甲壳素纳米纤维/氧化石墨烯复合纤维的制备与研究开题报告

1. 研究目的与意义

甲壳素是由法国学者布拉克诺在1811年发现，由欧吉尔在1823年从甲壳动物外壳中提取，淡米黄色至白色。甲壳素纳米纤维是把甲壳素溶解得到溶液，然后搅拌，同时慢慢地加入非溶剂让甲壳素渐渐从溶液当中再生出来，把甲壳素及水之外的物质去除后再次分散至甲壳素纳米纤维分散液，去除分散介质就可以得到甲壳素纳米纤维了。氧化石墨烯因为其独特的结构与性质引起了广泛的关注，它具有比表面积大、离子交换能力强等特点，这些特点给予了它良好的复合能力。

通过样品的制备及研究，开发出甲壳素纳米纤维和氧化石墨烯复合纤维。

在利用最小能源的基础上制备高性能、节能环保的生物质纳米材料，达到变废为宝的目的，符合未来绿色、环保的发展趋势。

2. 国内外研究现状分析

甲壳素和壳聚糖最早是法国人发现和研究的，但是从1811年发现甲壳素到1910年的100年间，全世界仅有20篇有关甲壳素和壳聚糖的研究论文发表，而且开创性的工作大都是法国人做的。

1、gopalan nair. k 等人从废弃虾蟹壳粉末中经过酸碱处理乙醇处理，淹没得到了甲壳素。

2、fan 等通过超声的方法以鱿鱼软骨为原料制备了直径3 ～ 4 nm，长度为数微米的β-甲壳素纳米纤维，超声过程中没有发生脱乙酰反应，纤维保持原来的结构。蟹壳去除蛋白和钙质后，在酸性溶液中通过机械碾磨的方法可得到10 ～ 20 nm 的甲壳素纤维。

3. 研究的基本内容与计划

螃蟹壳在去除蛋白质和矿物质后保持湿润状态，然后在中性环境中用一些机械处理(研磨和超声波细胞破碎机)制备甲壳素纳米纤维。参考 Gopalan Nair. K 等人的研究成果。取废弃虾蟹壳粉碎后的粉末适量，筛选出60目的样品。烘干后，加入盐酸溶液室温下浸泡24h以去除粉末中的碳酸钙成分。随后用大量蒸馏水冲洗至PH 为7,用真空抽滤法将水分抽干待用。配制NaOH溶液,将上述待用样品浸入12h 搅拌后用大量蒸馏水冲洗至悬浮液呈中性, 再重复以完全清除样品中的残余蛋白质。随后，配制乙醇溶液，浸泡上一步骤所得样品，实验条件为室温下处理24h目的是出去样品中的色素。最终将所得样品冲洗至中性后，烘干称重，可得去除碳酸钙、蛋白质、以及色素的样品，随后加入蒸馏水，湿存。然后通过调控甲壳素纳米纤维溶液、石墨烯的浓度，用针管打出线状丝，由此来制备超级电容器。

自石墨烯被发现以来，其优异的力、电、热学性质对新一代高性能多功能材料的制备和应用起着重要的推进作用。以氧化石墨烯为构筑单元可以制备高性能多功能宏观石墨烯材料，它具有比表面积大、离子交换能力强等特点，这些特点给予了它良好的复合能力。

⑴1.10-1.16 拟写开题报告和任务书；⑵3.1-4.15 实验；

⑶4.25-5.10 实验数据处理 ⑷5.10-6.5 撰写毕业论文。

4. 研究创新点

（1）甲壳素纳米纤维是以天然高聚物虾皮、蟹壳等为原料加工制成的一种新型动物绿色纤维，符合未来绿色、环保的发展趋势。

（2）甲壳素是地球上仅次于纤维素的第二大生物资源，年生物合成量高达100亿吨，可说是取之不尽，用之不竭的生物资源，这无疑给面临全球资源枯竭危机的人类带来了无限生机。

（3）甲壳素纳米纤维具有广泛的应用，在医学上、生物机体健康方面和药理等方面都有着一定的应用。