功能化纤维素纤维的制备【开题报告】.doc

1、毕业论文开题报告 高分子材料与工程 功能化纤维素纤维的制备 一、选题的背景和意义 现今世界 , 石油、天然气资源的有限储存量以及它们的生产对地球和人类及生态环境的影响日趋严重 ,促使以天然资源为原料的高分子材料得以大力发展。其中 , 尤以纤维素、纤维素衍生物和木质纤维素的功能材料的研究与开发 , 最引起世界各国的兴趣和关注 , 这主要是由于这一天然资源价廉易得 , 既可收获又能再生 , 且具有生物可降解特点。此外 , 纤维素是一多 羟 基葡萄糖聚合物 , 可以经由一系列的化学改性反应 , 制取不同用途的功能材料。并且 , 纤维素可以 粉状、片状膜、纤维以及溶液等不同形式出现 , 这便进一步提高

2、了纤维素功能化之灵活性和功能材料应用的广泛性。 要获得功能材料 , 必须进行功能设计。所谓功能设计 , 就是赋予高分子材料以功能特性的科学方法。其主要途径有通过特殊加工改变纤维素的物理形态；通过分子设计包括结构设计和官能团设计是使高分子材料获得具有化学结构等特征性功能团；通过对材料进行各种表面处理等方法等（既化学方法、物理方法、表、界面化学修饰方法等）。纤维素纤维的功能化使纤维具有了 抗菌、防紫外线、除臭、吸水、吸油和过滤等功能，具有功能化的纤维给人们的生 活带来许多利益。 随着科技的进步和研究的深入 ， 更多的具有特异功能的新型纤维素功能材料将得到开发和利用 ， 纤维素功能材料在未来将发挥更

3、大的作用。 二、研究目标与主要内容 （含论文提纲） 功能化纤维素纤维的制备主要途径有化学方法、物理方法和表、界面化学修饰方法等。化学方法： 通过分子设计包括结构设计和官能团设计是使高分子材料获得具有化学结构本征性功能团特征的主要方法。物理方法：通过特殊加工 , 使纤维素的物理形态发生变化 , 如薄膜化、球状化、微粉化等 , 赋予纤维素新的性能。表面、界面化学修饰法：通过对材料进行各种表面 处理以获得新功能。 本实验采用化学的方法在纤维素纤维上负载钴酞菁，使得纤维素纤维具有催化氧化功能，用于染料废水的处理，最终通过实验得出最优的负载路线。具体的思路与目标如1 下： （ 1） 固相合成法制得钴酞菁

4、。 （ 2） 纤维素纤维制成薄膜，通过化学处理再将钴酞菁负载到薄膜上。 （ 3） 优化负载工艺，确定最优工艺条件。 论文提纲： 1. 文献综述 1.1 研究背景 1.2 研究目的 2. 实验方案 2.1 四氨基钴酞菁的合成 2.2 载体纤维素膜的制备 2.3 钴酞菁的负载 3. 实验结果与讨论 3.1 载物钴酞菁的分析 3.2 载体纤维素膜的分析 3.3 酞菁负载量的影响因素 4. 结论 三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等 实验将乙酸纤维溶解到 DMF 溶剂中制成的薄膜，烘干后水解在 NaOH 的乙醇溶液中，取出干燥再将其浸泡在高碘酸钠溶液中氧化，制成载体纤维膜。用固 相法合

5、成钴酞菁，溶于 DMF 中制成溶液，再将已氧化的纤维膜放入钴酞菁溶液中反应。 采用红外光谱和紫外吸收光谱对钴酞菁的薄膜进行分析； DSC 分析法分析载体纤维膜和产物钴酞菁负载纤维膜进行分析；利用紫外吸收光谱测取钴酞菁的负载量。 四、参考文献 1 Bogumil Laszkiewicz. New gererations of Lyocell fibers J. Chemical Fibers International, 2006, 56(4): 234-237. 2 叶代勇 , 黄洪 , 傅和青 , 等 . 纤维素化学研究进展 J. 化工学报 , 2006, 57(8): 1782-1791.

6、 3 冯宝成 . 功能性纤维的开发现状与前景 J合成技术及应用 , 1995, 33(01): 68-70. 2 4 唐爱民 , 梁文芷 . 纤维素的功能化 J. 高分子通报 , 2000, 12(4): 1-9. 5 Focher B, M arzettiA , M arsano E, et al.J. App l Po lym Sci, 1998, 67 (6): 961- 974. 6 Baran W, Makowski A , Wardas W. The effect of UV radiation absorption of cationic and anionic dye solu

7、tions on their photocatalytic degradation in the presence TiO2 J . Dyes Pigm , 2008 , 76: 226 - 230. 7 Fang J , Huang J C, Chen L K, et al.J International Sympo sium on Cellulo se and L ignocellulo sice96, Guangzhou, China, 1996, 82- 83. 8 徐敏虹 , 吕汪洋 , 李楠 , 姚玉元 , 陈文兴 . 酞菁负载纤维素纤维对活性染料的氧化脱色 J. 纺织学报 , 2

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9、Fu, D.; Liu, R.; Zhang, Q.; Zhang, T. Y.; Hu, X. Highly efficientNaNO2-catalyzed destruction of trichlorophenol using molecular oxygen. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 5520-5523. 14 Fernandez, J.; Bandara, J.; Lopez, A.; Buffat, Ph.; Kiwi, J. Photoassisted Fenton degradation of nonbiodegradable azo

10、 dye (Orange II) in Fe-free solutions mediated by cation transfer membranes. Langmuir 1999, 15, 185-192. 15 汪进前 , 魏莉莉 , 吕素芳 , 张利 , 陈文兴 . 金属酞菁接枝纤维素纤维及其消臭性能J. 纺织学报 , 2006, 21(06): 2-3. 五、研究的整体方案与工作进度安排 （内容、步骤、时间） 究的整体方案如下： 文献的查阅与实验方案制定 2010.11.05 至 2010.11.20 已完成 实验前期准备与摸 索实验 2010.11.21 至 2010.12.20 已

11、完成 进行正式实验，得出相应的实验结果 2011.12.21 至 2011.02.10 进行 3 根据实验结果，完成论文初稿 2011.03.16 至 2011.03.31 未完成 毕业论文最终完稿 2011.04.15 至 2011.05.01 未完成 六、研究的主要特点及创新点 随着纺织业的迅速发展，染料废水带来的污染是显而可见的。酞菁作为一种着色剂已广泛应用于涂料、印刷和纺织行 业，近年来，金属酞菁因其结构特点在作为催化剂应用上也被广泛的研究，能够催化包括加氢反应、氮氧化物的还原反应等数 10 种有机反应。 人们尝试将金属酞菁固载于分子筛、沸石等无机载体和高分子树脂等载体中，并取得了一定的成果。同这些载体相比，纤维具有成本低，易加工成型，易进行化学和物理改性，且易从反应体系中分离等特殊性能。 本实验采用将纤维素纤维制成薄膜，再将金属酞菁负载到纤维膜上制备酞菁负载纤维，对负载过程进行研究。 设计出最优负载工艺，减少损失，提高生产效率。