离子液体修饰纳米四氧化三铁作添加剂对硅基润滑脂摩擦学性能的影响

分别用3种不同的咪唑六氟磷酸盐离子液体修饰纳米Fe3O4颗粒作添加剂,制备了不同的硅基润滑脂,用GEST-121型体积表面电阻率仪测定润滑脂的体积电阻率,MTF-R4000型往复摩擦磨损试验机考察了硅基润滑脂的摩擦学性能,通过扫描电子显微镜（SEM）观察了磨痕表面形貌。结果表明：离子液体修饰后的纳米Fe3O4能够进一步提高润滑脂的摩擦学性能,降低体积电阻。其优异的摩擦学性能和低电阻特性归结于纳米Fe3O4粒子与离子液体极性的相互作用。     

功能化离子液体作为菜籽油添加剂的摩擦学研究

合成了一种含酯基的功能化离子液体1-乙酸乙酯基-3-丁基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（LF1-4）,以传统添加剂丁辛基二硫代磷酸盐（T202）为对比,采用四球摩擦磨损试验机考察了其作为菜籽油（RO）添加剂的摩擦学性能;采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）仪分别对钢球磨斑表面的形貌和主要元素进行了观察和分析。结果表明,LF1-4作为RO的添加剂具有良好的减摩作用和显著的抗磨作用,在添加量（质量分数）为1.0%时达到最佳效果,能使磨斑直径减小38%;同时,LF1-4能有效提高RO的承载能力（P_B）,但其在RO中的减摩抗磨作用较T202稍差,推测是由于LF1-4在RO中的油溶性稍差所致. 在高载荷下,离子液体LF1-4发生分解释放出活性元素氟等,与摩擦副表面的金属发生摩擦化学反应形成了铁的氟化物等新的化合物,从而减少了摩擦和磨损。     

烷基咪唑六氟磷酸盐离子液体作为聚脲润滑脂添加剂的摩擦学行为研究

研究了几种不同碳链长度的烷基咪唑六氟磷酸盐离子液体作为聚脲润滑脂添加剂的摩擦学行为,采用钢/钢摩擦副在不同条件下进行了摩擦试验,采用扫描电镜(SEM)、X光电子能谱仪(XPS)对其摩擦表面进行了分析。结果表明:烷基咪唑六氟磷酸盐离子液体作为聚脲润滑脂抗磨添加剂具有优异的摩擦磨损性能,其原因是由于离子液体在摩擦过程中与摩擦表面形成了含有磷酸铁、有机氮、氟化铁等成分的保护膜,进而起到了降低摩擦磨损的作用。     

硫代磷酸咪唑盐在酯类半合成油中的应用研究

合成了两种烷基硫代磷酸咪唑盐离子液体（分别记为PS8-8和PS8-12）,将2种离子液体作为酯类半合成基础油无灰抗磨添加剂,并研究了其摩擦学性能。通过SRV-IV摩擦磨损试验机评价其摩擦学性能,采用三维轮廓仪观察磨斑形貌并计算出磨损体积,采用X射线光电子能谱仪分析磨斑表面元素的化学状态。结果表明,加入咪唑盐抗磨剂后,半合成油的摩擦因数从0.085降至0.034,磨斑磨损体积从84.2×10-5 mm3降至20.6×10-5 mm3,显示出优异的摩擦学性能,为离子液体的实际应用找到了一种有效的方法。     

添加季铵盐离子液体润滑脂的摩擦学性能

以布洛芬为阴离子、季铵盐为阳离子制备了2种环境友好的季铵盐离子液体——三辛基十四烷基铵布洛芬(N88814-Ibu)和三辛基丁基铵布洛芬(N8884-Ibu),然后将其添加到PAO10复合锂基润滑脂(G)中,用四球摩擦试验机考察其摩擦学性能。结果表明,上述季铵盐离子液体添加到PAO10复合锂基润滑脂中表现出优异的减摩抗磨性能。N88814-Ibu-G的减摩抗磨性能优于N8884-Ibu-G,加入的质量分数为3%时,N8884-Ibu-G和N88814-Ibu-G的减摩抗磨性能最佳。EDS谱分析表明,季铵盐离子液体能够显著地降低摩擦磨损是因为在摩擦副表面形成了含N元素的化学反应膜。     

含酯基功能化离子液体润滑剂的摩擦学性质

 合成了含酯基官能团的功能化离子液体1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[EAMIM]BF₄),对其物化性质进行了测定,并选择了含有相同烷基的传统离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[BMIM]BF₄)进行对比,在四球摩擦机上研究了这两种离子液体的摩擦学性能,用SEM和XPS对磨斑表面的形貌和主要元素进行了分析,并探讨了两种离子液体不同的润滑机理。结果表明,[EAMIM]BF₄所具有的较高黏度导致其在低载荷下的减摩性稍差,但由于其所含的酯基官能团在摩擦表面形成化学吸附边界润滑膜,故其抗磨性较[BMIM]BF₄好。     

含磷酸酯官能团离子液体对钢-钢摩擦副的摩擦磨损性能

合成了2种含磷酸酯官能团的离子液体,即1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐([MMIM]DMP)和1-甲基-3-乙基咪唑磷酸二甲酯盐([MEIM]DMP),用核磁共振氢谱仪表征了其结构,采用SRV摩擦磨损试验机考察了所制备离子液体作为润滑剂对钢-钢摩擦副的摩擦学性能,并与磷嗪(X-1P)进行了比较,采用X射线光电子能谱仪和扫描电子显微镜分析了磨损表面元素的化学状态及其磨斑形貌。结果表明,所合成的离子液体[MMIM]DMP和[MEIM]DMP具有优良的润滑性能,摩擦系数低,抗磨性能优良。离子液体在摩擦过程中形成了化学吸附边界润滑膜,有效地起到了抗磨、减磨的作用。     

含酯基功能化离子液体的合成表征及其性质

通过两步法合成了含酯基官能团的咪唑类离子液体1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐,采用核磁共振、红外光谱、元素分析对其进行了结构表征,证明了该合成方法的可靠性;对功能化离子液体的基本物化性质、黏温性、吸湿性、溶解性、熔点及热稳定性等进行了研究,并选择了含有相同烷基的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的传统离子液体进行对比,发现官能团的引入,使传统烷基咪唑类离子液体呈现出不同的特性.该研究结果为进一步开展功能化离子液体的摩擦学研究打下了基础.     

新型马尿酸盐类离子液体的腐蚀性与摩擦学性能

设计开发了3种马尿酸盐类离子液体：1-丁基-3-甲基咪唑马尿酸盐离子液体[BMIM][Hip]、胆碱马尿酸盐离子液体[CHO][Hip]和三丁基十四烷基鏻马尿酸盐离子液体[P₄₄₄₁₄][Hip],通过电化学和摩擦学方法分别考察了这3种离子液体对低碳钢的腐蚀性,及其作为润滑剂对钢/钢摩擦副的摩擦学性能,并与传统1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([BMIM][BF₄])进行比较。结果表明：传统离子液体[BMIM][BF₄]对低碳钢的腐蚀性较强;合成的3种离子液体对低碳钢的腐蚀性均非常弱,其中[CHO][Hip]对低碳钢的腐蚀性最弱;此外,合成的3种离子液体在钢/钢摩擦副上均表现出优异的摩擦学性能,使用[BMIM][Hip],[CHO][Hip],[P₄₄₄₁₄][Hip]润滑时摩擦副的磨损量分别为使用[BMIM][BF₄]润滑时磨损量的9.3%,5.3%,18.1%。     

层状二硅酸钠作为润滑脂添加剂的摩擦学性能

通过四球摩擦磨损实验考察了微米级层状二硅酸钠粉体及改性层状二硅酸钠粉体在锂基润滑脂中的摩擦学性能,应用光学显微镜观察钢球磨斑表面,采用EDX技术对钢球表面元素进行检测。结果表明,在一定的摩擦学环境下,添加质量分数1%的改性层状二硅酸钠粉体能够提高锂基润滑脂的抗磨减摩性能;EDX检测到钢球表面存在层状二硅酸钠的特征元素,说明层状二硅酸钠和钢球表面发生了相互作用,形成了抗磨减摩性能显著的表面润滑层。     

硅胶固载复合离子液体催化CO2与环氧丙烷合成碳酸丙烯酯

制备了3种硅胶固载不同侧链长度的咪唑类复合离子液体催化剂,将其用于催化环氧丙烷与CO2合成碳酸丙烯酯的环加成反应,均表现出良好的催化活性。系统考察了不同种类催化剂对该催化反应的影响,进一步考察了反应压力、反应温度、反应时间和催化剂用量对硅胶固载的溴代1 十八烷基 3 甲基咪唑溴化锌离子液体（SiO2/［C18MIM］［Zn2Br5］）催化环加成反应的影响。结果表明,离子液体的结构特点对催化性能影响很大,对于烷基咪唑离子液体其侧链长度越长,催化性能越好,SiO2/［C18MIM］［Zn2Br5］在该环加成反应中具有最佳的催化性能;在温度为120℃、压力为20 MPa、反应时间为25 h、催化剂用量为20%时,反应物环氧丙烷的转化率为997%,产物碳酸丙烯酯的选择性为963%,且可循环使用7次以上。     

离子液体作为润滑脂添加剂的导电性和摩擦学性能

用锂盐和聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚（PAG）通过原位法制备新型离子液体,作为添加剂加入到PAO40基础油中,以聚四氟乙烯（PTFE）为稠化剂,制得电力复合脂,研究了传统离子液体和新型离子液体作为润滑脂添加剂的导电性和摩擦学性能。结果表明,离子液体的加入大幅度降低润滑脂的电阻率,提高润滑脂的电导率,减小接触电阻,具有优良的导电性;能够降低摩擦系数,减小磨痕宽度,体现了优良的减摩抗磨性能;在摩擦磨损过程中,离子液体中的阴离子能够在在接触表面同金属发生化学反应,形成化学反应膜,从而起到减摩抗磨的作用;与传统离子液体相比,新型离子液体在摩擦学性能和导电性方面相差不大,而其制备工艺简单,具有更加广阔的应用前景。     

离子液体1-己基-4-甲基吡啶四氟硼酸盐与烃类的相互作用规律

为研究离子液体1-己基-4-甲基吡啶四氟硼酸盐(［C6MPy］［BF₄］)与烃类之间的相互作用规律,考察了［C6MPy］［BF₄］对不同结构C₁₀烃类的溶解能力,讨论了该离子液体对不同C₁₀芳烃的选择性;并用Gaussian软件和密度泛函理论计算了［C6MPy］［BF₄］与不同芳烃混合后的优化构象和离子对作用能,探讨了［C6MPy］［BF₄］与芳烃间的相互作用机制。研究认为：［C6MPy］［BF₄］阴阳离子间以库仑作用力为主,兼具氢键网络。芳烃与［C6MPy］［BF₄］间的相互作用主要是［C6MPy］⁺和芳环间的C—H—π作用,这种作用同时削弱了阴阳离子间的氢键作用,降低了［C6MPy］［BF₄］的离子对作用能。芳烃分子的共轭π键离域程度越高,其与阳离子间的作用越强,对阴阳离子对间相互作用的影响也越明显,在［C6MPy］［BF₄］中的溶解度也就越高。     

离子液体-水复配吸收剂对VOCs的吸收性能

将水、离子液体按一定比例复配作为吸收剂,以甲苯、丙酮作为挥发性有机化合物(VOCs)的典型代表,比较了不同种类离子液体-水复配吸收剂对含甲苯、丙酮混合废气的吸收效果。结果发现,1-十二烷基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐(［DDMIM］［NTf2］)与水形成的O/W型离子液体乳化液对体系的吸收效果较好,由COSMO-SAC计算得到了甲苯和丙酮在［DDMIM］［NTf-2］中的无限稀释活度系数,并计算了吸收过程的Gibbs自由能、焓变、熵变和偏摩尔超额焓等热力学数据。实验验证了离子液体-水复配吸收剂吸收芳香类化合物、酮类化合物混合废气的可行性,考察了不同实验条件对吸收效果的影响。结果表明：在甲苯、丙酮进气质量浓度分别为15000 mg/m3和7500 mg/m3、进气流量0.024 m3/h、搅拌速率1600 r/min、吸收温度303.15 K的实验条件下,［DDMIM］［NTf2］质量分数为10%的100 g复配吸收剂对甲苯的初始吸收率为94%,对丙酮的初始吸收率为95%;通过对复配吸收剂进行再生及循环吸收实验,验证了复配吸收剂回收利用的可能性。     

三乙胺基SO3H-功能化离子液体催化合成己二酸二丁酯

以三乙胺为主要原料合成了5种BrØnsted酸性离子液体,考察了不同结构离子液体对合成己二酸二丁酯的催化活性,并将离子液体酸性强弱与酸催化活性进行关联,同时优化反应温度、原料配比、反应时间、催化剂用量等反应条件。结果表明,以N (4 磺酸基)丁基三乙胺硫酸氢盐离子液体为催化剂,添加带水剂环己烷,在反应温度110℃、n(1 Butanol)/n(Adipic acid)=6、m(Catalyst)/m(Adipic acid)=001、m(Cyclohexane)/m(Raw materials)=015、反应时间3 h的条件下,己二酸转化率达到99%;经连续重复使用7次,该催化剂仍可保持很高的催化活性。     

四种油溶性离子液体复合锂基润滑脂理化性能和摩擦学性能

合成4种不同结构的油溶性离子液体(N/P协同(a)、N/S协同(b)、P/P协同(c)、P/S协同(d))并按比例分别溶解在PAO10中作为基础油添加剂,制备4种新型油溶性离子液体润滑脂GA、GB、GC和GD。系统研究了油溶性离子液体分子结构差异,对所制润滑脂的热稳定性、滴点、锥入度以及摩擦学性能的影响。结果表明：以PAO10为基础油时,P/S协同多库酯季鏻盐离子液体的(d)对所制润滑脂GD的热稳定性、锥入度和减摩抗磨性能及P_B、P_D性能明显提高,滴点几乎没有变化,其中以季鏻盐为阳离子、以多库酯盐为阴离子的油溶性离子液体,所制备的离子液体复合锂基润滑脂(GD)的综合性能最佳。     

[BMIM][BF4]离子液体萃取脱除氧化柴油中砜类化合物

用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（［BMIM］［BF₄］）萃取脱除氧化柴油中的砜类化合物,考察了萃取时间、萃取温度、离子液体与氧化柴油体积比、萃取级数对［BMIM］［BF₄］离子液体萃取脱除砜类化合物的影响。结果表明,与直接萃取脱除柴油中的含硫化合物相比,［BMIM］［BF₄］对氧化柴油中的砜类含硫化合物表现出更佳的萃取性能。在萃取温度30℃、［BMIM］［BF₄］/氧化柴油体积比为0.5时,经［BMIM］［BF₄］萃取3次,氧化柴油的硫质量分数从125.1 μg/g 降至6.2 μg/g。与传统的萃取剂N,N-二甲基甲酰胺（DMF）相比,［BMIM］［BF₄］的萃取脱硫率略低,但柴油回收率较高,且柴油的性质基本未变。     

茂金属聚α烯烃制备的复合锂基润滑脂摩擦学性能研究

分别以茂金属聚α烯烃(mPAO)和聚α烯烃(PAO40)为基础油、复合锂皂为稠化剂制备复合锂基润滑脂,采用高速往复摩擦磨损试验机考察MoDTC,MoS2,ZnSiO4添加剂及其复配剂对复合锂基脂摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对钢球摩擦副磨斑形貌进行观察和分析。结果表明:在mPAO基础脂中分别加入5%MoDTC,2%MoS_2,4% ZnSiO_4,或1%MoS_2+2% ZnSiO_4时制备的复合锂基润滑脂具有良好的减摩抗磨性能。