以纤维素纳米晶须为模板制备SiO2纳米管开题报告

1. 研究目的与意义

本实验提出了以纤维素纳米晶须来替代传统的模板来制备二氧化硅纳米管，探究不同的预处理和水解工艺条件对制备的纳米纤维素晶须大小和形状的影响。为中空二氧化硅纳米材料的制备提供了一个新的、便宜的、适合多种形状和大小、环保的模板材料，同时为纤维素的利用开辟了一个崭新的领域。

2. 国内外研究现状分析

纳米管是一个具有特殊结构的材料群体，由于它不仅有外表面，而且有内表面，因此其比表面积比普通的纳米材料还要大得多，因此在近年备受关注。与同尺寸的实心材料相比，纳米管的中空材料具有密度低、节约材料的显著优点。更重要的是纳米管内部中空的结构使其具有独特的力学、声学、光学、磁学和催化等性能，在化学、生物和材料等诸多领域均有重要应用。如用于催化反应，燃料电池，药物缓释，以及作为在塑料树脂中作为填料和颜料，酶的固化载体等等。研究结果显示，中空微球与同组分实心微球和同尺寸非球形粒子相比，在某些方面具有优异的使用性能。比如，Kim等人的研究显示:在对Suzuki交叉耦合反应中的催化性能实验中，中空结构的Pd作催化剂，在循环使用7次后该反应的产率还能保持在96%以上；而在同样的条件下，用Pd的纳米颗粒作催化剂，反应进行一次后，Pd的纳米颗粒大量团聚而几乎失去反应活性。而且中空结构的纳米料如纳米管由于具有内外两个表面，因此有机会对其内外表面进行不同的修饰从而使其内外表面具有不同的性质，从而具有更加广阔的应用前景。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

本实验将紧密围绕预处理对纤维素纳米晶须形态的调控机制和核壳厚度的调控机制两个核心科学问题，开展以下四个方面的研究工作。

1.纤维素纳米晶须的制备以及形态、尺寸的控制工艺和调控机制。

4. 研究创新点

l 纤维素相对其他模板有很多优势，首次提出了以纤维素纳米晶须为模板制备SiO₂纳米管

l 首次系统的对纤维素纳米晶须的形状和尺寸的影响因素（原料和处理方法）进行研究并希望由此得到最佳的控制工艺。