甲壳素纳米纤维/多壁碳纳米管复合电极的制备与性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

甲壳质，又称甲壳素、几丁质，英文名chitin。1811年法国学者布拉克诺发现，1823年由欧吉尔从甲壳动物外壳中提取。淡米黄色至白色，溶于浓盐酸/磷酸/硫酸/乙酸,不溶于碱及其它有机溶剂,也不溶于水。甲壳质的脱乙酰基衍生物壳聚糖不溶于水，可溶于部分稀酸。甲壳素广泛存在于海洋甲壳动物外壳、软体动物内骨骼、昆虫翅膀、菌类及藻类细胞壁内。这些虾壳原本是废弃物，几乎成为环境污染源，经过近40多年国内外学者研究，竟变废为宝，一跃成为跨世纪的引人瞩目的全球性热门科研课题，并竞相开发出一系列的甲壳素类高科技产品，应用于工业、农业、国防、化工、环保、医药、保健、美容、纺织等诸多领域。至今，国内发表的甲壳素研究成果已超过400多项，我国甲壳素事业呈现出欣欣向荣的发达景象，一些发达国家争相投入大量资金对甲壳素进行深入研究开发。

研究目的：

1.寻求制备甲壳素纤维膜的最佳工艺（包括甲壳素的酸碱处理过程，酸碱的浓度配比，浸泡时间）；

2. 国内外研究现状分析

甲壳素和壳聚糖最早是法国人发现和研究的，但是从1811年发现甲壳素到1910年的100年间，全世界仅有20篇有关甲壳素和壳聚糖的研究论文发表，而且开创性的工作大都是法国人做的。在这个时期，纤维素和淀粉的研究工作及生产技术比较受重视，发展的比较快。必须指出，在19世纪上半叶，有机化学作为一门学科，尚未形成，发现和合成的有机化合物还不多，对有机化合物的结构研究还很粗浅，规律性的认识还不够，直到19世纪下半叶，才逐步产生了有机化学，而且正是对纤维素、淀粉、甲壳素、壳聚糖和其他糖类以及对蛋白质等的研究，到19世纪末出现了高分子化学，尤其是开始能合成一些高分子化合物，也正是从这时候起，化学和化学工业出现了蓬勃发展的局面。

从1926年开始到1949年，每年也只有3~7篇文章发表。相比之下，从19世纪后期到20世纪40年代，这一段时间的糖化学和糖生物学的研究却很活跃，甲壳素和壳聚糖的研究却没有成为其中的一个重要方面，糖化学和糖生物学的研究成就没有及时运用到甲壳素和壳聚糖的研究中。尽管如此，这一时期的甲壳素和壳聚糖研究还是取得了长足的进展，如出现了多种制备方法，提出了一些化学分析方法，它们的物理性质和化学性质已大多研究清楚，对它们的结构也已有所了解，美国等已开始少量生产甲壳素和壳聚糖，1934年在美国首次出现了关于工业制备壳聚糖的专利和制备壳聚糖膜、壳聚糖纤维的专利，并在1941年制备出了壳聚糖人造皮肤和手术缝合线。

1936年，苏联开始发表研究甲壳素和壳聚糖的论文。1943年，日本也开始发表研究甲壳素和壳聚糖的论文。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1.甲壳素提纯处理；

2.甲壳素纳米纤维的制备；

4. 研究创新点

特色：经过酸碱处理的不同浓度对比，以及工艺方法的不同组合，使得甲壳素制成的薄膜的力学性能达到最优。研磨次数的不同，超声以及均质处理的合理配合，加上离心去除大颗粒，最终可以得到纳米纤维溶液，抽滤成膜后与多壁碳纳米管复合，可以创造出高化学性的纳米复合材料，力学、拉伸性能等得到不同程度的提高，对其导电性能做进一步研究。

创新：在甲壳素酸碱处理将粉末打碎，再进行各种工艺处理，使得效果更佳。将甲壳素纳米纤维与多壁碳纳米管复合，且对其导电性能进行重点研究。