本技術(shù)涉及潤滑劑，尤其涉及一種含金屬硫化物量子點的納米流體及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、全球能源消耗持續(xù)保持快速發(fā)展態(tài)勢，機(jī)械系統(tǒng)中1/3-1/2的能量浪費(fèi)在各種形式的摩擦上，摩擦也造成嚴(yán)重的表面腐蝕和環(huán)境污染。但是，工業(yè)上使用的對抗磨損的方法有材料的表面強(qiáng)化，即在材料表面進(jìn)行噴涂、堆焊、表面沉積等，這些方法無疑是耗時耗力，成本也比較大，而且在工業(yè)零部件的縫隙中很難進(jìn)行以上操作。所以，尋找一種使用簡便，抗磨損能力強(qiáng)以及節(jié)約成本的方法迫在眉睫。潤滑油的開發(fā)給了解決此類問題的曙光。液體潤滑劑通過防止金屬與金屬接觸的滑動界面以及通過在摩擦表面上形成低剪切、高耐久性的流體動力學(xué)和/或彈性流體動力學(xué)潤滑膜減小摩擦。然而，當(dāng)機(jī)械系統(tǒng)處于啟停的階段和/或在各種極端條件下時，潤滑膜不穩(wěn)定甚至被破壞，導(dǎo)致摩擦表面的直接接觸，從而產(chǎn)生邊界潤滑和混合潤滑狀態(tài)，在這些狀態(tài)下容易產(chǎn)生嚴(yán)重的摩擦和磨損。潤滑劑中的添加劑能夠在這些狀態(tài)下的摩擦表面上形成高度保護(hù)性的邊界膜，其中添加劑的性能極大地影響潤滑劑的摩擦學(xué)性能。

2、雖然潤滑油添加劑表現(xiàn)出優(yōu)異的減抗磨性能，但時常因為分散穩(wěn)定性而影響其的使用和性能。鑒于此，國內(nèi)外研究人員進(jìn)行了非常多的研究，但是大多都是通過對添加的納米粒子進(jìn)行表面改性，即接枝上特性官能團(tuán)以達(dá)到增強(qiáng)分散穩(wěn)定性的效果，然而，其增強(qiáng)分散穩(wěn)定性效果并不太明顯。納米流體作為近幾年的熱點研究話題而備受關(guān)注，納米流體是在基礎(chǔ)流體中的穩(wěn)定懸浮液，具有良好的物理化學(xué)性質(zhì)和流動性，其中顯著的特點是良好的分散穩(wěn)定性。因此，將其用作潤滑油添加劑能夠最大程度上改善傳統(tǒng)潤滑油添加劑低分散穩(wěn)定性的問題。納米流體的制備可分為物理法和化學(xué)法，其中物理法就是使用表面活性劑提高納米顆粒在基礎(chǔ)流體中的穩(wěn)定性，然后使用超聲波振蕩、磁力攪拌器、高剪切混合、攪拌器將其充分超聲混合，制備成納米流體。雖然這種方法制備的納米流體比傳統(tǒng)潤滑油添加劑的分散穩(wěn)定性改善很多，但是依舊會發(fā)生沉降現(xiàn)象。化學(xué)法就是將納米粒子進(jìn)行化學(xué)結(jié)合包覆，再進(jìn)行分散，能大幅增加其的分散穩(wěn)定性。雖然通過該方法制備的納米流體分散穩(wěn)定性良好，但是其工序復(fù)雜，純化比較困難，而且制備成本太高。通過了解，這一問題國內(nèi)外的研究并不多，說明了該問題有研究的必要性。

3、cn115637188b公開了一種納米流體潤滑液,其特征在于，按照質(zhì)量百分比計算，包括0.01～0.15wt％的超分子凝膠因子、0.72～1.08wt％的助溶劑、0.02～0.5wt％的修飾納米材料及98.75～99.25wt％的基礎(chǔ)油；所述超分子凝膠因子為十二烷基硫酸鈉；所述助溶劑包括油酸、亞油酸、亞麻酸、棕櫚油酸中的一種或幾種；所述修飾納米材料包括納米材料以及用于修飾納米材料的表面修飾物；所述納米材料包括金屬、金屬氧化物、硫化物、氮化物、聚合物、陶瓷基、稀土基、碳基納米材料中的任意一種或幾種；所述表面修飾物為飽和或單不飽和的烷基長鏈；所述表面修飾物的碳鏈長度與超分子凝膠因子單支碳鏈長度相差6個碳原子以內(nèi)。其本質(zhì)上還是使用表面活性劑對納米材料進(jìn)行改性修飾，以達(dá)到高分散的效果，并且該納米流體的制備過程較為復(fù)雜。

4、針對這些不足，我們考慮將離子液體體系引入納米流體的制備過程中。離子液體是近幾年研究的熱門話題，有非常高的穩(wěn)定性，并且可調(diào)控性強(qiáng)，離子液體的分子結(jié)構(gòu)可以通過設(shè)計來進(jìn)行定制，從而實現(xiàn)對其物理性質(zhì)和應(yīng)用性能的調(diào)控。因此我們可以設(shè)計一種與納米粒子之間具有強(qiáng)結(jié)合作用力的離子液體，通過化學(xué)反應(yīng)將納米粒子結(jié)合進(jìn)溶液體系中來制備納米流體，很大程度上解決納米粒子添加進(jìn)潤滑油中的分散穩(wěn)定性問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種含金屬硫化物量子點的納米流體及其制備方法和應(yīng)用，用以解決背景技術(shù)中提到的上述問題。

2、本技術(shù)提供一種含金屬硫化物量子點的納米流體，以離子液體為反應(yīng)溶劑原位生成金屬硫化物量子點納米流體，納米流體由離子液體和金屬硫化物量子點組成，金屬硫化物量子點溶于離子液體中。

3、可選的，離子液體的結(jié)構(gòu)通式為a+b-，其中a+為乙醇胺陽離子，b-為脂肪酸陰離子。

4、可選的，脂肪酸陰離子包括長鏈飽和或不飽和脂肪酸陰離子，脂肪酸陰離子的碳數(shù)為10～18，不飽和脂肪酸陰離子的不飽和雙鍵的數(shù)量為1～3。

5、可選的，脂肪酸陰離子為油酸陰離子、亞油酸陰離子、癸酸陰離子、十二酸陰離子、十四酸陰離子、十六酸陰離子、十八酸陰離子中的任一項。

6、可選的，乙醇胺陽離子來自乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的任一項。

7、一種含金屬硫化物量子點的納米流體的制備方法，用于制備上述的含金屬硫化物量子點的納米流體，該制備方法包括如下步驟：

8、(1)離子液體制備：將離子液體中的乙醇胺陽離子、脂肪酸陰離子按摩爾比為1：1的比例稱量，在常溫下攪拌2-12h，得到離子液體，作為反應(yīng)溶劑備用；

9、(2)取金屬源和硫源：稱取合成金屬硫化物量子點的金屬源和硫源，金屬源與硫源的摩爾比為1：4，金屬源與離子液體的重量比為0.0068-0.027：1；

10、(3)納米流體粗品制備：將離子液體、金屬源和硫源加入高壓反應(yīng)釜中，且保證高壓反應(yīng)釜密閉環(huán)境，反應(yīng)，自然冷卻至室溫，得到含金屬硫化物量子點的納米流體粗品；

11、(4)純化：將含金屬硫化物量子點的納米流體粗品溶于有機(jī)溶劑中，一次過濾，得到透明溶液，向透明溶液中加入干燥劑，5-10min后，二次過濾，再將干燥后的透明溶液在35-60℃下用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去有機(jī)溶劑，最后通過油泵進(jìn)一步抽干，得到粘稠狀流體，即為含金屬硫化物量子點的納米流體。

12、可選的，硫源選自硫脲、硫代乙酰胺、半胱氨酸、硫氰化鉀中的任一種。

13、可選的，金屬源選自fe、co、ni、cu、mo、zn中的任一種。

14、可選的，有機(jī)溶劑選自石油醚、乙酸乙酯、乙醚、乙腈、乙醇、丙酮、二氯甲烷中的一種或多種。

15、一種含金屬硫化物量子點的納米流體的應(yīng)用，該含金屬硫化物量子點的納米流體為上述的含金屬硫化物量子點的納米流體，或利用上述的制備方法制備得到的含金屬硫化物量子點的納米流體，該含金屬硫化物量子點的納米流體作為潤滑材料的應(yīng)用。

16、本技術(shù)提供的含金屬硫化物量子點的納米流體及其制備方法和應(yīng)用，實現(xiàn)了含金屬硫化物量子點的納米流體的制備，相比于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下有益效果：

17、(1)本技術(shù)提供的納米流體由離子液體和金屬硫化物量子點組成，且納米流體是以離子液體為反應(yīng)溶劑，通過溶劑熱法一步反應(yīng)，原位生成含金屬硫化物量子點納米流體，克服了傳統(tǒng)納米流體制備的工序復(fù)雜問題。同時，通過一步反應(yīng)生成納米流體的過程中，使得離子液體與金屬硫化物量子點之間產(chǎn)生化學(xué)鍵的結(jié)合，將金屬硫化物量子點引入離子液體分子結(jié)構(gòu)中，使得金屬硫化物量子點溶于離子液體中，形成均質(zhì)納米流體。本技術(shù)通過溶劑熱法一步反應(yīng)，得到納米流體，很大程度上解決了納米粒子分散在離子液體中的穩(wěn)定性差的問題。

18、(2)通過離子液體和金屬硫化物量子點的結(jié)合作為切入點，將乙醇胺與脂肪酸通過路易斯酸堿配位作用形成離子液體。然后以離子液體作為反應(yīng)溶劑，加入金屬源和硫源，通過溶劑熱法一步反應(yīng)，原位生成含金屬硫化物量子點的納米流體。反應(yīng)過程中，離子液體與金屬硫化物量子點之間產(chǎn)生化學(xué)鍵的結(jié)合，將金屬硫化物量子點結(jié)合入離子液體分子結(jié)構(gòu)中，形成均質(zhì)納米流體。

19、(4)本技術(shù)提供的含有金屬硫化物量子點的納米流體具有優(yōu)異的減磨抗磨性能，且制備方法簡單，成本低，性能優(yōu)異。