纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合润滑油添加剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合润滑油添加剂的制备方法，采用液相剥离法制备黑磷纳米片，将黑磷粉体均匀分散到N‑甲基吡咯烷酮溶剂中，超声，取上清液离心,重复几次离心，将离心出来的黑磷纳米片洗涤，干燥；将黑磷纳米片分散到具有钼酸铵和硫化钠的反应液中，超声均匀后通过溶剂热法可得到纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合润滑油添加剂。该复合润滑油添加剂的制备原料易得、方法简便，能有效的提高在摩擦过程中减摩润滑性能，能够应用于机械运转，机械设备油润滑等领域。

【技术实现步骤摘要】
纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合润滑油添加剂的制备方法
本专利技术涉及一种纳米复合润滑油添加剂的制备方法，具体的说是涉及一种纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合润滑油添加剂的制备方法。
技术介绍
随着工业技术的不断进步，各种机械设备及其零部件的工作环境日趋复杂和恶劣，只靠传统的矿物基润滑油已经远远不够。为了减小摩擦和磨损，各种减小摩擦的润滑添加剂被广泛的用在润滑油的极压添加剂中。在摩擦过程中经过摩擦化学反应形成的有效润滑膜是摩擦副表面能够抵抗胶合的关键。由于润滑的重要性和现有润滑方法的有限性，因此，发展具有良好性能的润滑油添加剂是机械设备实现高可靠和长服役寿命的关键。二硫化钼作为重要的过渡族金属硫化物，具有六方晶系层状结构的特点，其分子层内通过很强的化学键结合，并且层与层之间通过弱的范德华力相结合，这使其在低剪切应力下就能发生层间滑移，以此被广泛用于润滑领域。因此，二硫化钼润滑添加剂在减少摩擦、显著提高防载性能和性能方面具有重要作用。近年来，一种新型的二维材料黑磷(BP)因其特殊的二维结构和热力学稳定性而受到国内外研究者的广泛关注。目前，还没有纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合材料在润滑有添加剂领域的应用。
技术实现思路
本专利技术提出一种纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合润滑油添加剂的制备方法，改善现有的传统润滑油添加剂的不足。本专利技术的技术方案如下：本专利技术提出一种纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合材料的制备方法，按以下方法进行制备，具体步骤为：(1)黑磷纳米片的制备将5-10份黑磷粉末置于20000-30000份N-甲基吡咯烷酮溶剂中，在冷水浴中超声8-10h,超声后先在3000-5000rpm转速下离心20-30min,取上清液以7000-9000rpm转速下离心20-30min，最后再取上清液以10000-12000rpm转速下离心20-30min，取沉淀，在真空环境下40-60℃下干燥，得到黑磷纳米片；(2)前驱体溶液的制备将5-8份钼酸铵和5-8份硫化钠分散在1000-2000份去离子水水中得到反应液，将3-5份的黑磷纳米片加入到反应液中，超声0.5-1h后得到前驱体溶液。(3)复合材料的制备将前驱体溶液倒入反应釜中，向反应釜中加入100-300份水合肼溶液，进行溶剂热反应，反应时间18-20h，反应温度为180-210℃，反应完成且样品自然冷却后以10000-12000rpm转速下离心5-10min，取沉淀，在真空环境下40-60℃干燥，得到纳米二硫化钼-黑磷烯复合材料，本专利技术还提供一种纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合润滑油添加剂的制备方法，按以下方法进行制备，具体步骤为：(1)黑磷纳米片的制备将5-10份黑磷粉末置于20000-30000份N-甲基吡咯烷酮溶剂中，在冷水浴中超声8-10h,超声后先在3000-5000rpm转速下离心20-30min,取上清液以7000-9000rpm转速下离心20-30min，最后再取上清液以10000-12000rpm转速下离心20-30min，取沉淀，在真空环境下40～60℃下干燥，得到黑磷纳米片；(2)前驱体溶液的制备将5-8份钼酸铵和5-8份硫化钠分散在1000-2000份去离子水水中得到反应液，将3-5份的黑磷纳米片加入到反应液中，超声0.5-1h后得到前驱体溶液。(3)纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合润滑油添加剂的制备将前驱体溶液倒入反应釜中，向反应釜中加入100-300份水合肼溶液，进行溶剂热反应，反应时间18-20h，反应温度为180-210℃，反应完成且样品自然冷却后以10000-12000rpm转速下离心5-10min，取沉淀，在真空环境下40-60℃干燥，得到纳米二硫化钼-黑磷烯复合材料，将其分散到基础油中，得到纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合润滑油添加剂。最后，本专利技术还公开一种按照上述方法制备的复合润滑油添加剂，纳米二硫化钼结构为层状结构，尺寸为200-400nm，层数为1-3层；黑磷纳米片结构尺寸为30-500nm，层数为3-5层。与现有技术相比，本专利技术的优势在于：采用溶剂热法，由于二硫化钼和黑磷之间的范德华力，并且反应物充分接触，使得生成的二硫化钼更容易负载在黑磷纳米片上，并且更高效的让两者在摩擦界面上起到协同润滑的作用，保障了在高载荷环境下的减摩润滑性能。采用液相剥离法制备黑磷，使黑磷在N-甲基吡咯烷酮溶剂进行剥离，防止黑磷纳米片氧化，保证黑磷纳米片的性能不受影响。附图说明图1(a)为本专利技术方法制备的纳米二硫化钼的透射电镜图；图1(b)为本专利技术方法制备的纳米二硫化钼的透射电镜图；图2(a)为本专利技术方法制备的黑磷纳米片的透射电镜图；图2(b)为本专利技术方法制备的黑磷纳米片的透射电镜图；图3为实施例1制备的纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合润滑油添加剂不同载荷下的摩擦系数图。具体实施方式本申请专利技术人在研究过程中发现，纳米二硫化钼和黑磷纳米片结合的过程中遇到的困难在于结合不够理想，经过多方探究，最终研究出了水热法，不同于传统的水热法，使得两者在水热反应釜中，在高压强，和高温度下进行结合，能够克服分子间作用力又不影响两者各自的性能。下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1本实施例提供一种纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合润滑油添加剂的制备方法，按照以下步骤实施：(1)黑磷纳米片的制备将50mg黑磷粉末置于200mlN-甲基吡咯烷酮溶剂中，在冷水浴中超声8h,超声后先在3000rpm转速下离心20min,取上清液以7000rpm转速下离心20min，最后再取上清液以11000rpm转速下离心20min，取沉淀，在真空环境下60℃下干燥，得到黑磷纳米片；(2)前驱体溶液的制备将50mg钼酸铵和50mg硫化钠分散在20ml去离子水水中得到反应液，将30mg的黑磷纳米片加入到反应液中，超声1h后得到前驱体溶液。(3)纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合润滑油添加剂的制备将前驱体溶液倒入反应釜中，向反应釜中加入2ml水合肼，进行溶剂热反应，反应时间20h，反应温度为210℃，反应完成且样品自然冷却后以10000rpm转速下离心8min，取沉淀，在真空环境下60℃干燥，得到纳米二硫化钼-黑磷烯复合材料，将其分散到基础油中，得到纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合润滑油添加剂。实施例2本实施例提供一种纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合润滑油添加剂的制备方法，按照以下步骤实施：(1)黑磷纳米片的制备将70mg黑磷粉末置于260mlN-甲基吡咯烷酮溶剂中，在冷水浴中超声10h,超声后先在4000rpm转速下离心20min,取上清液以8000rpm转速下离心20min，最后再取上清液以12000rpm转速下离心20min，取沉淀，在真空环境下60℃下干燥，得到黑磷纳米片；(2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合材料的制备方法，其特征在于：按以下方法进行制备：/n(1)黑磷纳米片的制备/n将黑磷粉体置于N-甲基吡咯烷酮溶剂中，在冷水浴中超声处理多次离心后在真空环境下干燥，得到黑磷纳米片；/n(2)前驱体溶液的制备/n将钼酸铵和硫化钠分散在水中得到反应液，再将所述黑磷纳米片加入到反应液中，超声处理得到前驱体溶液；/n(3)复合材料的制备/n在前驱体溶液中加入还原剂，进行溶剂热反应，反应完成离心取沉淀干燥，得到纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合材料的制备方法，其特征在于：按以下方法进行制备：
(1)黑磷纳米片的制备
将黑磷粉体置于N-甲基吡咯烷酮溶剂中，在冷水浴中超声处理多次离心后在真空环境下干燥，得到黑磷纳米片；
(2)前驱体溶液的制备
将钼酸铵和硫化钠分散在水中得到反应液，再将所述黑磷纳米片加入到反应液中，超声处理得到前驱体溶液；
(3)复合材料的制备
在前驱体溶液中加入还原剂，进行溶剂热反应，反应完成离心取沉淀干燥，得到纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合材料。


2.如权利要求1所述纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将5-10份黑磷粉体置于20000-30000份N-甲基吡咯烷酮溶剂中，在冷水浴中超声8-10h,超声后先在3000-5000rpm转速下离心20-30min,取上清液以7000-9000rpm转速下离心20-30min，最后再取上清液以10000-12000rpm转速下离心20-30min，取沉淀，在真空环境下40-60℃干燥，得到黑磷纳米片。


3.如权利要求1所述纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，将5-8份钼酸铵和5-8份硫化钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，董少文，侯婷丽，高原，王庆娟，王快社，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61