石墨烯/醋酸纤维素复合膜制备和性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

石油作为一种能源在人们的生活和工业生产中都扮演着十分重要的角色。石油经过人们的过度开采，资源已经日渐匮乏。同时，石油燃烧以及石油制品生产的非降解塑料引起的环境污染日益严重。所以研究和制造以高分子为原料的新型高分子材料十分迫切。

石墨烯被称为黑金，是21世纪新材料的宠儿，它拥有优良的物理和化学修饰性。目前来说，石墨烯是科学家们真正寻找的一种未来电子和复合材料产业的一种具备优异性能的理想新型材料。石墨烯纤维素复合材料在制作薄膜材料、传感器、触控屏等方面都有着广泛的应用前景。

2. 国内外研究现状分析

目前，国内外的研究者在石墨烯纤维素复合膜的制备方法、性能以及应用等方面做了大量的研究。

我国的石墨烯产业中的部分企业已经从材料制备转向下游应用，目前市面上最主要的石墨烯产业为粉体、涂料、散热膜和触控屏等。2013年孙佩佩、吴敏、吴红等人采用一种新方法高效地制备出纤维素中分散的石墨烯纳米复合材料，将纤维素去除后可以得到大量的单层或多层的石墨烯片。2015年南京工业大学的暴宁钟、孙艳、何大芳等人发明公开了一种高通量氧化石墨烯/醋酸纤维素复合膜的制备方法。

国外在研究石墨烯方面也有很多成果。美国研究重点在完整的产业链：半导体、复合材料、电子器件等；英国主要研究导电油墨、柔性显示器、涂料、储能等；欧盟研究机构主要研究材料制备、光电显示、传感器、医疗器件、集成电路等。韩国三星公司在柔性显示、触控屏以及芯片领域拥有9项核心专利。日本的日立、索尼、东芝等企业投入大量资金和人力并有了很大的进展。日本索尼公司早在2012年就研制出了石墨烯透明薄膜化学气相生长技术，其长度可达120米。

3. 研究的基本内容与计划

本课题的研究内容是首先制成石墨烯/醋酸纤维素复合膜，采用氨基石墨烯为原料，使用酸解方法，制备醋酸纤维素。然后，利用醋酸纤维素辅助分散石墨烯。再使用溶液共混方法制备石墨烯/醋酸纤维素复合膜。一方面，研究醋酸纤维素辅助分散石墨烯机理；另一方面研究石墨烯的加入对复合膜拉伸强度、接触角的影响，对复合膜进行红外分析、电镜的表征。

研究计划如下：

1、铸膜液的配置

4. 研究创新点

目前，国内外的研究者在石墨烯纤维素复合薄膜的制备、性能以及应用方面做了大量研究，本课题从石墨烯醋酸纤维素复合膜的混合技术、复合材料制备方法以及复合膜表征方法等方面进行综述。