纳米纤维素的制备和应用开题报告

1. 研究目的与意义

纤维素是自然界中最丰富的具有生物降解性的高分子材料。随着资源的严重匮乏和人们对环保的日益重视 ,有效利用这种价廉物丰的绿色可再生资源 ,利用新技术在微观领域对纤维素分子及晶须进行重新组装和改性 ,开发出具有优异性能的新型精细化工产品 ,具有极其重要的意义。采用绿色化学和绿色化学工程的原理优化原料、工艺过程和产品性能 ,进一步高效地分离出纤维素纳米级晶须 ,达到节省能源、减少污染、 提高效率的目的;寻找可以完全溶解但不降解纤维素的绿色溶剂 ,研究纤维素分子的自组装机理 ,从而获得具有特殊性能的精细化工产品;开拓纳米纤维素晶须在新技术、 新材料和新能源中的应用。

研究纳米纤维素的目的在于，未来其在生物和医学方面将是占主流，在生物应用中，纳米纤维素有可能在载体及生物传感器方面有较大的发展，而在医学领域 ,纳米纤维素与无机物进行复合制造人工组织无疑会是一个热点。同时 ,纳米纤维素在净化、传导和离子交换方面的应用也会受到人们的重视。食品工业也将是纳米纤维素应用的一个领域 ,而且来源和使用范围都有扩大的趋势。另外 ,纳米纤维素与磁性材料复合会是一个新热点。作为学科交叉产物 ,这种复合物在近年来可能会在实验室中逐渐成熟 ,但作为应用可能还需要一段时间。但这给我们一定的启发 ,即纳米纤维素所具有的独特的性能和其易于其它材料混合很有可能会导致一些新的发明和产生新型功能产品。

2. 国内外研究现状分析

在国内丁恩勇 于 2005 年发明了一种纳米纤维素固-固相变材料 ,其相变焓最大可达 110J / g 以上 ,相变温度在 0～60 ℃,并且在相变前后都能保持良好的固体状态 ,不会发生相分离等现象 ,并且无毒无害、 成本低、 制备工艺简单 ,可广泛应用于织物、 太阳能利用、 相变储能型空调、 玻璃暖房、 控温器材等多种场合。

王东山等将纳米晶体纤维素与类肝素进行化合得到的纳米晶体纤维素-类肝素复合物。其制法是先将粒径为 10～80nm的纳米晶体纤维素加水配制成重量浓度为 3～10 %的悬浮液 ,在氮气保护、 60～100 ℃ 下 ,先加入过氧化物反应,再加入极性有机溶剂 ,然后加入甲基丙烯酸、 甲基丙烯酸乙酯硫酸酯、 硫酸胺基甲基丙烯酸乙酯 ,在 60～100 ℃下连续搅拌反应而制得。该复合物既保持了类肝素的抗凝血性和溶血脂功能 ,又不易被排出体外 ,变为长效药物 ,且不堵塞血管 ,与人体相容性好 ,具有良好的应用前景。

3. 研究的基本内容与计划

1.准备工作、文献综述和开题报告。（2011年02月23日~2011年03月02日）1周。

2.用naoh除去甘蔗渣的木质素，在不同温度与浓度下取得最佳方案（2011年03月02日~2011年03月16日）2周。

3.用酸水解纤维素中的大分子，在不同温度与浓度下取得最佳方案（2011年03月17日~2011年04月01日）2周。

4. 研究创新点

本实验用甘蔗渣为原料，大大降低了原材料的成本且生产工艺简单。

而且为甘蔗的综合利用提供了一条新途径，还能创造较高的经济效益。

单将甘蔗渣经一定处理, 通过化学反应, 制备成附加值很高的ncc, 不仅经济效益十分显著,而且具有社会效益和环境效益。