纳米纤维素/氧化石墨烯复合薄膜的制备开题报告

 2021-08-08 22:52:22

1. 研究目的与意义

本课题拟采用香蕉树叶经过化学处理进行植物打浆制备微米级纤维素,将天然石墨经过化学机械处理制备氧化石墨,通过混溶或者挤出工艺制备纤维素/氧化石墨烯复合材料。目的使这种复合材料具有优异的阻隔性,导热导电性,及其抗蠕变性能高。可应用于包装薄膜材料,可弯曲显示材料及良好的散热材料。

意义:一方面香蕉树枝叶纤维为天然纤维,开发利用废弃的植物纤维是一种变废为宝、循环利用的过程,在当今很多资源面临枯竭的情况下有着重要意义,符合可持续发展战略的基本要求。此外,香蕉纤维的开发能够带来一定的经济效益和社会效益。

另一方面独立存在的单层石墨烯自从2004年被发现之后,倍受科学届的青睐。由于石墨稀在力学、热学、电学和光学方面都具有优异的性能,科学界对其结构性质和应用进行了广泛而深入的研究。单层石墨烯的热导率高达5300w/(mdk),在制备散热材料方面具有很大的潜力,但现在对于石墨稀热学及渗透性能方面的应用研究较少,所以对于石墨炼的热学热学及渗透性能方面的应用应进行深入的研究。

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2. 国内外研究现状分析

石墨烯/纤维素复合材料在国内外目前正处于初步研究阶段,由于氧化石墨烯和纤维素之间有着良好的相容性,使得氧化石墨烯/纤维素的复合成为可能,再经过还原法制备石墨烯/纤维素复合材料,可获得高强度高导电性能的薄膜材料,用于便携柔性显示器和导电油墨。石墨烯在单分子探测器、功能复合材料、集成电路、催化剂载体、储能材料及散热材料方面具有广泛的应用前景。目前对于石墨稀复合材料性能方面的研究比较偏向于其电学性能,而其阻隔性能尚未见报导。

3. 研究的基本内容与计划

制备纳米纤维素膜,分析其力学性能、热稳定性及透光率;利用hummers法制备氧化石墨烯;采用上述纳米纤维素膜,利用混溶超声法制备纳米纤维素与氧化石墨烯复合材料,测量复合材料的机械性能、热机械性能,阻隔性能和吸水性能,比较复合材料与原纳米纤维素薄膜之间的差异。

研究进度安排如下:

1)2014年2.01-2.20收集资料,查阅文献,为开题做准备。

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4. 研究创新点

本次论文研究的内容是香蕉纤维素/氧化石墨烯复合薄膜的制备以及性能测试。

以香蕉废弃物作为实验材料从中提取纤维素,并采用改进Hummers法制备氧化石墨烯,通过机械混溶法制备复合薄膜研究其阻隔性和热稳定性,是一次创新探索。

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