【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于潤滑劑領域，具體涉及一種潤滑劑用部分氧化的ti3c2txmxene納米片及其制備方法與應用。
技術介紹
1、在高端制造業的精密機械領域，零部件的高效、穩定運轉高度依賴于低摩擦、高耐磨的材料。在微電子技術中，芯片內部微電路的構建與運行對極小空間內材料的摩擦特性提出了嚴苛要求。隨著微納器件尺寸的不斷縮小，表面效應和摩擦磨損問題日益嚴重，顯著影響其性能和壽命。然而，傳統的液體潤滑劑在面對這些新興領域的苛刻需求時，逐漸暴露出許多局限性。在高溫、高壓或高真空等極端環境下，傳統潤滑劑的性能會顯著下降，甚至完全失效；而在微納尺度下，傳統潤滑劑的分子尺寸相對較大，難以有效填充微小間隙，從而無法實現理想的潤滑效果。
2、二維材料在潤滑領域展現出了顯著優勢。早期的研究發現，二維層狀納米材料具有顯著的各向異性，使其在不同方向上展現不同的物理性能，便于在特定應用中進行精準調控；其高強度和高韌性確保了材料在復雜工況下的結構完整性；較大的比表面積賦予了其優異的表面活性和吸附能力；而層間弱范德華力和低剪切強度使得這些材料能夠在較小外力作用下發生層間滑移，展現出優良的潤滑減摩特性。因此，越來越多的研究者開始探索二維材料在潤滑領域的應用潛力。隨著研究的深入，石墨烯作為首個被發現的二維材料，率先被應用于高端潤滑劑配方中，顯著提升了潤滑性能。此后，過渡金屬硫族化合物、mxenes等新型二維材料相繼被引入潤滑劑的研發，推動了潤滑材料的創新與發展。目前，二維材料基潤滑劑已在汽車發動機、航空航天精密部件等領域得到廣泛關注，成為重要的研究方向。p>
3、mxenes是一類二維層狀過渡金屬碳化物、氮化物或碳氮化物，其化學式通常表示為mn+1xntx，其中m為早期過渡金屬元素(如ti、v、mo等)；x為碳或氮元素；n取值為1-3；t為表面官能團(如-oh、-f、-o等)，這些官能團在mxenes的制備過程中被引入。作為二維層狀材料中的新興成員，mxenes以其獨特的晶體結構和化學組成，為摩擦學研究開辟了新的方向。需要注意的是，mxenes片層在大氣條件下易發生氧化。雖然mxenes的自發氧化過程無法避免，但氧化后形成的mxene-tio2復合材料在傳感器和能源存儲等領域的應用引起了廣泛關注。目前部分氧化mxenes(o-mxenes)的研究已有一定進展，但在潤滑劑應用這一領域仍存在諸多空白和挑戰。
4、因此，研發一種基于部分氧化mxenes(o-mxenes)的潤滑劑，以進一步豐富潤滑劑種類以及提高潤滑劑的性能，具有重要的意義。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足，本專利技術提供一種潤滑劑用部分氧化的ti3c2txmxene納米片及其制備方法與應用。本專利技術方法能夠成功制備片層結構完整的部分氧化ti3c2txmxene納米片，制備方法簡單，納米片尺寸可控；所得部分氧化ti3c2txmxene納米片應用于潤滑劑具有良好的潤滑性能。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、一種潤滑劑用部分氧化的ti3c2txmxene納米片，所述納米片的厚度為1-20納米，橫向尺寸為0.2-15微米。
4、根據本專利技術優選的，納米片的厚度為1.2-10納米，橫向尺寸為1-10微米。
5、上述潤滑劑用部分氧化的ti3c2txmxene納米片的制備方法，包括步驟：
6、將lif粉末溶于hcl水溶液中，加入ti3alc2粉末，充分分散，經反應，離心洗滌得到ti3c2tx分散液；加入過氧化氫水溶液，經氧化處理得到潤滑劑用部分氧化的ti3c2txmxene納米片。
7、根據本專利技術優選的，hcl水溶液的濃度為8-10mol/l；lif粉末的質量和hcl水溶液的體積比為0.04-0.1g/ml。
8、根據本專利技術優選的，lif粉末和ti3alc2粉末的質量比為1.5-1.8:1。
9、根據本專利技術優選的，反應溫度為40-50℃，反應時間為16-30h，反應是在攪拌條件下進行。
10、根據本專利技術優選的，反應所得反應液使用去離子水進行離心洗滌，直至上清液的ph值達到6-7，收集上清液得到ti3c2tx分散液；離心轉速為6000-10000rpm。
11、根據本專利技術優選的，過氧化氫水溶液的濃度為2-5wt.％；過氧化氫水溶液和hcl水溶液的體積比為1:1000-1:1500。
12、根據本專利技術優選的，氧化處理的溫度為室溫，氧化處理是在攪拌條件下進行，攪拌速率控制在500-800rpm，攪拌時間為25-60min。
13、根據本專利技術優選的，氧化處理所得反應液經干燥得到潤滑劑用部分氧化的ti3c2txmxene納米片；干燥方法為真空干燥或冷凍干燥；真空干燥溫度為30-50℃，真空干燥時間為12-36小時。
14、上述潤滑劑用部分氧化的ti3c2txmxene納米片在潤滑劑中的應用。作為潤滑劑以有效降低摩擦阻力，提升摩擦系統的穩定性與耐久性。
15、本專利技術的技術特點及有益效果：
16、1.本專利技術方法首先將lif粉末溶解于hcl水溶液中，并將ti3alc2粉末充分分散于該溶液中，經過反應，能夠有效地促進ti3alc2的剝離與轉化。相較于未經過類似處理或其它處理方法的樣品，該方法得到的ti3c2tx納米片的質量和數量明顯提高。
17、2.本專利技術制備方法中經過離心和去離子水洗滌的方式，多次離心直至上清液ph值達到中性，能夠有效去除反應過程中產生的雜質，提升ti3c2tx納米片的純度，確保最終得到的o-mxene具有較好的性能和較高的穩定性。
18、3.本專利技術方法通過向ti3c2tx分散液中加入過氧化氫水溶液實現活性氧化，精準控制了ti3c2tx納米片的氧化過程。部分氧化后得到的特定活性的最終產物o-mxene具有更多的表面官能團，這為其在潤滑應用中的性能提升提供了保證，可滿足不同應用場景對產物活性的要求。
19、4.本專利技術制備的o-mxene納米片具有優異的潤滑性能。實驗證明，經過h2o2處理后得到的o-mxene納米片與原始的mxene相比，在摩擦系數、耐磨性等方面顯著改善，為其在潤滑應用中的性能提升提供了保證。
20、5.本專利技術方法各種條件作為一個整體，共同作用實現本專利技術的優異效果。本專利技術通過控制ti3c2tx分散液的制備步驟能夠調節前產物ti3c2tx納米片的尺寸和層數，實現其尺寸的可控性，提升納米片質量；同時使用h2o2氧化處理得到具備更加優異潤滑性能的o-mxene，易于在實驗室及生產中實現，具備良好的可重復性和推廣性。通過實驗測試得到的o-mxene摩擦系數低至0.01，證實本專利技術制備方法得到的o-mxene具有潤滑作用，在基于ti3c2tx的微納器件領域具有潛在的實際應用價值。
21、6.本專利技術制備方法中，需要嚴格控制過氧化氫的用量，若過氧化氫用量過高，會導致生成的o-mxene存在過多介孔，進一步過高會影響納米片的完整性，且使物質本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種潤滑劑用部分氧化的Ti3C2Tx?Mxene納米片，其特征在于，所述納米片的厚度為1-20納米，橫向尺寸為0.2-15微米。
2.根據權利要求1所述潤滑劑用部分氧化的Ti3C2Tx?Mxene納米片，其特征在于，納米片的厚度為1.2-10納米，橫向尺寸為1-10微米。
3.如權利要求1或2所述潤滑劑用部分氧化的Ti3C2Tx?Mxene納米片的制備方法，包括步驟：
4.根據權利要求3所述潤滑劑用部分氧化的Ti3C2Tx?Mxene納米片的制備方法，其特征在于，HCl水溶液的濃度為8-10mol/L；LiF粉末的質量和HCl水溶液的體積比為0.04-0.1g/mL。
5.根據權利要求3所述潤滑劑用部分氧化的Ti3C2Tx?Mxene納米片的制備方法，其特征在于，LiF粉末和Ti3AlC2粉末的質量比為1.5-1.8:1。
6.根據權利要求3所述潤滑劑用部分氧化的Ti3C2Tx?Mxene納米片的制備方法，其特征在于，反應溫度為40-50℃，反應時間為16-30h，反應是在攪拌條件下進行。
7.根據權利要
8.根據權利要求3所述潤滑劑用部分氧化的Ti3C2Tx?Mxene納米片的制備方法，其特征在于，過氧化氫水溶液的濃度為2-5wt.％；過氧化氫水溶液和HCl水溶液的體積比為1:1000-1:1500。
9.根據權利要求3所述潤滑劑用部分氧化的Ti3C2Tx?Mxene納米片的制備方法，其特征在于，氧化處理的溫度為室溫，氧化處理是在攪拌條件下進行，攪拌速率控制在500-800rpm，攪拌時間為25-60min。
10.如權利要求1或2所述潤滑劑用部分氧化的Ti3C2TxMxene納米片在潤滑劑中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種潤滑劑用部分氧化的ti3c2tx?mxene納米片，其特征在于，所述納米片的厚度為1-20納米，橫向尺寸為0.2-15微米。
2.根據權利要求1所述潤滑劑用部分氧化的ti3c2tx?mxene納米片，其特征在于，納米片的厚度為1.2-10納米，橫向尺寸為1-10微米。
3.如權利要求1或2所述潤滑劑用部分氧化的ti3c2tx?mxene納米片的制備方法，包括步驟：
4.根據權利要求3所述潤滑劑用部分氧化的ti3c2tx?mxene納米片的制備方法，其特征在于，hcl水溶液的濃度為8-10mol/l；lif粉末的質量和hcl水溶液的體積比為0.04-0.1g/ml。
5.根據權利要求3所述潤滑劑用部分氧化的ti3c2tx?mxene納米片的制備方法，其特征在于，lif粉末和ti3alc2粉末的質量比為1.5-1.8:1。
6.根據權利要求3所述潤滑劑用部分氧化的ti3c2tx?mxene納米片的制備方法，...
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