多孔MWCNTs/CNF/PVA复合凝胶的制备及工艺研究开题报告

1. 研究目的与意义

以聚乙二醇为致孔剂，碳纳米管和纳米纤维素为增强项，通过冻融循环法制备复合凝胶，并对复合凝胶的微观结构，力学及溶胀度等性能进行分析。

通过加入致孔剂制备多孔水凝胶，再以碳纳米管和纳米纤维素为增强项，对其热稳定性及力学性能进行增强，得到性能良好的复合凝胶，以弥补PVA水凝胶力学性能差，微观结构不稳定等缺点，扩展PVA复合凝胶在生物工程领域的应用。

2. 国内外研究现状分析

国内研究现状

张娟玲等人用多壁碳纳米管(mwcnts)增强的聚乙烯醇(pva)复合材料,可以将mwcnts优良的力学和电学性能与pva较好的水溶性、成膜性、粘结性以及优异的阻气性等性能结合起来,对于制备既保持良好的阻气性能又拥有良好的机械和导电性能的复合材料膜具有重要的实际应用意义和一定的理论意义。实验表明焙烧温度和焙烧时间对mwcnts的纯化效果影响显著；另外加入sft后pva膜的p值明显增加,电学性能和热稳定性均有所改善,但力学性能有所下降;随着mwcnts添加量的增加(0 wt% - 2 wt%),所得mwcnts/sft/pva复合材料膜的p值呈现下降的趋势,屈服强度和断裂强度显著提高,热稳定性也有所改善,但断裂伸长率却有所降低。

张敏东等人通过纳米材料具有独特的微观尺度结构和性质,在电子学、光学、机械学、生物学等领域展现出巨大的潜力，将无机纳米材料添加入水凝胶中不但有可能提高水凝胶的机械强度,同时还能赋予凝胶特殊的新性能,如电响应性能、紫外吸收性能、磁敏感性能等。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

（1）将竹粉通过亚氯酸钠 氢氧化钠/钾和机械方法相结合制备纤维素。

（2）通过进行扫描电镜（sem）、傅立叶红外变换光谱（ftir）、热机械分析分析(tma)试验，探讨材性变化的原因及形成机理。

4. 研究创新点

（1）以竹粉为原料制备纳米纤维素，来源丰富，价格低廉，绿色环保

（2）从生物质中制得纳米纤维素与聚乙烯醇复合，提升原有塑料的性能，具有轻质，可降解、生物相容性好等特性，在纳米复合材料领域中有着巨大的应用潜力和前景。