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1. 研究目的与意义

课题研究的基本内容是以纤维素为原料进行tempo氧化，将纤维素表面基团进行改性，再将其制备为氧化纳米纤维素，然后在电场的作用下，研究其定向排布的效果，以及探究如何获得排布更加规整的纳米纤维素，为纤维素纳米纤维制备提供基础数据。目的是建立纳米纤维素的高效定向排布技术。纤维素是天然存在的最丰富的结构性多糖，在生物降解性方面具有突出优势，在高机能材料应用领域具有广阔前景。

纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50%以上。同时，其也是地球上最古老、最丰富的的天然高分子，是取之不尽用之不竭的，人类最宝贵的天然可再生资源。将其制备为纳米材料是一种比较高效的应用方法。纤维素分解为纳米级材料之后，其性质会发生诸多变化，会有更广的应用范围。

由于纳米纤维制备技术还不够完善,表面光滑、直径均匀、定向排列、单根连续的纳米纤维尚处在实验开发研究阶段,没能大规模工业化生产应用，本课题的研究，将更加促进纳米纤维从实验阶段走向实际生产。

2. 国内外研究现状分析

本课题研究的主要实验材料有纤维素（蔗渣纸浆、hbkp）、naclo、tempo和nabr。首先先简单介绍一下这几种实验材料。

1、纤维素

纤维素的化学结构是由d-吡喃葡萄糖环彼此以β-1，4-糖苷键连接而成的线形高分子[1]。纤维素的结构见下图[3]。纤维素分子中的每个葡萄糖基环上均有3个羟基，分别位于第2、第3、第6位碳原子上，其中c6位上的羟基为伯醇羟基，

而c2、c3上的羟基是仲醇羟基。这3个羟基在多相化学反应中有着不同的特性，3个羟基可全部参加反应，也可只是其中的某一个发生反应，因而在一定条件下可以设计葡萄糖基环单元上的化学官能基团的种类与位置[3]。

3. 研究的基本内容与计划

将蔗渣纸浆用naclo2溶液漂白，洗至中性，撕碎后的纤维素在tempo氧化体系中选择性氧化一定时间，用匀浆机进行匀浆，再超声粉碎，离心得纳米分散液。分别制得不同浓度的纳米纤维分散液，在电场作用下研究其定向排布的特点、效果，调节不同条件，探寻出使其排布更加规则的实验条件。

3月02日3月20日查找翻阅文献，熟悉使用器材，初步掌握实验流程。

3月21日3月24日将纸浆预处理、匀浆，保持随时可氧化状态

4. 研究创新点

以自然界中最丰富的纤维素作为课题实验的主要原材料，清洁可持续发展。使用的是经过亚硫酸盐处理过的蔗渣废料，达到了废物循环再利用的目的。创新方面，可以用其他试剂代替常用的NaClO作为TEMPO的共氧化剂，在不影响实验结果的同时，将实验及生产对环境的损害大大降低。最好是酶，可以循环利用，节约了能源和材料。