[发明专利]一种通过提高片层弯曲率增强片状纳米二硫化钼润滑性能的方法

说明书

一种通过提高片层弯曲率增强片状纳米二硫化钼润滑性能的方法，涉及二硫化钼润滑剂制备技术领域。在利用钼酸钠与硫化钠反应制备二硫化钼的过程中添加N,N‑二甲基乙酰胺作为诱导剂，以提高制备纳米二硫化钼的片层弯曲比率，进而实现增强二硫化钼的润滑性能。与不加N,N‑二甲基乙酰胺产物相比，产物中多数纳米二硫化钼片层出现了明显的弯曲，在聚ɑ‑烯烃基础油具有更好的润滑性能，摩擦系数可下降近10％，磨损量下降17％。本发明提供的方法简单可行，易于控制，产物中纳米二硫化钼片层弯曲比率高，润滑性能好，可以用作高性能润滑剂。

技术领域

本发明涉及二硫化钼润滑剂制备技术领域，具体是涉及一种通过提高片层弯曲率增强片状纳米二硫化钼润滑性能的方法。

背景技术

二硫化钼(MoS₂)是一种典型的层状化合物，具有优良的润滑性能与催化性能，是常用的固体润滑剂与催化剂。MoS₂微粒具有多种形态，其中片状是最常见的一种形态，它是天然辉钼矿的组成成分。片状结构的MoS₂微粒的性能与片状大小息息相关，领域不同对MoS₂层片的尺寸要求不同。在润滑剂方面，一般需要尺寸更小的片状MoS₂微粒，特别是尺寸达到纳米级后，MoS₂的润滑性能上升显著。因此片状MoS₂纳米微粒的制备一直是润滑剂领域的研究热点之一。

通常结晶良好的三维片状MoS₂长宽尺度只有几个到几十个纳米(《摩擦学学报》2004,24(1):33-37)，此时MoS₂分子层一般呈非弯曲形式平行排列成多层板式结构(Applied Surface Science,2010,256:2517-2523)，因此片状MoS₂纳米微粒很少出现明显的弯曲。

如果MoS₂纳米片中片状微粒多数出现明显的弯曲，可能会对其性能产生影响。例如通过锂插层工艺处理后，可以在厚度10nm二维纳米MoS₂薄片(长宽尺度在几微米左右)表面生成褶皱(专利CN202111215964.4)，这种褶皱在催化长链脂肪酸加氢脱氧为烷烃方面存在潜在的应用。但是，制备这种弯曲纳米片的锂插层工艺相对复杂。

发明内容

本发明通过一种简单的方法，在合成三维MoS₂纳米片过程中通过简单地添加诱导剂N,N-二甲基乙酰胺的方法，可使产物中多数MoS₂纳米片出现弯曲，从而增强MoS₂在PAO基础油中的润滑性能。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种通过提高片层弯曲率增强片状纳米二硫化钼润滑性能的方法，主要是在利用钼酸钠与硫化钠反应制备二硫化钼的过程中添加N,N-二甲基乙酰胺作为诱导剂，以提高制备纳米二硫化钼的片层弯曲比率，进而实现增强二硫化钼的润滑性能。

作为本发明的优选技术方案，制备二硫化钼的反应过程具体步骤为：将钼酸钠与硫化钠同时溶解在一定量的水中，添加一定量的N,N-二甲基乙酰胺，在搅拌下加入盐酸使pH值小于2，钼酸钠与硫化钠反应产生沉淀，经过滤、洗涤、干燥与在保护气氛中于高于400℃下煅烧后获得多数微粒呈弯曲的片状MoS₂纳米微粒。

作为本发明的优选技术方案，按以下配比进行操作：

钼酸钠与硫化钠的质量比为1：2～10；

钼酸钠与诱导剂N,N-二甲基乙酰胺的质量比为1：0.1～10；

钼酸钠与水的质量比为1：10～2000。

作为本发明的优选技术方案，调节pH值小于2后钼酸钠与硫化钠反应时间为5～30分钟，反应温度为10～90℃。

作为本发明的优选技术方案，制备产物在保护气氛中于400～600℃下煅烧1～5小时。