乙酰化CNF/Fe3O4磁性亲油疏水材料的性能研究开题报告

全文总字数：1460字

1. 研究目的与意义

研究目的：通过对纤维素再对其进行乙酰化来制备的天然吸附材料，然后与Fe3O4进行复合，制备具有磁性的吸附材料，以达到制备出不但具有良好的吸附效果，而且后期收集处理简单的吸附材料。

研究意义：近年来，随着社会经济水平的发展，海上运输在世界贸易与经济中发挥着极其重要的作用，通过海上运输的原油量急剧增加。与此同时，油轮遭受海难受损导致原油泄漏的事故也频频发生。原油的泄漏会对对海洋生物造成非常大的威胁，使海洋生态系统变得非常脆弱。目前，用吸油材料处理溢油时间是发现的最经济、最有效的方法之一。所以研究开发新型高效的吸油材料显得尤为重要。纳米纤维素，是指直径为纳米尺度而长度较大的具有一定长径比的现状材料，不仅具有高纯度、高结晶度、高杨氏模量和高强度的特点，还能够可降解和可再生，可以用于功能材料的基体原料，受到广泛应用。通过人为的乙酰化处理，可以改善其亲水疏油的特性，使其转变为亲油疏水材料。铁氧化体作为传统的吸附材料，和依靠乙酰化纳米纤维素亲油疏水的特性相结合，让乙酰化纤维素包裹在Fe3O4表面，可以作为一种新型材料进行原油吸附处理。再利用Fe3O4具有的磁性将其聚集，极大地方便了后期的收集处理工作。通过这一课题的研究，可以为以后的原油的吸附收集处理提供一种高效的方法。

2. 国内外研究现状分析

近年来，一些国家纷纷制定相关战略计划，投入巨资抢占纳米技术战略高地。美国、欧盟、日本等均制定了生物质材料的大规模研制计划，美国的战略目标是到2020年，生物质材料取代全国石化原料制成材料的25%。日前，tappi也组建了新的国际纳米技术部，其将致力于可再生材料纳米技术，包括推进生物质纳米纤维素的研究和开发。另外，传统的生物质纤维作为分散相（增强材料），都是以高聚物作为复合材料的连续相（基体），以生物质纤维作为分散相（增强材料），通过这种方式得到的混杂型复合材料的各方面性能往往较差。

目前纤维素复合材料的研究主要集中在在纤维素表面的接枝共聚，改善纤维素的特殊功能性，如将温度敏感性材料聚异丙基丙烯酰胺( pnipaam) 引入到纤维素表面，制得智能型温敏材料。曹向宇等通过改进氧化沉淀法在羧甲基纤维素( cmc) 体系中制备出以磁性纳米fe3o4为核心、外层包覆羧甲基纤维素的核－ 壳结构复合磁性纳米材料，作为cu2 的吸附剂。鲁敏等为提高细菌纤维素( bc) 处理含重金属离子废水的效果，以bc 和纳米fe₃o₄为原料，采用共混沉淀法制备了新型的bc 负载纳米fe₃o₄吸附剂( nfbc) ^。

但是纳米纤维素在制备过程中的团聚作用仍是目前研究的难点，纳米颗粒的团聚造成具有纳米颗粒的尺寸效应难以发挥(目前纳米纤维素的制备方法中存在许多局限，有的成本高，价格昂贵，有的耗时长，制备复杂，都将制约着纳米纤维素进一步的发展。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容主要是乙酰化cnf/fe3o4磁性亲油疏水材料的各种相关吸油性能。

研究计划：

1）12月选题，查阅文献，收集资料，明确研究方向；

4. 研究创新点

1.本课题的特色在于开发纳米纤维素这种新资源，它是一种可再生资源，可自然降解，强度较高，成低价廉，是一项既环保又有前景的研究。

2.同时针对海上原油泄漏问题，通过这一课题的研究，可以为以后的原油的吸附收集处理提供一种高效的方法。