导电聚合物~纳米纤维素复合材料的制备和表征开题报告

1. 研究目的与意义

本实验以纤维素为模板，采用原位氧化聚合法复合导电，通过优化导电材料的反应参数，获取了形貌可控的导电高分子复合物。目的：导电聚合物聚的纳米结构兼具有机半导体和纳米结构的特点，在电极材料、传感器、超级电容器和电磁屏蔽等方面具有广泛的应用前景。

　　意义：导电聚合物的纳米结构兼具有机半导体和纳米结构的特点，在电极材料、传感器、超级电容器和电磁屏蔽等方面具有广泛的应用前景。因此，制备形貌可控、更具实用价值的多功能导电纳米复合材料，推进这些材料的产业化应用就显得非常重要。研发具有高电导率、高电容、绿色环保、良好机械性能等特点的导电聚合物纳米复合材料，并确立了优化的反应条件。为进一步设计开发性能更为优异的导电功能材料、实现工业化和更大范围的应用提供了有益的科学依据。

2. 国内外研究现状分析

导电聚合物由于其独特的性质而广受关注，在许多方面如能源、光电子器件、信息、电磁屏蔽、隐身材料、以及生命科学领域都显示出巨大潜在的应用价值。然而，由于导电聚合物自身的缺陷，如其溶解性能和加工性能较差，这极大限制它们的实用化和商业化。因此，寻找合适的基体材料与导电聚合物复合制得各种改性的导电复合材料，使其既能发挥导电聚合物的优异性能同时又兼具基体材料本身的优点。

近年来，导电聚合物/纤维素复合材料已成为国内外的研究热点之一，已有很多关于导电聚合物与纤维素基体复合的报道，如Kelly等成功地将聚苯胺和聚吡咯分别包覆在牛皮纸纸浆纤维上，得到抗菌性能的功能复合材料；Onar等将聚苯胺和聚吡咯分别涂铺在棉纤维上，使得复合后的材料具有导电性和电磁性；Cucchi等以丝织物为基体，制备出具有微/纳米结构的聚吡咯包覆丝织物的功能材料。由此可见，具有纤维状网络的基体，在制备微/纳米结构的功能复合材料中起到关键作用，细菌纤维素的独特性质使其成为制备纳米纤维复合材料的理想基体。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：高分子聚合物一直被认为是绝缘体，直至20世纪70年代shimkawa、macdiarmid和heeger发现掺杂聚乙炔后，其室温电导率增加了9个数量级，即电导率达到铜的一半。该发现开创了导电聚合物研究的新领域。此后，导电聚合物的研究有了飞速的发展，其种类、性能及应用被逐渐开发并拓宽，如掺杂态用于充电电池和燃料电池、电致变色显示器件和超级电容器的电极材料、电磁屏蔽材料、金属防腐材料、微波吸收隐身材料、电致发光器件正极修饰材料、透明导电涂层、传感器、导电纤维等；中性半导态于有电致发光材料、场效应管半导体材料、聚合物光伏打电池材料等。

研究计划：1. 准备工作阶段：阅读相关资料，了解研究课题的相关基本知识；

2. 分析研究阶段：结合自己所掌握的知识，以及实际的数据，对比国外及国内的相关行业，得出优点及不足，提出自己的方案和想法;

4. 研究创新点

1. 如果利用木材废料，回收的纤维材料及农业剩余物作为原料制成复合制品，制作的成本是可以接受的 。

2.制作优异的导电功能材料、实现工业化生产。

3. 木质纤维是环境友好型原料，其制成的导电聚合物必将减少对环境的污染。