氨基化纳米纤维素气凝胶的制备工艺研究开题报告

1. 研究目的与意义

为扩展纤维素气凝胶的高价值化应用，提高其对于CO2的吸附量，将纤维素纳米晶体(CNC)水凝胶进行氨基改性得到胺接枝CNC气凝胶。

通过研究纳米纤维素，及其氨基化纳米纤维素气凝胶的优化工艺，可以为木质材料制造氨基化纳米纤维素气凝胶的制备工艺提供新的实验数据和理论依据，有利于为开发此类产品，提高木质材料的附加值，使相关企业增加市场竞争力。

2. 国内外研究现状分析

纳米纤维素(nanocrystalline cellulose，ncc)是指通过酸法、物理法或生物法等方法从纤维原料中分离出的纳米尺度范围内的纤维素晶体，其粒径大小一般在1～100 nm之间，能够分散在水溶液中形成稳定的胶体。

纳米纤维素的晶体形态研究：samira等对纳米纤维素的尺寸和形貌进行了研究，发现纤维素纳米晶体大部分是表面平滑但可及性较差的初级晶体，这些晶体具有巨大的比表面积、较强的侧向吸附力，即使采用水解和超声处理也很难将其降解。

纳米纤维素的流体力学性质研究:丁恩勇等对纳米纤维素的黏度行为进行研究发现:纳米纤维素的黏度随着其质量分数的增加而增大;升高温度,纳米纤维素黏度增大;加入无加盐,纳米纤维素黏度增大。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：通过研究纳米纤维素,及其氨基化纳米纤维素气凝胶的优化工艺,分析不同工艺参数对氨基化纳米纤维素气凝胶的性能影响.通过氨基化纳米纤维素气凝胶工艺参数的单因素分析,获得最优工艺条件。

研究方案：采用硫酸水解法制备纤维素纳米晶体(cnc)，悬浮滴定制得球形纳米纤维素湿凝胶，将胺化剂aeapmds与湿凝胶反应，最后经溶剂置换、冷冻干燥制得改性cnc气凝胶，探索不同反应条件对气凝胶中氮含量的影响，并对其物理、化学性能进行表征，分析得到最优工艺条件。

实验材料：微晶纤维素，药用级；3-(2-氨基乙基氨基)丙基甲基二甲氧基硅烷(aeapmds) r；浓硫酸(h2so4，98%)，分析纯；叔丁醇:分析纯；乙醇:分析纯；氯化钙:分析纯。

4. 研究创新点

纳米纤维素气凝胶具有高比表面积、可再生、可降解等优点，已有相关报道表示对纤维素气凝胶进行适当改性，可使其具有较高的吸附量和高选择吸附性，可在吸附领域具有广阔应用前景。

本实验研究了纳米纤维素及其氨基化纳米纤维素气凝胶的优化工艺，分析了不同的工艺参数对氨基化纳米纤维素气凝胶的性能影响，通过其中的单因素分析名获得了最优的工艺条件，可以为木质材料制造氨基化纳米纤维素气凝胶的制备工艺提供新的实验数据和理论依据，开发此类产品，木质材料的附加值的到了大大的提高。