碳黑聚合物电纺纳米纤维及其气敏特性研究的开题报告

碳黑聚合物电纺纳米纤维及其气敏特性研究的开题报告一、选题背景纳米纤维具有高比表面积、较小的直径等独特性质，在材料、生物学、医学、能源、环境等领域具有广泛的应用前景。其制备方法多种多样，其中电纺是目前研究较为热门的方法之一。与传统的纺织方法不同的是，电纺利用电场将高分子材料拉成纤维，具有成本低、制备条件简单等优点。碳黑聚合物材料具有良好的导电性和光学性能，在气敏传感器领域具有潜在的应用可能。然而，现有的碳黑聚合物气敏传感器取得气敏性能时，通常需要使用大量的碳黑浓度，降低了制造成本等方面的优势。电纺纳米纤维技术可以持续改善此问题。因此，本研究拟结合碳黑聚合物材料和电纺纳米纤维技术，制备碳黑聚合物电纺纳米纤维，并研究其气敏性能。二、研究内容1.制备碳黑聚合物电纺纳米纤维。2.研究电纺工艺对纳米纤维形貌和尺寸的影响。3.研究碳黑浓度对制备纳米纤维形貌和尺寸的影响。4.研究碳黑聚合物电纺纳米纤维的气敏性能，包括对于不同有害气体的检测灵敏度和选择性。三、预期成果1.碳黑聚合物电纺纳米纤维的制备工艺，包括纤维形貌、尺寸等参数的优化，为有害气体检测提供基础。2.对碳黑浓度和电纺工艺参数对纳米纤维形貌、尺寸和气敏性能的影响进行深入理解，为后续相关研究提供帮助。3.对碳黑聚合物电纺纳米纤维作为气敏传感器的应用前景进行初步评估，为其工业化应用提供可靠基础。四、研究方法1.准备碳黑聚合物材料，并进行表征。2.利用电纺技术制备碳黑聚合物电纺纳米纤维，并进行表征。3.对纳米纤维形貌、尺寸等参数进行分析和优化。4.制备气敏传感器，测试其对有害气体的敏感性和选择性。五、进度安排1.第一年：准备碳黑聚合物材料，研究电纺工艺对纳米纤维形貌和尺寸的影响。2.第二年：研究碳黑浓度对制备纳米纤维形貌和尺寸以及气敏性能的影响。3.第三年：制备气敏传感器，测试其对有害气体的敏感性和选择性。六、存在问题1.电纺纳米纤维的制备过程中，纳米纤维容易出现断裂，降低了制备效率。2.碳黑浓度对电纺纳米纤维形貌和尺寸的影响尚未得到深入的探究。3.气敏传感器的制备和测试需要专业的实验设备和环境。七、参考文献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