多壁碳纳米管功能化及其与液晶高分子复合研究的开题报告.docx

多壁碳纳米管功能化及其与液晶高分子复合研究的开题报告
开题报告
题目：多壁碳纳米管功能化及其与液晶高分子复合研究
1.研究背景和意义
多壁碳纳米管（MWCNTs）由于其优异的结构和性能，被广泛应用于各个领域，如能源、环保、生物医药等。然而，MWCNTs的表面易于吸附有机物和离子，这种表面活性导致了它们在实际应用中的困难和挑战。功能化是一种改变MWCNTs表面化学性质的有效方法，通过引入有机分子或化学官能团对MWCNTs进行表面修饰，从而在提高其溶解性、分散性的同时，控制其界面现象和材料结构，优化其性能和应用效果。
液晶高分子作为一种新型功能材料，具有高分子材料和液晶材料的双重优势，已成为当今研究的热点。液晶高分子复合材料具有优异的光学、电学性能和自组装特性，广泛应用于液晶显示器、能量转换器件和传感器等领域。将MWCNTs表面功能化后与液晶高分子复合，可以进一步拓展其应用范围和性能，探究其在微观和宏观尺度的交互作用和相互影响机理，深入研究其新型功能材料的结构、性能及应用前景。
2.研究内容及方案
（1）MWCNTs表面功能化
采用化学修饰和物理吸附的方法对MWCNTs表面进行功能化处理，如氧化、羟基化、氨基化、硅烷化等，对功能化后MWCNTs的理化性质和表面微观结构进行表征和分析。
（2）液晶高分子的制备与表征
采用原位聚合法、有机合成法等制备液晶高分子，并进行材料表征，包括分子结构、热力学性质、光学性质、力学性质等。
（3）MWCNTs与液晶高分子的复合制备及性能研究
将功能化后的MWCNTs与液晶高分子进行复合，并研究复合材料的结构、性能和应用前景。包括复合材料的溶解性、分散性、增韧性、热稳定性和光学性能等方面的研究，分别采用扫描电镜（SEM）、激光粒度仪、动态力学分析仪等测试手段对其进行表征和分析。
（4）预期研究成果
得到表面功能化的MWCNTs，并成功制备具有多种结构和性能优异的液晶高分子复合材料，研究其在不同领域的应用前景和发展趋势。通过深入研究其结构、性能和相互作用机理，为多壁碳纳米管及其复合材料在新型功能材料领域的开发奠定基础。
3.研究计划和进度安排
第1-2个月：文献调研和数据收集，了解MWCNTs和液晶高分子的理论、制备和应用研究现状。
第3-6个月：实验室制备MWCNTs及其表面功能化的工艺优化，确定并完成表面修饰的操作流程，对表面改性的MWCNTs进行表征和分析。
第7-10个月：液晶高分子的制备工艺研究，对材料的微观结构、物理化学性质进行表征和分析。
第11-12个月：MWCNTs与液晶高分子复合制备及性能研究，对复合材料的密度、溶解性、分散性、增韧性、热稳定性和光学性能等进行测试与表征。
第13-15个月：数据处理、结果分析及进展报告撰写。结合实验结果，深入探究MWCNTs与液晶高分子复合机理及相关应用前景。
第16个月：论文撰写和答辩。
4.研究的预期结果和意义
（1）成功制备表面功能化的MWCNTs；
（2）成功制备具有多种结构和性能优异的液晶高分子复合材料，对其理化性质和微观结构进行表征和分析；
（3）深入解析复合材料的结构、性能和交互作用机理，为其在新型功能材料领域的应用提供理论和实验基础；
（4）深入研究MWCNTs表面功能化和液晶高分子复合研究意义重大，对推动相关领域的发展具有现实意义和应用价值。