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等離子球磨制備油酸修飾的石墨烯/硼酸鉀復合材料用于潤滑油添加劑
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一句話了解全文 將膨脹石墨，硼酸鉀和油酸在等離子球磨設備中同步進行處理，由于機械能和等離子微區(qū)熱爆效應協(xié)作用，粉體細化及剝離效率明顯提高，形成8層石墨烯材料，硼酸鉀負載在石墨烯材料上，球磨20h得到的石墨烯/硼酸鉀復合添加劑在油樣中的分散性最好，30天沒有出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象。 復合材料制備及改性 以膨脹石墨和硼酸鉀為原料，其摩爾比為4:1，采用油酸為修飾劑，并以油酸為濕磨介質進行等離子體輔助球磨。為了研究球磨時間對石墨烯/硼酸鉀復合材料的影響，取球磨2h、6h、10h、15h和20h的樣品進行測試。 表征與分析 圖1 不同球磨時間下石墨烯/硼酸鉀復合材料的XRD圖 復合材料的物相組成均為硼酸鉀和石墨，石墨衍射峰隨著時間的強度逐漸減弱，說明石墨逐漸細化，石墨的片層結構遭到破壞。硼酸鉀的晶體衍射峰強度球磨前6h明顯變?nèi)酰蚰コ跗�，等離子體的熱效應協(xié)同球磨機械能發(fā)揮了重要的作用，后期機械細化受限制，等離子熱爆發(fā)揮主要作用，細化的同時晶粒尺寸和晶格畸變變化不大。 圖2 原始硼酸鉀、膨脹石墨以及不同球磨時間下的石墨烯/硼酸鉀復合材料的SEM圖 球磨到20h時，石墨的層狀結構被明顯剝離開，為薄紗透明狀，不同分布狀態(tài)的硼酸鉀顆粒負載在石墨烯上。隨著等離子體輔助球磨的進行，等離子體產(chǎn)生的微區(qū)熱效應增加了石墨片的層間距離，減小石墨片之間的作用力。不銹鋼球產(chǎn)生的剪切力使得石墨片發(fā)生滑移；硼酸鉀顆粒對石墨片的持續(xù)嵌入作用，使得石墨烯更容易剝離下來，隨著球磨時間的增加，等離子體中的高能粒子會對粉體產(chǎn)生高速沖擊，粉體內(nèi)核迅速升溫產(chǎn)生熱爆效應，加速了粉體細化，形成石墨烯負載硼酸鉀的納米復合物。 圖3 不同球磨時間下石墨烯/硼酸鉀的紅外光譜圖 在3050cm-1處的吸收峰為C-H鍵的峰。在2348cm-1處的吸收峰和668cm-1的吸收峰是粉體吸收的空氣中CO2的振動峰。在1610cm-1和1390cm-1出現(xiàn)了兩個新的吸收峰，分別對應于COOH-的不對稱伸縮振動峰和對稱伸縮振動峰。在1120cm-1處出現(xiàn)的吸收峰為C-H振動峰。在1000cm-1處出現(xiàn)的峰是C-OH振動的峰。這些峰均與油酸分子中官能團的振動峰相關，這表明在等離子體輔助球磨后，石墨烯/硼酸鉀的表面被油酸改性，使其具有親油性表面。 圖4 不同球磨時間下石墨烯/硼酸鉀的重力沉降試驗圖 經(jīng)過30天靜置，從左到右的復合油油樣顏色深度逐漸加深，其中球磨20h得到的石墨烯/硼酸鉀復合添加劑在油樣中的分散性最好，沒有出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象。這是因為球磨20h的石墨烯/硼酸鉀復合材料的硼酸鉀粒徑更小，并且得到的石墨烯層數(shù)更少、更薄，使其可以更均勻、更持久地分散在油中。 結論 石墨層數(shù)和硼酸鉀粒徑都會隨著球磨時間的增長而變小，且硼酸鉀負載在石墨烯層間，到達包覆的效果。 等離子體輔助球磨過程中，油酸成功修飾到了石墨烯/硼酸鉀復合材料的表面，使其獲得了表面親油性。 隨著等離子體輔助球磨時間增加，所獲得石墨烯/硼酸鉀復合材料的沉降穩(wěn)定性越好。 以上結論來自于 劉享. 石墨烯負載硼酸鉀潤滑油添加劑的制備及摩擦學性能研究[D]. |
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tzynew2樓
2022-10-18 15:34
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201214760216(金幣+1): 謝謝參與
o 發(fā)自小木蟲Android客戶端
宋長銀3樓
2022-10-18 15:38
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201214760216(金幣+1): 謝謝參與
‘ 發(fā)自小木蟲Android客戶端
2022-10-19 08:19
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201214760216(金幣+1): 謝謝參與
假大空5樓
2022-10-19 17:31
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201214760216(金幣+1): 謝謝參與
頂
nono20096樓
2022-10-21 20:45
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201214760216(金幣+1): 謝謝參與
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