纤维素纳米晶的制备及表面电荷的调控开题报告

1. 研究目的与意义

纤维素是自然界中最丰富的天然高分子聚合物之一。

纳米纤维素也被称为纤维素纳米晶体，是一种直径为1-100nm，长度为几十到几百纳米的刚性棒状纤维素，是纤维素的最小物理结构单元。

纤维素纳米晶来源广泛、制备简单、低成本且环境友好，因其独特的纳米结构，使之具有高结晶度、高弹性模量、高强度等特性，加之具有生物材料的轻质、可降解、生物相容性及可再生等特性，适于作为高性能复合材料的填充物。

2. 国内外研究现状分析

天然纤维素微纤丝含有在长度方向上随机分布的结晶区和无定型区。

结晶区纤维素链堆积紧密，性质稳定；而无定型区结构松散，容易受到化学试剂或酶的攻击。

因此，在合适的酸或酶解处理条件下，去除天然纤维素中的无定型区而保留结晶区，可得到粉末、液体或凝胶态的纳晶纤维素。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：采用不同浓度酸溶液来处理微晶纤维素，研究浓度、温度和搅拌时间等因素对其产率和晶体尺寸的影响，找出实验过程中的主要影响因素。

通过产物表征，得出最优实验条件。

研究计划：（1）第1周：阅读相关文献,了解研究课题的相关基本知识,设计出实验方案，并撰写开题报告和论文综述；（2）第2周：根据实验方案进行酸水解法制备纳米纤维素晶；（3）第3-4周：细节实验，改变实验温度和硫酸浓度；（4）第5周：分析数据，进行反馈；（5）第8-9周：中期检查（6）第13-14周：完成论文（7）第15-16周：完善论文

4. 研究创新点

通过不同酸水解法制备纤维素纳米晶，并对尺寸形态、表面化学和电荷性质进行调控。