【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及石墨材料，具體為軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯的制備方法及應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、據(jù)估計(jì)，汽車使用的燃料中有近三分之一是用來克服摩擦的，而磨損則限制了部件的壽命和可靠性。降低摩擦力會(huì)對(duì)能源安全、節(jié)能和環(huán)境效益產(chǎn)生重大影響。對(duì)于汽車工業(yè)中廣泛使用的大多數(shù)材料，減少摩擦和磨損的傳統(tǒng)方法是油基潤(rùn)滑。但這種做法正日益引起人們的關(guān)注，主要是因?yàn)閺U油對(duì)環(huán)境的影響，因此需要通過引入一些添加劑來提高油基潤(rùn)滑劑的耐用性，并且液體的粘度也限制了最終實(shí)現(xiàn)的低摩擦力。在這種情況下，石墨烯等二維材料作為固體潤(rùn)滑劑的應(yīng)用前景十分廣闊。
2、然而，石墨烯實(shí)現(xiàn)超潤(rùn)滑的條件比較苛刻，不僅需要比較規(guī)則的結(jié)構(gòu)，還需要特殊的預(yù)處理工藝，因此難以大規(guī)模應(yīng)用。李津津等人在高達(dá)700兆帕的壓力下實(shí)現(xiàn)了硅探針與石墨之間的超潤(rùn)滑。易明等人利用石墨烯包覆的金剛石納米顆粒在干燥氮?dú)鈼l件下實(shí)現(xiàn)了超潤(rùn)滑。李盼盼等人通過在氮?dú)猸h(huán)境下預(yù)研磨工程鋼基體上的微凸來實(shí)現(xiàn)超潤(rùn)滑。李瑞研等人在真空條件下通過氫增強(qiáng)無定形碳合成石墨烯實(shí)現(xiàn)了超潤(rùn)滑。因此，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能改性實(shí)現(xiàn)石墨烯基涂層更好的耐磨性能是促進(jìn)其大規(guī)模應(yīng)用的有效途徑之一。氧化石墨烯是石墨烯氧化的產(chǎn)物，雖然與石墨烯相比，氧化石墨烯的耐磨性有所提高，但其涂層在長(zhǎng)期應(yīng)用中的穩(wěn)定性仍然較差，研究發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步的功能改性可以獲得較好的摩擦磨損性能。多面體低聚倍半硅氧烷是由交替的硅氧鍵連接組成的籠狀結(jié)構(gòu)，側(cè)基的多樣性為基于多面體低聚倍半硅氧烷的微結(jié)構(gòu)提供了更多的可能性。
3、以往的研究?jī)H限于對(duì)單個(gè)氧化石墨烯納米片
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯的制備方法，本申請(qǐng)選擇含有八個(gè)氨基的八氨苯基多面體低聚倍半硅氧烷對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行功能性改性，將層狀納米片組裝成具有特殊結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)的三維軟梯狀結(jié)構(gòu)，以提高其耐磨性。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：
3、一種軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯的制備方法，包括：
4、s1：向四氫呋喃中加入氧化石墨烯粉末和八氨苯基多面體低聚倍半硅氧烷，再加入催化劑后，進(jìn)行超聲處理，得混合物；
5、s2：將混合物加熱并攪拌進(jìn)行反應(yīng)，溫度控制在48～52℃；
6、s3：反應(yīng)結(jié)束后，將生成物經(jīng)過離心、洗滌、烘干即可得到成品。
7、進(jìn)一步的，步驟s1中，將200ml四氫呋喃加入三頸燒瓶中，再加入0.5g的氧化石墨烯粉末和2.0g八氨苯基多面體低聚倍半硅氧烷，催化劑的添加量為1.0g。
8、進(jìn)一步的，所述催化劑為1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽。
9、進(jìn)一步的，步驟s1中超聲處理的時(shí)間為1h。
10、進(jìn)一步的，步驟s2中攪拌反應(yīng)的時(shí)間為45～50h，溫度控制在50℃。
11、進(jìn)一步的，步驟s3中，反應(yīng)結(jié)束后，將生成物在10000rpm條件下離心5min，得沉淀；將沉淀先后用四氫呋喃和乙醇洗滌三次后，在48～52℃真空烘箱中干燥10～12h，即得軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯。
12、上述任一項(xiàng)所述的軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯作為涂層的應(yīng)用，具體操作如下：
13、將硅片依次在去離子水和乙醇中分別超聲5min，然后在氮?dú)庵懈稍?，得干燥硅片；?0ml乙醇中加入軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯，得分散液；在0.2mpa的干燥純氮?dú)鈼l件下，將分散液均勻地噴灑到干燥硅片上；噴灑完畢后，在70～80℃下真空干燥1h。
14、進(jìn)一步的，分散液中軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯的質(zhì)量濃度為1g/l。
15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下有益效果：
16、本專利技術(shù)提供了一種三維軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯的合成方法，實(shí)現(xiàn)了一維納米材料與二維納米材料的結(jié)構(gòu)化改性，制備得到了一種摩擦系數(shù)低、使用壽命長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)化氧化石墨烯。
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1.一種軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟S1中，向200ml四氫呋喃中加入0.5g的氧化石墨烯粉末和2.0g八氨苯基多面體低聚倍半硅氧烷，催化劑的添加量為1.0g。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯的制備方法，其特征在于，所述催化劑為1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟S1中超聲處理的時(shí)間為1h。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟S2中攪拌反應(yīng)的時(shí)間為45～50h，溫度控制在50℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟S3中，反應(yīng)結(jié)束后，將生成物在10000rpm條件下離心5min，得沉淀；將沉淀先后用四氫呋喃和乙醇洗滌三次后，在45～50℃真空烘箱
7.權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯作為涂層的應(yīng)用，其特征在于，具體操作如下：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯的應(yīng)用，其特征在于，分散液中軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯的質(zhì)量濃度為1g/L。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟s1中，向200ml四氫呋喃中加入0.5g的氧化石墨烯粉末和2.0g八氨苯基多面體低聚倍半硅氧烷，催化劑的添加量為1.0g。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯的制備方法，其特征在于，所述催化劑為1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟s1中超聲處理的時(shí)間為1h。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種軟梯狀聚倍半硅氧烷功能化氧化石...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：袁瑞，涂暢，袁靜，陳磊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：青海大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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