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植物纤维由于具有价廉、轻质、可再生、可降解的特点,并且其含有比较多的活性基团,以及疏松多孔的三维结构,在很多领域得到广泛的应用。但同时植物纤维材料具有很强的吸湿性和很弱的导电性,这使得植物纤维材料在传导和能源材料中的应用受到很大的制约。本论文分别以纸张材料及纤维素为原料,制备出植物纤维超疏水表面材料,以及植物纤维高导电材料。并采用涂布、改性与偶联等多种方法与碳纳米管及导电高分子进行结合,制备出具有超疏水表面的植物纤维/碳纳米管高导电复合材料。研究了植物纤维材料的疏水性和导电性的机理及制备途径,初步解决了导电性与疏水性相互排斥的问题,为植物纤维在特种防水材料,在导电材料等新能源材料等领域中的应用提供了依据。以普通植物纤维和亲水性纳米二氧化钛为原料,利用硅烷偶联剂(MPS)偶联,采取传统纸页成形技术在常温下制备出超疏水不透明纸。当改性纳米二氧化钛占植物纤维的质量分数为13 wt%时,纸张水表面接触角达到154.2°,滚动角<3°,显示出良好的超疏水性能,并且纸张不透明度可达86.7%,具有很好的不透明度。研究了反应条件(硅烷偶联剂的用量及pH值范围,接枝率,质量分数)对纸张超疏水性的影响。SEM显示,在纸张的表面形成特殊的类似荷叶表面的二氧化钛微纳米结构。结合植物纤维的疏水与导电机理,系统分析了疏水性与导电性相互排斥的原因,植物纤维的导电性主要通过与其结合的导电材料的“传导作用”,材料的表面越致密平滑,导电性越高;而疏水性则除了要求材料表面具有较低的自由能,更重要的是在表面制备一种粗糙的微细结构,体现为材料的“阻隔作用”。为制备植物纤维超疏水高导电材料提供理论依据。研究混酸法(浓硫酸:浓硝酸= 3:1(V/V)),分别采用回流加热和超声振荡的方法对碳纳米管进行功能化,研究了处理方式、处理时间、以及处理温度对碳纳米管得率及单根碳纳米管纤维的腐蚀影响,优化功能化碳纳米管的条件。研究采用去离子水和无水乙醇混合溶液对硅烷偶联剂进行水解,并采用氨水溶液调节溶液pH值。研究了溶剂最佳水解体积分数、干燥方式、干燥温度、以及pH范围对硅烷偶联剂的形态及材料疏水性能变化影响。确定最佳工艺优化条件:采用5体积的去离子水和95体积的无水乙醇溶液溶解1.8体积的硅烷偶联剂;采用UV-Ozone在70℃左右,以及pH值在4—5左右对硅烷偶联剂进行处理。研究了将PEDOT: PSS和SDBS分别作为分散剂分散多壁碳纳米管溶液,将溶液涂布在纸张表面,采用特殊的陶瓷干燥方法进行干燥制备导电纸。对比不同干燥方式、不同分散剂、导电溶液中不同碳纳米管的浓度对导电纸导电性能的影响。实验表明,单向干燥相比传统干燥方式体现出更好的导电性; PEDOT: PSS导电性要低于MWNTs,但当用1mg/ml的PEDOT: PSS溶液分散4mg/ml MWNTs溶液涂布的纸张,其导电性达到46±10 S/cm,要高于5mg/ml的MWNTs溶液,也比当前其他导电纸材料研究得到的导电性要好很多。PEDOT: PSS作为一种导电高分子,不仅作为一种分散剂,其还能促进MWNTs颗粒和植物纤维之间起到良好的结合,从而增强材料的导电性。研究通过硅烷偶联剂对功能化碳纳米管和纤维素进行偶联制备超疏水溶液,分别采用旋转喷涂(spin-coating)与自组装方法(Self Assembly)制备出植物纤维超疏水膜材料。对比分析材料水表面接触角和SEM等表面分析,两种方法都能取得超疏水表面,但旋转喷涂具有比自组装更好的疏水效果,其材料表面除了大量致密均匀的微孔结构外,还存在无数的纳米微细结构,体现出更加明显的“液—气—固”相的特征。研究采用特殊干燥法迈耶棒与UV干燥旋转喷涂的组合工艺(方法Ⅰ)制备出植物纤维超疏水高导电纸,以及采用改性碳纳米管偶联纤维素旋转喷涂的方法(方法Ⅱ)制备出植物纤维超疏水高导电膜材料。对比分析涂层对材料导电性和疏水性的影响,实验表明,方法Ⅰ随着涂层的增加,疏水性不断提高,而导电性不断降低;而方法Ⅱ则随着涂层的增加,疏水性和导电性都不断提高,初步解决了疏水性与导电性相互排斥的问题。