【摘 要】
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新型氧化氮化碳（O-g-C3N4）具有和氧化石墨烯类似的少层片状结构,因其独特的二维层状纳米结构,表层丰富的含氧官能团,被广泛应用于摩擦与润滑领域,同时也是当前纳米摩擦领域的理想材料。但是单一O-g-C3N4在实际应用中还存在很多弊端,为进一步提升O-g-C3N4的摩擦学性能,开发设计高性能O-g-C3N4复合润滑剂具有重要的理论和实际意义。据此,本研究将氧化氮化碳与零维铜纳米粒子（CuNPs）、
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新型氧化氮化碳（O-g-C3N4）具有和氧化石墨烯类似的少层片状结构,因其独特的二维层状纳米结构,表层丰富的含氧官能团,被广泛应用于摩擦与润滑领域,同时也是当前纳米摩擦领域的理想材料。但是单一O-g-C3N4在实际应用中还存在很多弊端,为进一步提升O-g-C3N4的摩擦学性能,开发设计高性能O-g-C3N4复合润滑剂具有重要的理论和实际意义。据此,本研究将氧化氮化碳与零维铜纳米粒子（CuNPs）、二维片状二硫化钼（MoS2）、二维氧化石墨烯（GO）等纳米材料复合构筑氧化氮化碳基复合材料,提高氧化氮化碳的摩擦学性能。该研究为制备具有良好润滑性能的O-g-C3N4基纳米复合材料提供了思路。其主要研究内容如下:（1）通过热氧化法将三聚氰胺在马弗炉中三次煅烧制备出O-g-C3N4。用聚多巴胺（PDA）修饰O-g-C3N4,以乙酸铜（Cu（CH3COO）2·H2O）和次亚磷酸钠（Na H2PO2·H2O）为主要原材料,用水热还原法直接实现了零维与二维纳米结构的有效构筑,使尺寸约为5-10 nm的CuNPs均匀的附着在聚多巴胺修饰的氧化氮化碳表面,制备出0D/2D结构的Cu/PDA/O-g-C3N4纳米复合材料。摩擦学性能检表明,PDA提供了大量的酚羟基与氨基与菜籽油中的羧基形成氢键,因此Cu/PDA/O-g-C3N4能够在基础油中长期稳定分散并能较大地提高基础油的润滑性,而CuNPs在摩擦过程中又能在片状纳米材料中充当滚珠的作用,因此Cu/PDA/O-g-C3N4抗磨减磨性能也比CuNPs,O-g-C3N4和Cu/O-g-C3N4等添加剂更优越。（2）将氧化氮化碳、钼酸钠和半胱氨酸作为原料,采用一步水热法制备出2D/2D结构的MoS2/O-g-C3N4纳米复合材料,对其进行了一系列的表征。MoS2/O-g-C3N4微观形貌表明片状二硫化钼覆盖在氧化氮化碳表面,纳米片表面保持平坦。摩擦学性能测试表明,MoS2/O-g-C3N4纳米复合材料能够在基础油中长期稳定分散并能提高基础油的摩擦性能,这种二维层状材料的复合进一步阻碍了两个金属摩擦面的直接接触,比O-g-C3N4纳米材料及片状MoS2纳米材料具有更好的减摩抗磨性能。（3）用PDA修饰MoS2/O-g-C3N4,以Cu（CH3COO）2·H2O和Na H2PO2·H2O为原材料,通过水热还原法将CuNPs均匀附着在MoS2/O-g-C3N4表面制备出了0D/2D/2D的多尺度Cu/MoS2/O-g-C3N4（为方便书写省略PDA）,CuNPs尺寸约为5-10 nm。摩擦学性能测试表明,由于CuNPs在摩擦过程中又能在片状纳米材料中充当滚珠的作用,因此Cu/MoS2/O-g-C3N4纳米复合材料作为添加剂能够显著提高基础油的摩擦性能,比MoS2/O-g-C3N4纳米材料具有更好的减摩抗磨性能。（4）将GO与O-g-C3N4在范德华力作用下杂化得到GO/O-g-C3N4,用PDA修饰GO/O-g-C3N4,以Cu（CH3COO）2·H2O和Na H2PO2·H2O为原材料,通过水热还原法将CuNPs均匀附着在GO/O-g-C3N4表面制备出了0D/2D/2D的多尺度Cu/GO/O-g-C3N4（为方便书写省略PDA）,CuNPs尺寸约为5-10 nm。摩擦学性能测试表明,Cu/GO/O-g-C3N4纳米复合材料能在基础油中长期稳定分散并能提高基础油的摩擦性能,摩擦过程中,CuNPs、GO和O-g-C3N4三者之间的互相协作,导致Cu/GO/O-g-C3N4纳米复合材料拥有优秀的减摩抗磨性能。
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