碳黑聚合物電紡納米纖維及其氣敏特性研究的開題報(bào)告

碳黑聚合物電紡納米纖維及其氣敏特性研究的開題報(bào)告一、選題背景納米纖維具有高比表面積、較小的直徑等獨(dú)特性質(zhì)，在材料、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、能源、環(huán)境等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。其制備方法多種多樣，其中電紡是目前研究較為熱門的方法之一。與傳統(tǒng)的紡織方法不同的是，電紡利用電場將高分子材料拉成纖維，具有成本低、制備條件簡單等優(yōu)點(diǎn)。碳黑聚合物材料具有良好的導(dǎo)電性和光學(xué)性能，在氣敏傳感器領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用可能。然而，現(xiàn)有的碳黑聚合物氣敏傳感器取得氣敏性能時(shí)，通常需要使用大量的碳黑濃度，降低了制造成本等方面的優(yōu)勢(shì)。電紡納米纖維技術(shù)可以持續(xù)改善此問題。因此，本研究擬結(jié)合碳黑聚合物材料和電紡納米纖維技術(shù)，制備碳黑聚合物電紡納米纖維，并研究其氣敏性能。二、研究內(nèi)容1.制備碳黑聚合物電紡納米纖維。2.研究電紡工藝對(duì)納米纖維形貌和尺寸的影響。3.研究碳黑濃度對(duì)制備納米纖維形貌和尺寸的影響。4.研究碳黑聚合物電紡納米纖維的氣敏性能，包括對(duì)于不同有害氣體的檢測靈敏度和選擇性。三、預(yù)期成果1.碳黑聚合物電紡納米纖維的制備工藝，包括纖維形貌、尺寸等參數(shù)的優(yōu)化，為有害氣體檢測提供基礎(chǔ)。2.對(duì)碳黑濃度和電紡工藝參數(shù)對(duì)納米纖維形貌、尺寸和氣敏性能的影響進(jìn)行深入理解，為后續(xù)相關(guān)研究提供幫助。3.對(duì)碳黑聚合物電紡納米纖維作為氣敏傳感器的應(yīng)用前景進(jìn)行初步評(píng)估，為其工業(yè)化應(yīng)用提供可靠基礎(chǔ)。四、研究方法1.準(zhǔn)備碳黑聚合物材料，并進(jìn)行表征。2.利用電紡技術(shù)制備碳黑聚合物電紡納米纖維，并進(jìn)行表征。3.對(duì)納米纖維形貌、尺寸等參數(shù)進(jìn)行分析和優(yōu)化。4.制備氣敏傳感器，測試其對(duì)有害氣體的敏感性和選擇性。五、進(jìn)度安排1.第一年：準(zhǔn)備碳黑聚合物材料，研究電紡工藝對(duì)納米纖維形貌和尺寸的影響。2.第二年：研究碳黑濃度對(duì)制備納米纖維形貌和尺寸以及氣敏性能的影響。3.第三年：制備氣敏傳感器，測試其對(duì)有害氣體的敏感性和選擇性。六、存在問題1.電紡納米纖維的制備過程中，納米纖維容易出現(xiàn)斷裂，降低了制備效率。2.碳黑濃度對(duì)電紡納米纖維形貌和尺寸的影響尚未得到深入的探究。3.氣敏傳感器的制備和測試需要專業(yè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和環(huán)境。七、參考文獻(xiàn)1.LangevinD.,JulienC.(2013)CarbonBlack.In:Ullmann'sEncyclopediaofIndustrialChemistry.Wiley-VCHVerlagGmbH&Co.KGaA.2.Lee,K.Y.,Yun,S.,&OunaiesZ.(2013).Electricalconductivityenhancementofcarbonblack-basedcompositesbyadditionofmulti-walledcarbonnanotubes.JournalofAppliedPolymerScience,128(6),3766-3773.3.Wang,C.,Huang,J.,&Deng,J.(2015).Carbonblack/poly(vinylidenefluoride)composites:preparation,characterizationandapplicationsinelectrostaticdissipativeflexiblefilms.JournalofMaterialsScience,50(9),3423-3432.4.KimY.H.,KimE.J.,KimK.W.(2019)CarbonBlackNanoparticlesand