碳黑聚合物電紡納米纖維及其氣敏特性研究的開題報告

碳黑聚合物電紡納米纖維及其氣敏特性研究的開題報告一、選題背景納米纖維具有高比表面積、較小的直徑等獨特性質，在材料、生物學、醫(yī)學、能源、環(huán)境等領域具有廣泛的應用前景。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。碳黑聚合物材料具有良好的導電性和光學性能，在氣敏傳感器領域具有潛在的應用可能。然而，現有的碳黑聚合物氣敏傳感器取得氣敏性能時，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。電紡納米纖維技術可以持續(xù)改善此問題。因此，本研究擬結合碳黑聚合物材料和電紡納米纖維技術，制備碳黑聚合物電紡納米纖維，并研究其氣敏性能。二、研究內容1.制備碳黑聚合物電紡納米纖維。2.研究電紡工藝對納米纖維形貌和尺寸的影響。3.研究碳黑濃度對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，包括對于不同有害氣體的檢測靈敏度和選擇性。三、預期成果1.碳黑聚合物電紡納米纖維的制備工藝，包括纖維形貌、尺寸等參數的優(yōu)化，為有害氣體檢測提供基礎。2.對碳黑濃度和電紡工藝參數對納米纖維形貌、尺寸和氣敏性能的影響進行深入理解，為后續(xù)相關研究提供幫助。3.對碳黑聚合物電紡納米纖維作為氣敏傳感器的應用前景進行初步評估，為其工業(yè)化應用提供可靠基礎。四、研究方法1.準備碳黑聚合物材料，并進行表征。2.利用電紡技術制備碳黑聚合物電紡納米纖維，并進行表征。3.對納米纖維形貌、尺寸等參數進行分析和優(yōu)化。4.制備氣敏傳感器，測試其對有害氣體的敏感性和選擇性。五、進度安排1.第一年：準備碳黑聚合物材料，研究電紡工藝對納米纖維形貌和尺寸的影響。2.第二年：研究碳黑濃度對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，納米纖維容易出現斷裂，降低了制備效率。2.碳黑濃度對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)的實驗設備和環(huán)境。七、參考文獻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