纳米纤维素基气凝胶的定向制备及力学性能研究开题报告

全文总字数：2000字

1. 研究目的与意义

研究目的：通过定向制备的方法改善气凝胶自身力学性能和机械强度差的问题并用此方法制备出具有良好力学性能的纳米纤维素气凝胶，同时在此基础上探究不同浓度的纳米纤维素和不同配比的纳米纤维素/pva定向制备出的气凝胶的物理力学性能表征。

研究意义：纳米纤维素基气凝胶作为新一代气凝胶材料，兼具气凝胶材料比表面积大、孔隙率高、密度大的特性，同时具有原料来源广且再生、可生物降解、表面易化学修饰及韧性好等优点，因此是一种极具开发价值的环境友好型吸附材料，受到各领域的广泛关注。

目前，大部分研究者们主要侧重于气凝胶的功能性应用，而对气凝胶本身结构的改善研究比较少。

2. 国内外研究现状分析

气凝胶作为一类特殊的低密度多孔材料，其优异的比表面积和孔隙率使其在美国《科学》杂志上，被评为为 21 世纪十大热门科学技术之一，受到各国研究者的关注。

气凝胶内部的分散介质大多为空气，孔隙率高达80%-99.8%，孔洞尺寸一般为1-100nm，同时也拥有极大的比表面积，可达到400-1000m2/g。

由于材料本身大多为气体，密度可低至3-600kg/m3。

3. 研究的基本内容与计划

内容：1）制备纳米纤维素；2）不同浓度的纳米纤维素气凝胶定向制备；3）不同配比的纳米纤维素/pva气凝胶定向制备；4）物理力学性能表征。

计划：1）2017.12.25---2018.01.08收集资料，查阅文献，为开题做准备。

2）2018.01.08---2018.03.15拟定实验方案，进行预实验，接受中期调查。

4. 研究创新点

（1）采用纳米纤维素与PVC作为实验原料，来源广泛，成本低廉，绿色环保，具有一定的实用意义；（2）定向冷冻法制备出的纳米纤维素基气凝胶具有良好的力学性能，将会扩大纳米纤维素基气凝胶的应用范围，提高纳米纤维素基气凝胶的使用价值。