[发明专利]一种油溶性镍纳米微粒及其在植物油中的原位合成方法和作为植物油抗磨添加剂的应用

说明书

本发明公开了一种在植物油中原位合成油溶性镍纳米微粒的方法，其将植物油和镍盐混匀；然后在惰性气体氛围下，升温至190‑290℃并保温反应15‑180 min；反应结束后冷却至室温，经固液分离、洗涤、干燥，即得。该方法中，植物油一方面作为溶剂，溶解或分散镍盐；另一方面又作为修饰剂修饰到镍纳米微粒表面，保障纳米微粒具有良好的油溶性。反应过程中无需引入其它还原剂和溶剂，所用植物油可生物降解，对环境友好；制备出的镍纳米微粒粒径可控、粒径分布均匀，具有良好的油溶性和稳定性；能有效地提高植物油的摩擦学性能，有望作为一种新型的植物油绿色抗磨添加剂，并得到广泛的应用。

技术领域

本发明属于新型功能纳米材料制备技术领域，具体涉及一种油溶性镍纳米微粒及其在植物油中的原位合成方法和作为植物油抗磨添加剂的应用。

背景技术

随着人类社会对环境保护、资源节约和可持续发展越来越重视，人们普遍认识到发展生物基润滑油不仅是保护环境的必要措施，也是缓解石油危机和充分利用太阳能的重要途径。植物油作为基础油具有无毒、无芳烃、价格低廉、可完全生物降解、闪点燃点高、可再生、可直接排放，废弃物处理成本极低、综合效益高等优点，受到了人们广泛的关注，植物油润滑剂可以解决现在及未来的技术和环境挑战，具有取代传统石油基润滑剂的潜力和趋势，并已经在汽车发动机机油、金属加工切削液、齿轮轴承润滑油等应用领域崭露头角。

用于矿物油和合成油的添加剂不能直接照搬应用于植物油润滑剂，植物油对添加剂有一定的选择性。为了得到性能良好的添加剂，需要针对植物油制备适宜的处理剂。植物油用于摩擦学领域时，其固有的化学结构和物化性质会影响其摩擦学性能。与传统矿物油相比，植物油含有极性基团会在摩擦副表面定向排列形成摩擦膜，从而有利于提高植物油的减摩性能；但是强极性的植物油由于竞争吸附的原因，不利于其它添加剂在摩擦表面成膜，而利用镍纳米微粒的磁性在铁基金属摩擦副表面吸附，解决植物油与添加剂在金属摩擦副表面竞争吸附的难题，期望实现对摩擦副的减摩和抗磨作用。

镍纳米微粒的制备方法主要分为物理法和化学法，但由于镍纳米颗粒本身具有磁性易发生团聚，从而影响了其在基础油中的分散性，而在植物油中原位合成镍纳米微粒，并以植物油为修饰剂，一方面增强了镍纳米微粒与植物油的相容性；另一方面，制备过程不使用还原剂和有机溶剂，安全性高。植物油润滑剂优异的环保性能，且来源广泛、易得，对于农业大国的中国而言，开展植物基润滑油的研发和应用研究具有坚实的原料基础。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种油溶性镍纳米微粒，该油溶性镍纳米微粒粒径可控且分布均匀，具有良好的摩擦学性能，植物油可循环利用，具有高降解性，同时具有很高的闪点、燃点以及很好的高温稳定性，直接排放不会对环境造成不利影响。

本发明还提供了上述油溶性镍纳米微粒在植物油中的原位合成方法及其在植物油中的应用。该镍纳米微粒的制备方法绿色环保，不引入其它还原剂和溶剂，所用植物油可生物降解，对环境友好。植物油在反应中既作为溶剂，又作修饰剂，保证了镍纳米微粒与植物油的相容性。制得的镍纳米微粒与植物油能形成配套的添加剂，这种环境友好型植物油润滑剂具有良好的应用前景。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种油溶性镍纳米微粒在植物油中的原位合成方法，其包括以下步骤：

1）将植物油和镍盐混匀；然后在惰性气体（如氮气、氩气等）氛围下，升温至190-290 ℃并保温反应15-180 min；

2）反应结束后冷却至室温，经固液分离（如离心）、洗涤、干燥，即得。

具体的，所述植物油包括菜籽油、橄榄油、花生油、大豆油、蓖麻油、棕榈油等中的任意一种或几种。

具体的，所述镍盐包括乙酰丙酮镍、乙酸镍、甲酸镍等中的任意一种或几种。

进一步的，步骤1）中，可以将30 mL植物油和0.1-0.8 g镍盐加入到三口烧瓶中电动搅拌混匀。