1. 研究目的与意义
1.近年来石墨烯/纤维素等复合材料等引起了研究者的广泛关注。 纳米纤维素是一种低成本、低密度、高比强度和高比强模量、具有良好的热稳定性的可再生环境友好的材料。石墨烯是由一层 sp 2 杂化的碳原子构成的二维材料，具有优异的力学性能、光学性能、电学性能和热学性能。该类材料在透明导电柔性薄膜、电容器、载药、传感器等领域有重要的应用价值。能有效提高材料应用率，降低能耗。
2.天然橡胶（NR）纳米复合材料是材料科学最为活跃的研究领域之一，因其优异的综合性能并且应用十分广泛。通过研究CNF╱石墨烯-NR纳米复合材料的发展及结构，能大幅提高复合材料的各种基础性能，获得兼具优异导电性与强度的复合材料。
2. 国内外研究现状分析
1. 石墨烯（GNs）具有优异的机械、导热、导电性能，是当前最有吸引力的无机纳米材料之一， 在聚合物复改性研究中取得了许多显著的研究成果。
2. Prudhomme等将质量分数１％的热还原GE加入到天然橡胶（NR）中，NR的断裂强度提高了44％；Kim等采用乳液共混法制备了石墨烯／丁苯橡胶纳米复合材料，发现其热稳定性和导电性都有大幅提升；Mao等将氧化石墨烯（go）和白炭黑组成的复合填料加入到丁苯橡胶后，其耐磨性能有明显提高
3. Cheng 等通过真空抽滤法制得的纤维素石墨烯纸电容器的质量比电容达到了120 F/g（石墨烯） ，循环5000次后仍能保持99%的电容量。Li等将滤纸纸浆与石墨烯纳米片（GNS）混合均匀后真空抽滤得到了复合材料，在石墨烯纳米片为3.2wt% 时，方块电阻为1063 Ω，电导率为11.6S/m，使用LiPF6 作电解质，电流密度为1 A/g时，质量比电容为252 F/g3. 研究的基本内容与计划
研究内容: 考虑到可以容易地制备稳定均匀的水性悬浮液，胶乳混合可以提供用于生产纳米纤维素/石墨烯-天然橡胶导电复合材料的有效手段。本毕业论文提出以综合性能最佳且最为广泛使用的弹性体-天然橡胶（NR）为基体, 通过CNF介导的石墨烯来制备充分悬浮的CNF/石墨烯水性悬浮液，CNF/石墨烯纳米会选择性地位于NR胶乳微球之间的间隙空间中并构造有序的3D导电结构。这种NR复合材料同时兼具高强度和功能导电性。
研究计划：利用木纤维通过硫酸水解法制备纤维素纳米纤丝（CNF），再采用乳液共混法。该法是将石墨烯直接分散在溶剂中，再通过超声、磁力搅拌与纳米纤维素的溶液均匀混合。然后将CNF/GNs的杂化物水悬浮液加入到稀释后NR的胶乳中剧烈的机械搅拌，并加入一定比例硫化试剂，形成均匀混合的溶液。然后再滴加硫酸溶液，使得混合溶液形成沉淀。用蒸馏水洗涤固体沉淀数次以除去表面杂质，置于干燥箱中干燥。将干燥过后的复合材料切片，并在平板硫化机上通过模具热压成型，最终制备出具有较好力学性能和导电性能CNF/GNs-NR导电纳米复合材料。最后研究CNF /GNs-NR纳米复合材料的应用情况。
4. 研究创新点
1.石墨烯作为理想的自旋电子学材料，其自旋轨道耦合很弱，并且碳原子的核磁矩几乎为零，这就导致电子的自旋注入核探测有可能在室温下进行。基于此，石墨烯极有可能被用来制备透明电极，从而降低成本。
2.通过改进的乳液共混法，制备了GNs/NR纳米复合材料，GE在橡胶基体中达到了均匀的分散。除此之外，GNs与NR之间具有较强的界面作用。均匀的分散和强界面作用及GNs的大的比表面积，使得添加较低含量的GNs就可以大幅提升NR的力学性能并赋予其导电性能。
