CNFs/rGO复合气凝胶吸油材料的制备与性能研究开题报告

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1. 研究目的与意义

本课题将采用纳米纤维素和还原氧化石墨烯作为原材料，研究如何制备出一种兼具气凝胶材料质轻、比表面积大、孔隙率高、吸油倍率大等优点，同时也融入绿色纳米纤维素材料自身优势的一种疏水性吸油材料。

2. 国内外研究现状分析

天然纤维素在性能上存在着某些缺陷,如不耐化学腐蚀强度低等,通过化学改性可获得具有特殊性能的纤维素材料将纤维素与烯烃进行反应可制得高 吸油材料,该材料既具有纤维素的可生物降解性,又具有长链烯烃的高吸油性能,从而解决了一般吸油材 料难于生物降解的问题 Fanta 等[7]认为,农产品和农业废弃物 ( 如棉 稻壳玉米芯蔗渣纤维) 均可用于吸油材料的制备Hussein 等[8]研究了低级棉对海面溢油中重油的 吸附性能; 研究发现,棉纤维对重油的吸附倍率最高为22. 5 g/g,可循环使用3 ~5 次王锦涛等[9]以过氧化苯甲酰为引发剂,制备了木棉纤维接枝聚苯乙烯吸油材料; 结果表明,该吸油材料具有快速吸油能力,在15 min 内可达吸附平衡,同时具有良好的可重复利用性,在适当的条件下对氯仿和甲苯的最大吸油倍率分别达到了65. 4 g/g 和43. 2 g/g Ruijuan Liao等研究出石墨烯/羟丙基纤维素复合材料，同时保证了石墨烯能够很好地分散在其中。

复旦大学张菁采用环境友好的纤维素溶剂（Na OH/硫脲水溶液）在低温下预冷后溶解纤维素随后与 GO 混合，在室温下制备出了 GO/纤维素气凝胶。

3. 研究的基本内容与计划

（1）制备纳米纤维素；（2）制备氧化石墨烯；（3）按不同的配比制备纳米纤维素和氧化石墨烯复合气凝胶；（4）采用不同的还原方法制备纳米纤维素和还原氧化石墨烯复合气凝胶；（5）采用三甲基氯硅烷对复合气凝胶吸油材料进行疏水处理；（6）各项性能表征，包括红外、XRD、吸油性能测试、疏水测试等。

4. 研究创新点

目前，我国所用的吸油材料主要是传统吸油材料，例如，玉米秸秆、无纺羊毛、木棉纤维、蛭石、膨胀石墨沸石、海绵等。

然而，传统吸油材料主要依靠物理吸附作用将油吸附于材料表面或者内部毛细管内，吸油效果并不理想，这无疑限制了其在油水混合体系中的应用，无法满足废油回收和环境治理的要求。

因此，亟待开发高性能的合成吸油材料。