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专利摘要

本发明提供了MXene@二硫化钼‑碳纳米纤维杂化气凝胶和环氧树脂基复合材料及制备方法，涉及固体润滑材料技术领域。本发明提供的杂化气凝胶包括由碳纳米纤维构筑的三维多孔网络结构，以及锚固于所述三维多孔网络结构内的MXene@二硫化钼杂化体；所述MXene@二硫化钼杂化体包括MXene薄层纳米片和生长于MXene薄层纳米片表面的二硫化钼纳米花。本发明提供的杂化气凝胶能避免填料在环氧树脂中的团聚，且能在树脂内部构筑有效的导热网络并提供骨架支撑作用，改善环氧树脂的承载能力和抑制摩擦热在界面处的累积；此外，杂化气凝胶在摩擦过程中持续地被释放至摩擦界面并参与摩擦转移膜的构建过程，进一步提升材料的摩擦学性能。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202211517753.0
申请日期:
2022-11-29
专利申请人:
中国科学院兰州化学物理研究所 ; 兰州中科凯路润滑与防护技术有限公司
分类号:
C08K7/06 ; C08K7/24 ; C08K9/10 ; C08K3/14 ; C08K3/30 ; C08L63/00
发明/设计人:
袁军亚，张招柱，储凡杰，杨明明，李佩隆，赵鑫，姜葳
权利要求: 1.一种MXene@二硫化钼-碳纳米纤维杂化气凝胶，包括由碳纳米纤维构筑的三维多孔网络结构，以及锚固于所述三维多孔网络结构内的MXene@二硫化钼杂化体；所述MXene@二硫化钼杂化体包括MXene薄层纳米片和生长于所述MXene薄层纳米片表面的二硫化钼纳米花。2.权利要求1所述的MXene@二硫化钼-碳纳米纤维杂化气凝胶的制备方法，包括以下步骤：将MXene薄层纳米片、钼源、硫源和水混合，将所得第一分散液进行水热反应，得到MXene@二硫化钼杂化体；将所述MXene@二硫化钼杂化体、细菌纤维素和水混合，将所得第二分散液依次进行定向冷冻和冷冻干燥，得到MXene@二硫化钼-细菌纤维素气凝胶；在保护气氛下，将所述MXene@二硫化钼-细菌纤维素气凝胶进行煅烧，得到MXene@二硫化钼-碳纳米纤维杂化气凝胶。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述MXene薄层纳米片的层数≤5层；所述钼源包括钼酸钠和/或钼酸铵；所述硫源包括硫脲；所述MXene薄层纳米片、钼源和硫源的质量比为(0.5～2):1:2；所述第一分散液中MXene薄层纳米片的浓度为2～5mg/mL。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为200～240℃，时间为24～48h。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述MXene@二硫化钼杂化体和细菌纤维素的质量比为(0.25～1)：1；所述第二分散液中细菌纤维素的浓度为2～5mg/mL。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述定向冷冻的冷冻介质为液氮，所述定向冷冻的时间为10～20min；所述冷冻干燥的时间为48～72h。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为800～1200℃，时间为3～6h。8.一种环氧树脂基复合材料，其特征在于，包括气凝胶和灌注在所述气凝胶内的环氧树脂固化物；所述气凝胶为权利要求1所述MXene@二硫化钼-碳纳米纤维杂化气凝胶或权利要求2～7任意一项所述制备方法制备得到的MXene@二硫化钼-碳纳米纤维杂化气凝胶。9.权利要求8所述环氧树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将环氧树脂和固化剂混合进行预固化，得到预固化液；将所述MXene@二硫化钼-碳纳米纤维杂化气凝胶浸入所述预固化液中进行真空浸渍，将浸渍后的气凝胶进行固化，得到所述环氧树脂基复合材料。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述固化剂为三亚乙基四胺；所述预固化的时间为10～30min；所述真空浸渍的真空度为0.06～0.08MPa，时间为0.5～2h；所述固化包括依次进行的室温固化和加热固化，所述室温固化的时间为4～8h，所述加热固化的温度为80～120℃，时间为4～10h。