[发明专利]一种类项链状MoS2

说明书

本发明属于功能纳米复合界面材料制备领域，特别涉及一种类项链状MoS₂/SnO₂/CNF多功能复合界面材料的制备方法。本发明包括原位形核复合制备MoS₂/SnO₂/CNF(二硫化钼/二氧化锡/碳纤维)功能材料的步骤。以丙酮为例，证明了该纳米复合材料对丙酮气体具有良好的响应性。该纳米复合材料同时具备良好的润滑减摩稳定性能，对PAO4基础油的润滑减摩性能提升非常显著，对5W30商用润滑油在负荷由100N增加至250N时，摩擦系数亦能明显降低。本发明技术方案制备原料易得，工艺简单，成本低廉，环境友好，适合大批量制备。既适用于气体探测、润滑减摩领域，同时也适用于两者交叉综合的润滑工况失效的分析预警。

技术领域

本发明属于功能纳米复合界面材料制备技术领域，特别涉及制备稳定的气敏传感及润滑减摩的MoS₂/SnO₂/CNF复合界面材料的方法。

背景技术

功能纳米复合界面材料领域利用不同材料化学成分之间各自性能优势、构成彼此结合的、能起传递与阈值控制作用的过渡区域，这些不同相之间的界面区域往往对材料的性能具有很大影响。纳米复合界面材料具有很多独特优异的性能，在浸润性、防腐蚀与防雾、抗结冰、气敏传感、润滑减摩、机械强度增强等等诸多领域都具有巨大的应用前景。

MoS₂/SnO₂/CNF功能复合界面材料的制备，通过利用CNF异相形核位点，结合水热法的高温高压特殊密闭环境，在CNF表面两步分别沉积SnO₂和MoS₂纳米材料。既保留了CNF一维线状特征又使得MoS₂和SnO₂纳米颗粒在其上较均匀地附着。从而为具备良好的气敏传感和润滑减摩性能奠定了微结构基础。同时，MoS₂/SnO₂/CNF复合材料具有丰富的SnO₂/CNF和MoS₂/SnO₂界面，使得该复合材料能够协同发挥各组分的性能优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种简便易行、具有较好气敏传感和润滑减摩性能 MoS₂/SnO₂/CNF复合材料的制备方法，解决了同类复合材料制备步骤繁杂，对仪器设备要求苛刻，生产成本高，性能稳定差等问题。通过两步水热法在CNF 表面先后制备了具有良好气敏性SnO₂及良好润滑减摩性能的MoS₂，获得的 MoS₂/SnO₂/CNF复合材料具备类项链状微结构和良好的气敏传感和润滑减摩性能。

实现本发明目的的技术方案是：一种类项链状MoS₂/SnO₂/CNF多功能复合界面材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

MoS₂/SnO₂/CNF复合材料的制备：将SnCl₂·2H₂O(二水合氯化亚锡)和 C₆H₅Na₃O₇·2H₂O(二水合柠檬酸三纳)，二者物质的量摩尔比为1：1.5至1：2.5，溶于体积比为1：1的去离子水和乙醇的混合溶液中，在磁力搅拌下形成均匀溶液；在上述溶液中加入一定量的CNF(碳纤维)，其中CNF与二水合氯化亚锡的物质的量摩尔比范围为0.3：1至0.6：1，搅拌均匀后，转移至水热反应釜，在160-200℃条件下反应8-12小时；经冷却洗涤干燥后，将中间产品再分散于去离子水溶液中，在持续搅拌条件下加入钼酸钠和硫脲，其中钼酸钠和硫脲这二者物质的量摩尔比为1：3至1：5，在160-200℃条件下反应8-12小时；反应完成后用去离子水和乙醇清洗，在60-90℃条件下干燥，从而完成类项链状 MoS₂/SnO₂/CNF多功能复合界面材料的制备。