利用碱液处理竹粉纳米纤维素制备水凝胶的研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究目的：作为一种天然可再生资源，纤维素及其衍生材料在国民生产中扮演着重要角色。随着纳米技术在功能性产品开发领域的渗入和发展，从生物质原料中提取纳米纤维素 (CNF)，再通过碱液处理制得水凝胶可以在生物酶的固定、生物医学领域、形状记忆元件、农业保水抗旱等方面有广泛的应用前景。

研究意义：水凝胶（hydrogel）是一种经适度交联而具有三维网络结构的功能高分子材料。它不溶于水，但能显著地溶胀于水中，吸收大量的水，并有很强的保水能力。水凝胶能够感知外界环境刺激的微小变化，如 p H 值、温度、离子强度、磁场、电场等，并通过体积的溶胀或收缩，对这些刺激做出敏感性的响应。水凝胶的这一特点使它在生物酶的固定、生物医学领域、形状记忆元件、农业保水抗旱等方面有广泛的应用前景。研究使用碱液处理纳米纤维素制备水凝胶将使水凝胶的制备更加简单便捷

2. 国内外研究现状分析

近年来，由于全世界对新能源和环保材料的开发研究，纳米纤维素作为一种天然高分子材料倍受瞩目；而将纳米纤维素与各种不同的材料如石墨烯等复合后制成复合膜已经屡见不鲜，但是制备过程相对复杂。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

（1）通过酸碱处理法并研磨得到纳米纤维素 ( cnf)

（2）利用氢氧化钠溶液处理纳米纤维素制备水凝胶

4. 研究创新点

在化石资源不断消耗和环境日益恶化的社会背景下，纤维素作为一种可再生资源，正受到国内外研究者的极大关注，将纤维素纳米化也是当前的研究热点。

水凝胶（hydrogel）是一种经适度交联而具有三维网络结构的功能高分子材料，在生物酶的固定、生物医学领域、形状记忆元件、农业保水抗旱等方面有广泛的应用前景。

而现在大多数的研究都是将纳米纤维素和其它材料复合来制备水凝胶，本实验是直接通过碱液处理纳米纤维素来制备水凝胶，更为简单便捷。