[发明专利]一种利用废润滑脂制备二维材料的方法

说明书

本发明公开了一种利用废润滑脂制备二维材料的方法，本发明以废润滑脂为原料，先提取其中的不溶性固体颗粒，将不溶性固体颗粒经液相剥层强化、分离净化，即获得二维材料。本发明利用废润滑脂制备二维材料的方法简单易行，质量可控，变废为宝的再生成本低，产品的附加值高，具有实际推广应用价值，能产生比较明显的社会、经济及环境效益。

技术领域

本发明属于石油化工与环境保护技术领域，涉及一种利用废润滑脂制备二维材料的方法。

背景技术

当今工业生产过程中，润滑产品被广泛使用，工业化程度越高的国家，通常消耗的润滑产品就越多。目前中国作为全球最大的新兴经济体，正在全面加快工业化进程，其所消耗的润滑产品数量与日俱增，而这导致了大量废润滑油和废润滑脂的产生。我国在废润油处理及再生方面开展了不少研究，已开发了一些废润滑油处理及净化再生工艺。但我国在废润滑脂的研究还相对滞后，对废润滑脂的回收率也比较低，这并不能适应我国经济及环保发展的要求。如果不采用合适方法来处理或再生这些废润滑脂，将势必对生态环境造成严重危害，并造成巨大能源浪费。

二硫化钼锂基润滑脂、石墨锂基润滑脂，由脂肪酸锂皂稠化深度矿物油并加入一定量的二硫化钼、石墨等添加剂而制成的润滑脂，在矿山机械、冶金机械设备、机电设备、交通运输等高温、重负荷各种较大型机械设备的润滑中普遍使用，其工作温度在－20℃～120℃范围内的，加入特定的添加剂生产出的特种二硫化钼锂基润滑脂甚至可以耐受500℃、1000℃甚至1400℃的高温。其中加入的二硫化钼(MoS₂)是一种性能优异的润滑材料，其具有类似于石墨的层状结构，Mo-S 棱面比表面积大，层内通过很强的共价键相结合，而层间通过较弱的范德华力相结合。因此，二硫化钼层与层之间很容易剥离，且层间的抗剪切力很低，造就了其良好的润滑性能和效果。但是脂肪酸锂和润滑剂级二硫化钼、石墨的价格都十分昂贵，且目前尚没有适宜的回收方法，大部分的二硫化钼锂基润滑脂、石墨锂基润滑脂不能重复使用，有的企业甚至不作任何的处理而作废弃物倒掉，可能造成土壤的严重污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种利用废润滑脂制备二维材料的方法，该制备方法简单，质量可控，变废为宝的再生成本低，产品的附加值高，具有实际推广应用价值。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

以含M的废润滑脂为原料，所述M为二硫化钼、石墨中的至少一种；经剥层处理，获得含类石墨烯二硫化钼和/或石墨烯的二维材料。

优选的方案，以含M的废润滑脂为原料，先提取其中的不溶性固体颗粒，将不溶性固体颗粒经液相剥层强化、分离净化，获得含类石墨烯二硫化钼和/或石墨烯的二维材料。

进一步优选的方案，包括如下步骤：

步骤一、废润滑脂的预处理

采用有机溶剂对含M的废润滑脂为原料进行收集，获得废润滑脂收集液，经搅拌分散后进行第一次固液分离得到固体颗粒A，废润滑脂在废润滑脂收集液中的质量分数为5wt％～20wt％，

步骤二、液相剥层强化

将步骤一所得的固体颗粒A，置于pH≤7.5的水溶液中，在超声作用下进行液相剥层强化，得到固相悬浮液，所述超声频率为20kHz～200kHz，所述固体颗粒A在水溶液中的质量分数为0.5wt％～20wt％；

步骤三、净化

将步骤二所得的固体悬浮液进行第二次固液分离，得到固体颗粒B，洗涤、干燥获得含类石墨烯二硫化钼和/或石墨烯的二维材料。

优选的，步骤一中，所述有机溶剂为汽油、柴油、石油醚中的至少一种。

优选的，步骤一中，所述废润滑脂为废二硫化钼锂基润滑脂、废石墨锂基润滑脂、废二硫化钼-石墨锂基复合润滑脂中的一种。