一种油溶性离子液体-碳点低共熔物的制备方法及其应用

    专利查询2025-12-15  2


    本发明涉及添加剂,尤其涉及一种油溶性离子液体-碳点低共熔物的制备方法及其应用。


    背景技术:

    1、随着工业技术的持续进步,摩擦和磨损导致的材料及能源损失在发达国家的国民经济中约占3%。在技术维护相对落后的发展中国家,这一比例可能更高。因此,现代工业技术和科学研究高度关注先进润滑材料的研发。近年来,离子液体因其在先进润滑材料方面的巨大潜力,已在科研和工业界获得广泛研究兴趣。与传统润滑材料相比,离子液体作为一种新型润滑材料,具有不易挥发、不可燃和高热稳定性等特性。然而,离子液体在非极性润滑油中的溶解度极低,这很大程度上限制了其应用。除此之外,低熔点离子液体凭借着宽液程而展示出了更大应用潜力,适用于更广泛的工业场景。

    2、碳点(cds)是一种无毒且具有生物相容性的纳米材料,由直径不超过10 nm的碳基材料颗粒构成。最近,碳点被研究作为极性基础油中的润滑添加剂,并展现出卓越的承载力、抗磨性和界面修复能力。相较于现有润滑添加剂,碳点显现出极高的润滑效率,即使在低至0.01 wt.%的浓度下依旧能发挥出优异的摩擦学性能。然而,在非极性基础油中,碳点的分散稳定性仍然是一个挑战。这主要是由于碳点的固体特性使其在溶剂化力较弱的体系中容易发生团聚和析出。

    3、低共熔溶剂(dess)是由两种固体混合后导致组分晶格能降低而形成的液体。它们的发现在一定程度上拓宽了材料的应用范围和功能性。

    4、因此,本发明期望结合离子液体与碳点合成一种新的低共熔物,以复配两种材料的优势。


    技术实现思路

    1、本发明所要解决的技术问题是提供一种方法简单、易于实施的油溶性离子液体-碳点低共熔物的制备方法。

    2、本发明所要解决的另一个技术问题是提供该油溶性离子液体-碳点低共熔物的应用。

    3、为解决上述问题,本发明所述的一种油溶性离子液体-碳点低共熔物的制备方法,包括以下步骤:

    4、⑴制备离子液体:

    5、在过量无水乙醇中先加入正丁胺再滴入磷酸二异辛酯,或者先加入正辛胺再滴入棕榈酸;然后在室温下将所得溶液快速搅拌12小时,经旋转蒸发去除乙醇,于70℃真空干燥12小时,即得室温下呈固态的离子液体磷酸二异辛酯正丁铵([n4hhh][dehp])或棕榈酸正辛铵([n8hhh][pa]);

    6、⑵制备碳点:

    7、在带有磁力搅拌和回流装置的容器中加入十二胺、无水alcl3和邻二氯苯,然后在油浴锅中加热到140℃热解48 h,停止反应后,即得混合物;所述混合物自然冷却至室温后,先浓缩以除去部分溶剂,再分两步过硅胶柱,最后旋蒸除去乙醇,所得固体产物于70℃真空干燥12小时,即得碳点(cds);

    8、⑶制备离子液体-碳点低共熔物:

    9、在所述离子液体中加入3 wt.%~10 wt.%的所述碳点,然后加入过量无水乙醇,经超声溶解后旋蒸除去乙醇,并于70℃真空干燥12小时,即得相应的离子液体-碳点低共熔物(il-cd dess)。

    10、所述步骤⑴中正丁胺与磷酸二异辛酯的摩尔比为1:1,正辛胺与棕榈酸的摩尔比为1:1。

    11、所述步骤⑵中十二胺与无水alcl3的质量比为1.4~1.6:1;十二胺与邻二氯苯的质量体积比为1:5~6。

    12、如上所述的任一项方法制备的一种油溶性离子液体-碳点低共熔物。

    13、如上所述的一种油溶性离子液体-碳点低共熔物的应用,其特征在于:该油溶性离子液体-碳点低共熔物作为添加剂应用在润滑油中。

    14、本发明与现有技术相比具有以下优点:

    15、1、本发明所述离子液体-碳点低共熔物的结构新颖、制备方法简单,且不含卤素、硫等活性元素,不会对轴承等运动部件造成腐蚀。

    16、2、本发明所述离子液体-碳点低共熔物能改善离子液体和碳点的油溶性和流动性,作为润滑油添加剂具有良好油溶性和室温流动性,且减摩抗磨、极压性能优异。

    17、3、本发明不仅拓宽了离子液体的液态范围,增强了它们的适用性,而且改善了碳点在基础油中的分散性。此外,当作为非极性基础油添加剂使用时,离子液体-碳点低共熔物在油溶性和润滑性方面表现出显著的协同效应,预期将推动离子液体和碳点及其低共熔物作为润滑油添加剂在润滑工程领域的广泛应用。



    技术特征:

    1.一种油溶性离子液体-碳点低共熔物的制备方法,包括以下步骤:

    2.如权利要求1所述的一种油溶性离子液体-碳点低共熔物的制备方法,其特征在于:所述步骤⑴中正丁胺与磷酸二异辛酯的摩尔比为1:1,正辛胺与棕榈酸的摩尔比为1:1。

    3.如权利要求1所述的一种油溶性离子液体-碳点低共熔物的制备方法,其特征在于:所述步骤⑵中十二胺与无水alcl3的质量比为1.4~1.6:1;十二胺与邻二氯苯的质量体积比为1:5~6。

    4.如权利要求1~3所述的任一项方法制备的一种油溶性离子液体-碳点低共熔物。

    5.如权利要求4所述的一种油溶性离子液体-碳点低共熔物的应用,其特征在于:该油溶性离子液体-碳点低共熔物作为添加剂应用在润滑油中。


    技术总结
    本发明涉及一种油溶性离子液体‑碳点低共熔物的制备方法,包括以下步骤:⑴制备离子液体:在过量无水乙醇中先加入正丁胺再滴入磷酸二异辛酯,或者先加入正辛胺再滴入棕榈酸;然后在室温下将所得溶液快速搅拌12小时,经旋转蒸发、真空干燥,即得室温下呈固态的离子液体磷酸二异辛酯正丁铵或棕榈酸正辛铵;⑵制备碳点:十二胺、无水AlCl<subgt;3</subgt;和邻二氯苯油浴热解,即得碳点;⑶制备离子液体‑碳点低共熔物:在离子液体中加入3 wt.%~10 wt.%的碳点,然后加入过量无水乙醇,经超声溶解、真空干燥,即得相应的离子液体‑碳点低共熔物。同时,本发明还公开了该离子液体‑碳点低共熔物的应用。本发明制备方法简单,作为润滑油添加剂具有良好油溶性和室温流动性。

    技术研发人员:张松伟,胡丽天,方洪岭,李毅,刘磊,张轶胜,秦宝锋
    受保护的技术使用者:中国科学院兰州化学物理研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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