纳米纤维素复合/TiO2/RGO制备线状储能器件的研究开题报告

全文总字数：2273字

1. 研究目的与意义

研究目的：

研究纳米纤维素复合/tio2/rgo线状储能器件的制备，并测试其各项性能。

研究意义：

2. 国内外研究现状分析

单层石墨烯经过层层堆积形成的结构就是三维的石墨，对同一平面的原子晶体而言，碳原子由于紧密堆积在一起，相互之间的作用力很大，不易进行分离。而石墨结构中各层之间的层间距比较大，并且是通过相互作用力较小的范德华力结合在一起，层与层之间属于分子晶体，由于层与层之间相互作用力相对较弱，易于被剥离而得到单层的石墨片，即石墨烯。geim等人根据石墨的这一结构特点，首次采用胶带从石墨晶体上剥离除了仅由一层碳原子厚度的石墨烯。

berger等人使用外延生长法首次制备了多层石墨烯片。外延生长法制备石墨烯主要是采用sic为材料基体，经过退火处理使其晶格中的碳渗出，渗出后的碳原子将在基体材料的表面重新排列，形成薄层的石墨烯。但外延生长法得到的石墨烯片通常厚度不均匀且会产生难以控制的缺陷，所以很难拥有较好的长程有序结构，这使得制备大面积而且厚度均匀的石墨烯比较困难。

李伟等人研究了ncc的制备方法，对化学和机械法制备ncc纤维素做了重点介绍，同时，对ncc的表面改性进行了综述。并对ncc在制备纳米复合材料领域的应用进行了总结，对其在增强复合材料中的应用做了较详细的介绍。

3. 研究的基本内容与计划

（1）制备纳米纤维素，通过傅里叶红外分析仪分析在化学物理处理过程中，纤维素的成分的变化和形态变化。

（2）制备氧化石墨烯（go）悬浮液。

（3）将纳米纤维素/二氧化钛（tio2）/氧化石墨烯（go）复合，进行湿法纺丝，再对其用hi还原，制备纳米复合材料。通过电化学试验来测试纳米复合线状储能材料的相关性能。

4. 研究创新点

（1）本课题以生物质材料-竹粉作为原料，制备纳米纤维素，分布广泛、环境友好。以纳米纤维素作为基底材料代替传统的集流体材料，既保证了电极材料的电容性能，又极大地增强了机械性能，为未来储能器件的发展提供了新的可能性。

（2）将纳米纤维素、氧化石墨烯、二氧化钛复合，提升原材料的性能，所制备出的电极材料具有优异的电化学性能和良好的机械性能，为今后的线状储能器件做了基础性的研究。

（3）探讨二氧化钛（tio2）的添加对纳米纤维素/tio2/rgo复合材料成分及性能的影响，以探讨最佳的工艺条件。