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1. 研究目的与意义（文献综述）
现如今世界上最受到关注的问题莫过于资源消耗和环境破坏问题，因此，设计制造高效环保的新型电子器件受到研究人员的重视。纤维素是由葡萄糖组成的一种大分子多糖，也是植物细胞壁的主要结构成分，是自然界中分布最广，含量最多的多糖之一，是一种来源广泛，产量巨大的可再生资源，在高分子研究领域被广泛地使用[1]。同时，纤维素具有无毒、无味、可生物降解、生物相容性好等特点，在诸多领域具有着巨大的市场潜力，目前已经普遍应用于复合材料、建材、制浆造纸、涂料、医学等领域[2]。在电子领域的应用中，纳米纤维素可以取代传统塑料基板的存在，通过纳米纤维素与具有导电活性的碳材料复合制备成水凝胶态的超级电容器，不仅仅具有原料来源丰富，对环境污染小等优点，同时还可以实现优异的柔性和机械性能，为制备柔性超级电容器，应用于可穿戴设备等特殊应用领域提供了可能[3-4]。
超级电容器（电化学电容器）是一种环保、高效和相对新型的储能元件，成为了近年来在储能领域的又一个新研究热点[5]。超级电容器既不同于传统电容器会受到电极距离的限制以及储存电荷的电极表面积有限等缺陷的影响只能储存少量能量，也不存在传统电池在充放电过程中基于法拉第效应的化学反应进程十分缓慢并且电极会发生相变，导致了电池的功率密度比较低、循环稳定性差和容量衰减快的问题。理想的超级电容器同时具有电池高储能密度和电容器的高功率密度的特点，其性能介于两者之间，能够综合两者的优点，弥补传统电容器和电池的缺陷。[6-8]
近年来，可持续发展和环境友好理念在能源储存技术领域受到了广泛的关注。可再生原料、绿色合成路线和环保组件越来越多的应用于电池和超级电容器技术中。纳米纤维素作为最有前景的绿色纳米材料之一，由于其杰出的机械强度、优异的柔韧性和大的长径比，在超级电容器电极材料中有着巨大应用价值。因此研究者们将纳米纤维素作为活性导电物质的机械增强材料来获得的柔性导电材料用于超级电容器电极[9]；碳材料通常具有低密度，高柔性，大表面积以及丰富的空隙结构，是超级电容器电极的理想活性材料。两相结合，向纳米纤维素基体中添加高表面积碳材料可以有效提高纳米纤维素基复合材料的比表面积，从而提高其电化学比容量，同时保留其柔性的特征。[10]
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容：
1. 查阅不少于15篇相关文献资料，其中近5年英文文献不少于3篇，了解国内外相关研究概况和发展趋势，了解选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响，完成开题报告；
2.掌握水相单分散纤维素纳米纤维的制备方法；
3. 研究计划与安排
第1－4周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。
第5－10周：按照设计方案，制备纳米纤维素分散液，二氧化锰改性碳材料，并利用之制备纤维素纳米纤维/二氧化锰改性碳材料复合水凝胶。
第11－15周：采用sem、xrd、ftir、bet和超级电容器电化学性能等测试技术对复合水凝胶的形貌、结构与性能进行表征。
4. 参考文献（12篇以上）
[1]罗成成,王晖,陈勇.纤维素的改性及应用研究进展[j]. 化工进展, 34(3),2015:767-773.
[2]袁晔，范子千，沈青. 纳米纤维素研究及应用进展Ⅰ[j]. 高分子通报，2010，2（2）：75—79.
[3]nathalielavoine,isabelledesloges,alaindufresne,et al. microfibrillatedcellulose–its barrier properties and applications in cellulosic materials: areview[j]. carbohydrate polymers,2012, 90:735-764.
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