4. 研究创新点

1、利用纳米纤维素作为模板，凭借其固有的水相分散性搭载导电物质形成均匀的导电复合物，并均匀分散在基体中，解决了导电物质因易团聚导致的在基体中难以均匀分散的问题，有利于导电水凝胶力学性能的提高和导电通路的形成；

2、TEMPO氧化纳米纤维素(TOCNs)为绿色环保原料，再加入GNs、PAA和PAAM等原料，性能优良；将几种原料相互结合在一起，极大的发挥各自的优良特性，同时弥补了对方的性能缺陷。研究一种低成本，有良好机械性能和电化学性能的导电纳米复合材料。