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二硫化钼纳米片的制备及其摩擦学性能研究

2021-07-27张仁辉熊丽萍何忠义

华东交通大学学报 2021年3期

张仁辉,杨 雪,熊丽萍,何忠义

(华东交通大学材料科学与工程学院,江西南昌 330013)

MoS2作为过渡金属硫化物的典型代表,呈六方晶系层状结构,层内原子间结合力强,层与层的原子之间结合力弱。 易沿层间解理,分离出薄层,从而具有降低和稳定摩擦因数的作用[1-3]。MoS2表现出更多优异的摩擦学性能[4-5]。

液相剥离法因操作简单而在制备少层二维材料方面有广泛的应用[6-8]。 2011 年,Coleman 等[9]提出了用液相超声剥离法把MoS2粉末分散于合适的有机溶剂中, 在超声的辅助下制备了荧光MoS2量子点。MoS2纳米片有物理尺寸小,比表面积大的特点,从而在耐磨性、防腐蚀方面具有优势。 近年来,有关MoS2纳米片作为润滑油添加剂的研究已见报道,使得润滑油的摩擦性能得以提高, 而关于MoS2纳米片的摩擦性能却鲜有报道[10]。基于以上分析,文中采用液相冰浴超声剥离法,在不使用任何表面活性剂的情况下,仅以异丙醇为分散剂,利用超声空化效应所产生的机械剪切力剥离MoS2粉末,通过SEM、TEM、UV-Vis、AFM 等对MoS2纳米片的微观结构进行表征,并对MoS2纳米片在低载荷、低转速下的摩擦学性能进行测试, 最后分析了MoS2纳米片的摩擦机理。

1 试验

1.1 试验材料及制备

MoS2纳米片的制备: 将MoS2粉末按照4 g/L的比例分散于异丙醇中, 采用冰浴超声的方法控制超声温度在10 ℃左右, 超声7.5 h 后静置48 h得到稳定的蓝绿色MoS2悬浮溶液。 为了去除未剥离的MoS2大颗粒,将其在8 000 r/m 转速下高速离心30 min,上层清液在80 ℃烘干后即得到蓝色MoS2纳米片。

1.2 试验方法

采用扫描电子显微镜 (SU8010)、TEM(TF20)表征MoS2微观结构;……

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