The invention relates to a friction catalytic material with metal plating on the surface, a preparation method and application thereof, and relates to the technical field of the development of friction catalysts. The metal-plated friction catalytic material is based on the micro-nanoparticles prepared by carbonization of biomass, which catalyze the active metal particles to adhere to the interface of biomass loaders; the micro-nanoparticles of biomass are selected from bio-based ceramic particles, carbon quantum dot particles, and the catalytic active metal particles are selected from copper, Au, Ni or Ag nanoparticles. Firstly, biomass micro-nanoparticles were prepared by carbonization of biomass. Then, after pretreatment, they were electroless plated or coprecipitated to achieve the adhesion of catalytic active metal particles at the interface of biomass micro-nanoparticles. The friction catalyst prepared by the invention adds it to metal or polymer materials, and the friction induces the catalyst to catalyze the structural transformation of carbon particles, so as to improve the tribological properties of composite materials. At the same time, it can make full use of biomass resources, and the process is safe and environmentally friendly.
【技术实现步骤摘要】
一种表面镀金属摩擦催化材料、制备方法及应用
本专利技术涉及摩擦催化剂开发
,具体是涉及一种表面镀金属摩擦催化材料、制备方法及应用。
技术介绍
稻壳是水稻的外壳,属于农业废弃物,外壳坚硬,密度小,一般作为燃料,直接提供热能。资源化利用稻壳粉,避免对环境造成二次污染。稻壳壁厚度约24~30μm,由厚壁细胞组成,主要成分是粗纤维(纤维素、木质素和半纤维素)、灰分、少量粗蛋白和无机盐类等。稻壳通过发酵等处理,可作为牲畜的饲料,亦可制备为固体燃料棒、生物质燃油、白炭黑等功能材料。将稻壳制备成摩擦材料添加剂的研究较多。日本Yamaguchi课题组(T.Dugarjav,et.TribologyOnline,4(2009),11–16.),利用高温炭化的方法制备出稻壳或秸秆基陶瓷颗粒,开发受电弓滑板等耐磨、耐腐蚀及热、化学稳定等特性材料的开发。合肥学院胡恩柱课题组尝试将稻壳粉制备成纳米功能材料,添加到基础润滑油中改善液体石墨的润滑特性(EnzhuHu,et.al.TribologyInternational,103(2016),139–148)。此外,发现利用TiF3和FeF3等纳米材料,添加到碳烟污染的润滑油中,可改善润滑油的润滑特性,其机制归于催化剂催化碳烟微粒在摩擦副界面结构转变,致使摩擦膜易于形成(EnzhuHu,et.al.TribologyInternational,107(2017),163–172)。而对于将稻壳制备成摩擦催化剂材料研究较少。有鉴于次,本专利技术重点涉及一种表面镀金属摩擦催化材料、制备方法及应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于实现 ...
【技术保护点】
1.一种表面镀金属摩擦催化材料,其特征在于,以生物质碳化制备的微纳米颗粒为负载体,催化活性金属粒子附着于生物质负载体界面;生物质微纳米颗粒选自生物基陶瓷微粒、碳量子点微粒,催化活性金属粒子选自Cu、Au、Ni或Ag纳米颗粒。
【技术特征摘要】
1.一种表面镀金属摩擦催化材料,其特征在于,以生物质碳化制备的微纳米颗粒为负载体,催化活性金属粒子附着于生物质负载体界面;生物质微纳米颗粒选自生物基陶瓷微粒、碳量子点微粒,催化活性金属粒子选自Cu、Au、Ni或Ag纳米颗粒。2.一种制备如权利要求1所述表面镀金属摩擦催化材料的方法,其特征在于,首先以生物质碳化制备生物质微纳米颗粒,然后通过预处理后再进行化学镀或共沉淀法实现催化活性金属粒子在生物质微纳米颗粒界面的附着。3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤如下:1)、生物质微纳米颗粒的预处理向10g的生物质微纳米颗粒中添加100~200mL的无水乙醇或丙酮进行除油,然后依次加入80~200mL浓度为10~30g/L的氯化亚锡进行敏化,加入80~200mL浓度为0.5~2g/L的氯化钯进行活化,加入80~200mL浓度为20~40g/L的次亚磷酸钠进行还原,使得生物质微纳米颗粒形成催化活性中心;最后水洗获得预处理颗粒,自然干燥,待用;2)、化学镀法制备表面镀金属摩擦催化材料取1~10g的预处理生物质微纳米颗粒于50~250mL的化学镀液中施镀,施镀时间为40~80min,施镀温度为20~50℃;然后过滤,干燥,即可获得表面镀金属摩擦催化材料;配制1L化学镀液成分为10~20g的硫酸铜或硝酸镍或水合四硝酸金酸或氯化银、30~50g的酒石酸钠、5~15g的氢氧化钠、30~40g的碳酸钠、1~8g的氯化镍,化学镀中还原剂为浓度为0.01~0.1L的甲醛溶液。4.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤如下:1)、生物质微纳米颗粒的预处理向10g的生物质微纳米颗粒中添加100~200mL的无水乙醇或丙酮进行除油,自然干燥,待用;2)、共沉淀法制备表面镀金属摩擦催化材料取1~10g的预处理生物质微纳米颗粒于50~250mL浓度为0.04~0.2g/mL的水合四硝酸金酸溶液或氯化银溶液或氯化铜溶液或硝酸镍溶液中进行共沉淀反应,反应时间为60~150min,反应温度为室温;然后过滤,干燥,即可获得表面镀金属摩擦催化材料。5.如权利要求2~4任一项所述的制备方法,其特征在于,生物质微纳米颗粒的制备步骤如下:①、利用破碎机将生物质原料破碎,用无水乙醇浸渍洗涤生物质原料粉末,之后烘干,待用;②、将烘干的生物质原料粉末与胶粘剂均匀混和,然后放入管...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡恩柱,王棒棒,涂志强,马超,钱文利,张浩,胡坤宏,
申请(专利权)人:合肥学院,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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