静电纺聚氨酯单壁碳纳米管纤维膜的制备与性能研究的开题报告.docx

静电纺聚氨酯单壁碳纳米管纤维膜的制备与性能研究的开题报告
一、研究背景和意义
单壁碳纳米管具有很多优异的力学、电学、光学等性质，被广泛应用于诸如传感、能源、纳米器件等领域。然而，单壁碳纳米管的制备成本较高，往往需要采用复杂、昂贵的制备方法。同时，碳纳米管的化学稳定性较差，加之其表面惰性高，难以与其他物质形成均匀的复合体系。为克服这些问题，越来越多的研究工作开始探索使用聚合物作为纳米材料的载体，实现复合材料的制备。
聚氨酯作为一种重要的高分子材料，因其良好的形变性、耐热性、耐化学性等特点而被广泛应用。但聚氨酯的传统制备过程耗时且工艺复杂，难以实现纳米复合。静电纺制备技术是一种新兴而快速的制备纳米材料的方法，同时也是一种结合材料科学、物理、化学等多学科的交叉学科。
因此，研究采用静电纺制备聚氨酯单壁碳纳米管纤维膜的制备工艺，探究其材料性能，将有助于解决传统制备方法成本高、效率低、难以进行纳米复合的问题，同时也为单壁碳纳米管的应用提供了新的选择。
二、研究内容和方法
1.制备工艺：采用静电纺制备聚氨酯单壁碳纳米管纤维膜，优化工艺条件，探究最佳的制备工艺参数。
2.材料表征：采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等对聚氨酯单壁碳纳米管纤维膜的形貌、结构等进行表征。
3.材料性能：对聚氨酯单壁碳纳米管纤维膜的力学性能、光学性能、电学性能等进行性能测试。
三、研究预期结果
1.确定最佳的聚氨酯单壁碳纳米管纤维膜制备工艺，探究其制备机理。
2.系统分析聚氨酯单壁碳纳米管纤维膜的形貌、结构等特征，并进行性能测试，探究聚氨酯单壁碳纳米管纤维膜的力学、光学、电学性能。
3.分析聚氨酯单壁碳纳米管纤维膜的应用前景，为单壁碳纳米管在能源、传感、纳米器件等领域的应用提供新的思路和方法。
四、研究进度和计划
1.研究进度
已完成相关文献和资料的调研，初步探讨了聚氨酯单壁碳纳米管纤维膜的制备工艺和可能的应用领域。下一步将继续研究聚氨酯单壁碳纳米管纤维膜的制备工艺和材料性能。
2.研究计划
（1）初步建立聚氨酯单壁碳纳米管纤维膜制备工艺，优化相关操作参数。
（2）对制备得到的聚氨酯单壁碳纳米管纤维膜进行表征，包括形貌、晶体结构、元素分布等。
（3）对聚氨酯单壁碳纳米管纤维膜的力学、光学、电学等性能进行测试。
（4）完成论文的撰写和修改，准备论文开题答辩。
五、研究经费和设备
1.研究经费
本研究资金主要用于材料制备、表征和材料性能测试的消耗。预计总经费为50万元。
2.研究设备
本研究需要使用的设备主要包括静电纺纳米纤维制备设备、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等。其中，静电纺纳米纤维制备设备的价格较高，需要较多资金投入。