含硫有机化合物修饰二硫属化合物纳米微粉及制备方法技术

本发明专利技术叙述了一种含巯基或硫代酸盐有机化合物修饰的金属二硫属化合物纳米微粉及其合成方法，这种新型的纳米微粉可用作多功能润滑油（脂）的添加剂，使润滑油（脂）具有良好的抗磨、抗极压性能及高的承载能力，同时这种材料也可用于玻璃的脱模剂，催化剂和其它用途。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含硫有机化合物修饰二硫属化合物的纳米微粉及其制备方法。近年来，纳米材料的合成、性能及应用研究已受到普遍的重视，IVB-VIB族金属二硫属化合物特殊的层状晶体结构，使其在催化剂，半导体及润滑等领域有着广泛的理论和应用研究价值。中国专利CN87105158公开了一种含有层间硫属化合物的层状金属硫属化物及其合成方法。这种材料在许多方面有着广泛的用途。美国专利4208292(1980)公开了一种油溶性Mo-S团簇化合物，并将其用作润滑油添加剂，呈现了良好的减摩、抗磨、抗极压和承载性能，但是含有层间化合物的硫属化合物和单纯的层状硫属化合物，虽然有良好的润滑性能，但难以分散于液体润滑剂中，而使其应用受到限制。油溶性Mo-S团簇化合物虽在有机介质中有良好的分散性，但由于不再具有硫属化合物的特性，也使其性能和应用范围受到限制。本专利将供一种含巯基或硫代酸盐有机化合物修饰的金属二硫属化合物纳米微粉及其合成方法。这里所提修饰是指表面修饰剂含硫有机化合物键合于二硫属化合物纳米微粒的表面形成稳定的表面修饰层。本专利技术通过如下措施来实现本专利技术提供一种含巯基或硫代酸盐的有机化合物键合于金属二硫属化合物的纳料微粒，形成稳定的表面修饰层，其中含巯基或硫代酸盐有机化合物包括C4-C40的直链、支链烷基或芳基的含硫有机化合物，金属二硫属化合物包括除铬元素外的IVB，VB，VIB簇金属二硫属化合物，并且含巯基或硫代酸盐有机化合物的碳氢链在其修饰金属二硫属化合物纳米微粒中所占的重量百分比为5％-80％。本专利技术优先选用的含巯基或硫代酸盐有机化合物修饰金属二硫属化合物的纳米微粒为C4-C18的直、支链烷基或芳基的含巯基或硫代酸盐有机化合物化学键合于钛、锆、铌、钼、钨金属二硫属化合物的纳米微粒，并且含巯基或硫代酸盐有机化合物的碳氢链在其修饰纳米微粒中所占的重量百分比最好为15％-65％。本专利技术的制备方法如下A)使用含巯基有机化合物或硫代酸盐有机化合物作为修饰剂，用硫化铵或碱金属作为硫化剂与可溶性的金属盐反应，其中含巯基或硫代酸盐有机化合物中R的链长为C4-C40的直链、支链烷基或芳基，金属盐为除铬元素外的IVB、VB、VIB族金属盐；B)在反应介质存在下；C)常温-120℃下反应2-48小时；制备含巯基或硫代酸盐有机化合物修饰二硫属化合物纳米微粒的方法中，反应介质为四氢呋喃，C1-C4脂肪醇，丙酮和这些溶剂单独或组合与水的混合介质；制备含巯基或硫代酸盐有机化合物修饰二硫属化合物纳米微粒的方法中，含硫有机化合物与金属盐的摩尔比为1∶0.1-10；制备含巯基或硫代酸盐有机化合物修饰二硫属化合物纳米微粒的方法中，含硫有机化合物与反应介质摩尔比为1∶500-10000；制备含巯基或硫代酸盐修饰金属二硫属化合物纳料微粒的方法中，对于高价金属化合物，可使用还原剂抗坏血酸、盐酸、羟胺、锌粉、亚硫酸盐使其还原为四价；上述制备方法中，含巯基或硫代酸盐有机化合物中R链长的最佳范围为C4-C18；选用的最佳金属盐为钛、锆、铌、钼、钨金属盐。反应介质以四氢呋喃，醇—水混合溶液为最优。含巯基或硫代酸盐有机化合物与可溶性金属盐的摩尔比最佳范围为1∶1-5。最佳反应温度为30-80℃；本专利技术的特点既不同于乳化剂包覆形成的纳米微粒，也不是两种化合物的混合物，修饰剂不仅可以有效地控制纳米微粒的尺寸分布，提高其抗氧化性，而且可以使二硫属化合物在有机介质中有良好的分散性和稳定性。为了更好地理解本专利技术，通过实例进行说明，但本专利技术的实施并不限于以下各实施例。实例1在100ml四氢呋喃溶液中加入20mmol二辛基二硫代磷酸钠和30mmol无水硫化铵，在N2气氛下，恒温至35℃，然后在搅拌下加入20mmol四氯化钛，有棕色絮状沉淀生成，加垫回流反应10小时，并蒸馏除去大部分溶剂，冷却至室温，沉淀经过滤、洗涤，在室温下真空干燥48小时，即得到二辛基二硫代磷酸修饰二硫化钛纳米微粉。实例2如同实例1，用四氯化锆代替四氯化钛二十二烷基硫代氨基甲酸钠代替二辛基二硫磷酸在相同实验条件下可得到，二十二烷基二硫代胺基甲酸修饰二硫化锆纳米微粉。实例3在100ml四氯呋喃溶液中加入10mmol二三十六烷基二硫代磷酸铵和55mmol无水硫化铵在N2气氛下恒温至35℃，然后在强搅拌下加入30mmol四氯化铌，有棕色絮状沉淀生成，加热回流反应10小时，并蒸馏除去大部分溶剂，冷却至室温，沉淀经过滤、洗涤，在室温下真空干燥48小时，即得到二三十六烷基二硫代磷酸修饰二硫化铌纳米微粉。实例4称取20mmol钼酸钠溶于100ml去离子水，加热溶解，并恒温至80℃，在N2气氛下加入120-150mmol硫化铵，在搅拌下反应120分钟后，加入30ml乙醇，然后加入10mmol二-十六烷基二硫代磷酸铵和20mmol抗坏血酸，反应继续进行4小时，将反应溶液冷却并恒温至60℃，逐滴加入盐酸溶液至有大量棕黑沉淀生成，沉淀经过滤，洗涤、干燥即得到二十六烷基二硫代磷修饰的MoS2纳米微粉。实例5将20mmol硫代钨酸铵溶于100ml去离子水和50ml乙醇的混合溶剂中，然后在N2气氛下加入20mmol苄硫醇和40mmol抗坏血酸加热恒温至80℃，反应12小时后，逐滴加入盐酸至有大量棕黑沉淀生成，沉淀经过滤，洗涤，真空干燥，即得到苄硫醇修饰二硫化钨纳米微粉。实例6将100mmol硫代钨酸铵溶于100ml去离子水和50ml乙醇的混合溶剂中，然后在N2气氛下加入20mmol二十四烷基十八烷基二硫代氨基甲酸吡啶和200mmol抗坏血酸，加热恒温至80℃，反应12小时后，逐滴加入盐酸至有大量棕黑沉淀生成，沉淀经过滤、洗涤，并在室温下真空干燥48小时，即得到二十四烷基十八烷基二硫代氨基甲酸修饰的二硫代钼纳米微粉。权利要求1.一种含硫有机化合物修饰金属二硫属化合物的纳米微粉，其特征在于是含巯基或硫代酸盐有机合物键合于金属二硫属化合物的纳米微粒，其中，巯基或硫代酸盐有机化合物含C4-C40的直链、支链烷基或芳基，金属二硫属化合物包括除铬元素外的IVB、VB、VIB族金属元素，并且含巯基或硫代酸盐有机化合物的碳氢链在其修饰金属二硫属化合物纳米微粒中所占的重量百分比为5％-80％。2.如权利要求1所述的纳米微粉，其特征在于是C4-C18的直链、支链烷基或芳基的含巯基或硫代酸盐有机化合物键合于钛、锆、铌、钼、钨金属二硫属化合物的纳米微粒。3.一种含硫有机化合物修饰金属二硫属化合物纳米微粒的制备方法，其特征在于A)使用含巯基或硫代酸盐有机化合物与可溶性金属盐以1∶1-10反应，用硫化铵或碱金属硫化物作为硫化剂，其中巯基有机化合物或硫代酸盐有机化合物中R的链长为C4-C40的直链、支链烷基或芳基，可溶性金属盐包括IVB、VB、VIB族除铬外的金属盐，B)在反应介质四氢呋喃，C1-C4脂肪醇、丙酮和这些溶剂单独或组合与水的混合介质存在下，且含巯基或硫代酸盐有机化合物与反应介质摩尔比为1∶500-10000。C)，在常温-120℃下反应2-48小时。4.如权利要求3所述的纳米微粒制备方法，其特征在于含巯基或硫代酸盐有机化合物中R的链长为C4-C18的直链、支链烷基或芳基。5.如权利要求3所述的纳米微粒制备方法，其特征在于可溶性金属盐为钛、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含硫有机化合物修饰金属二硫属化合物的纳米微粉，其特征在于是含巯基或硫代酸盐有机合物键合于金属二硫属化合物的纳米微粒，其中，巯基或硫代酸盐有机化合物含Ｃ↓［４］－Ｃ↓［４０］的直链、支链烷基或芳基，金属二硫属化合物包括除铬元素外的ⅣＢ、ⅤＢ、ⅥＢ族金属元素，并且含巯基或硫代酸盐有机化合物的碳氢链在其修饰金属二硫属化合物纳米微粒中所占的重量百分比为５％－８０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛群基，张治军，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]