甲壳素/氮化硼/钛酸铜钙纳米复合膜的结构与性能研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

由无机填料和聚合物相组成的介电复合材料是本世纪70年代发展起来的一种多用途功能复合材料。但众所周知,世界石油资源日益减少,原油价格不断上涨,使传统的合成高分子工业的发展受到制约。此外,合成高分子材料难以生物降解的缺点也造成的环境污染日益严重,越来越多的研究者把研究目光移向天然高分子。来自于自然界中动、植物以及微生物的天然高分子是取之不尽、用之不竭的可再生资源,易被自然界微生物分解成水、二氧化碳和无机小分子,属于环境友好材料。

甲壳素是地球上存在量仅次于纤维素的多糖,也是自然界中除了蛋白质之外数量最大的含氮天然有机高分子化合物。它最先是于1811年由法国学者布拉克诺发现并于1823年由欧吉尔从甲壳动物外壳中提取。甲壳素储量丰富,广泛存在于低等植物菌类、虾、蟹、昆虫等甲壳动物的外壳、真菌的细胞壁等。然而,由于甲壳素的半结晶结构和强氢键作用,其在通常的的溶剂中均难以溶解,它的应用受到了限制。本文采用张俐娜教授课题组提出的氢氧化钾/尿素水溶液体系来溶解甲壳素,继而制得基于甲壳素的复合材料。

氮化硼具有类石墨的二维片层结构,禁带宽度高达6 ev,常用来提高复合材料的击穿强度。钛酸铜钙具有极大的介电常数(gt;105),并且介电常数在较宽的温度范围内(100 k-500 k)保持稳定,几乎不会随温度的变化而变化。本文采用氮化硼以提高击穿强度,钛酸铜钙纳米纤维来提高介电常数。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1、经脱蛋白、脱色步骤纯化甲壳素;

2、通过静电纺丝技术制备钛酸铜钙纳米纤维;

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-8周:按照设计方案,制备甲壳素/氮化硼/钛酸铜钙复合膜的制备方法。

第9-12周:采用sem、xrd、ftir、tg、拉伸测试、介电仪等测试技术对复合材料的形貌、结构与性能进行表征。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] junchao huang, yi zhong, lina zhang, and jie cai. extremely strong and transparent chitin films: a high-effciency, energy-saving, and “green” route using an aqueous koh/urea solution. advanced functional materials, 2017, 27(26), doi: 10.1002/adfm.201701100.

[2] chaohe hu, junwei zha, yu yang, mingsheng zheng, zhimin dang. enhanced dielectric properties of polyvinylidene fluoride nanocomposites via calcium copper titanate nanofibers. international conference on electrical materials amp; power equipment, 2017, 258-262, doi: 10.1109/icempe.2017.7982079.

[3] jiaping lao, haian xie, zhuqun shi, gang li, bei li, guohua hu, quanling yang, chuanxi xiong. flexible regenerated cellulose/boron nitride nanosheet high-temperature dielectric nanocomposite films with high energy density and breakdown strength. acs sustainable chemistry amp; engineering, 2018, 6(5), 7151-7158, doi: 10.1021/acssuschemeng.8b01219.

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