[发明专利]一种2D MOFs纳米片基润滑剂的制备方法

说明书

本发明为一种2D MOFs纳米片基润滑剂的制备方法，包括以下步骤：通过液‑液界面合成法制备2D MOFs纳米片；利用研磨，搅拌或超声分散法制备2D MOFs纳米片基润滑剂。本发明克服了2D无机纳米材料在润滑剂中因为存在的先天分散性和稳定性不足难以实现工业应用，由有机化合物和金属离子或金属簇组成的2D MOFs具有天然的有机界面组成，同时具有2D无机纳米材料层间弱的分子力作用，能够不改性情况下实现分子尺寸的高度分散和稳定，同时具备减磨和抗磨功效。本发明采用的液/液界面为去离子水/基础油界面制备2D MOFs，合成条件简单、易操作、成本低和质量可控。

技术领域

本发明涉及纳米材料的制备技术领域，特别是涉及一种2D MOFs纳米片基润滑剂的制备方法。

背景技术

据统计，全球每年约三分之一到二分之一的能源被消耗于各种形式的摩擦磨损过程 中，润滑技术是解决这一问题的最有效方法之一。二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)作为 润滑油抗磨添加剂因含有有害元素而不再被允许大量使用和添加，因此必须寻找能够代 替它的绿色润滑油添加剂。随着石墨烯研究的快速发展，其他类石墨烯结构的2D纳米 片状材料如氮化硼、氧化石墨以及过度金属硫化物等也越来越受到关注[Chen Z,Liu XW, LiuYH,et al.Scientific Reports,2015,5:1-7.Kumari S,Sharma OP,Gusain R,et al.ACSApplied MaterialsInterfaces,2015,7:3708-3716.]。这些材料具有优异的层间剪切性，结构的长程有序性和超薄等性质而成为优良的润滑剂添加剂的候选之一。如Liang等人 原位剥离的石墨烯能改善去离子水的摩擦学性能，即与去离子水相比摩擦系数和磨痕直 径分别降低了81.3％和61.8％[Liang SS,Shen ZG,Yi M,et al.Carbon,2016,96: 1181-1190]。但由于2D无机纳米片(石墨烯，氮化硼等)聚集或沉积以及与有机分子 的天然不良界面问题严重阻碍了其在润滑剂中的实际应用，即便是通过表面有机改性， 但仍然不能透明长期存在于润滑剂中，同时造成改性不可控和难以规模化，无法满足润 滑剂对于添加剂稳定性和分散性的实际需要。如Chouhan等人制备的3,5-二叔丁基-4- 羟基苯甲醛官能化石墨烯不仅促进其在基础油中的分散性，还能改善基础油的减摩抗磨 性能，但难以实现3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲醛官能化石墨烯规模化生产和透明长期存在 于润滑剂中[Chouhan A,Mungse HP,Sharma OP,et al.Journal of colloid and interfacescience,2018,513:666-676]。因此，亟需一个无需改性就能长期稳定分散于润滑剂中的二维材料。

2D MOFs纳米片不仅具有2D纳米片的优良的物理和化学性质，还具有天然优良的有机界面必然会成为润滑剂添加剂的候选之一。目前制备2D MOFs纳米片的方法主要 包括：“自下而上”以及“自上而下”的方法。采用“自上而下”的方法制备2D MOFs纳米片 无法避免制备过程复杂，条件苛刻，产量低等局限。如Peng Y,Li YS,Ban YJ,et al.Angewandte Chemie-International Edition,2017,56:9757-9761。采用“自下而上”的方法制 备2D MOFs纳米片无法避免成本高，环境污染等问题。如Bai WS,Li SJ,Ma JP,et al.Journal of Materials Chemistry A,2019,7:9086-9098。

发明内容

本发明的目的在于提供一种2D MOFs纳米片基润滑剂的制备方法。

实现本发明目的提供本发明包括以下步骤：