【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于润滑剂开发，涉及一种生物质基离子液体改性碳量子点及其制备方法，及一种复合润滑剂。
技术介绍
1、随着现代工业迅猛发展，机械设备在运行过程中由于摩擦消耗大部分的能量，同时缩短机械部件的使用寿命。因此，在机械运动中需要使用润滑剂，润滑是改进摩擦副摩擦状态的重要手段之一，润滑剂通过在摩擦表面形成润滑油膜，隔断两摩擦表面直接接触，减小摩擦副之间的摩擦磨损，从而达到节约能源，延长机械使用寿命的目的。目前，润滑剂可以分为固体润滑剂、半固体润滑剂和流体润滑剂。其中，液体润滑剂属于流体润滑剂，其在实际应用中更为广泛。在液体润滑材料中，矿物油等石油基润滑剂润滑性能优良，能够有效减少机械设备的摩擦磨损，增加设备的使用寿命，因此被广泛应用于工业领域。
2、但随着机械功率的大幅提高，在某些高温、高压、易爆炸等工况下传统的石油基润滑剂也有低闪点和易燃烧等缺点，具有潜在的危险，并且在此种工作状态下的润滑剂的润滑性能有限、承载能力较差导致其使用寿命大幅缩短，需要经常添加更换润滑剂，提高了生产成本。同时，较低的生物降解性使其容易在排放后污染生态环境，并且原料不可再生，不符合国家对于绿色环保的要求。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种生物质基离子液体改性碳量子点及其制备方法，及一种复合润滑剂，从而解决现有技术中石油基润滑剂在高温、高压、易爆炸等工况下的润滑性能有限、承载能力较差，同时其生物降解性较差的技术问题。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现
3、一种生物质基离子液体改性碳量子点的制备方法，包括以下步骤：
4、对生物质原料置于空气气氛下进行碳化、研磨，并将研磨产物置于水中超声处理后，离心取上清液，将所述上清液冷冻干燥后，制得生物质碳量子点；
5、将氯化胆碱和氢氧化物碱溶解在无水乙醇中，搅拌反应，制得氢氧化胆碱，将所述氢氧化胆碱的水溶液滴加至氨基酸水溶液中，搅拌反应后，制得胆碱氨基酸离子液体；
6、将所述生物质碳量子点加入所述胆碱氨基酸离子液体中，搅拌混合均匀后加入催化剂，搅拌反应后，对产物进行真空冷冻干燥，制得所述生物质基离子液体改性碳量子点。
7、优选的，所述生物质原料为茶叶或茶叶的渣滓；所述茶叶为红茶、绿茶、黑茶、白茶、黄茶或花茶的一种或几种。
8、优选的，所述碳化过程中温度为330～360℃，时间为2～4h。
9、优选的，以质量份数计，将研磨产物置于水中超声处理时，研磨产物与水的比例为(0.1～1):(10～100)；所述离心取上清液时，离心的转速为12000～18000r/min。
10、优选的，所述氢氧化物碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙或氢氧化镁中的一种或多种；所述氨基酸为瓜氨酸、精氨酸、谷氨酸、甘氨酸以及丙氨酸中的一种或多种。
11、优选的，以质量份数计，所述氯化胆碱、氢氧化物碱以及无水乙醇的比例为(10～20):(10～20):(120～150)。
12、优选的，以质量份数计，所述生物质碳量子点与所述胆碱氨基酸离子液体的比例为(0.1～1):(1～10)。
13、优选的，所述催化剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和/或1-(3-二甲氨基丙苯)-3-乙基碳二亚胺。
14、一种生物质基离子液体改性碳量子点，通过上述的方法制得。
15、一种复合润滑剂，包含上述的一种生物质基离子液体改性碳量子点；所述复合润滑剂的摩擦系数≤0.1，磨损率≤1.90×10-12cm3/(n·m)，荧光强度≥6.0×106。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
17、本专利技术公开一种生物质基离子液体改性碳量子点的制备方法，该方法首先是使用生物质原料制备碳量子点，使用氯化胆碱、氢氧化物碱以及氨基酸制备离子液体，最后用胆碱氨基酸离子液体改性生物质碳量子点制成生物质基离子液体改性碳量子点(cqds/ils)。该方法中制得的生物质碳量子点具有独特的准球形结构，作为润滑剂时能起到“纳米滚珠”的功能，将零部件之间的摩擦类型由滑动摩擦变为滚动摩擦，从而提升其承载能力并减少磨损。另外，胆碱氨基酸离子液体具有良好的润滑性能、不可燃性、良好的化学稳定性以及热稳定性，除了能够减小摩擦外，利用胆碱氨基酸离子液体具有的良好的溶解性，利用胆碱氨基酸离子液体改性碳量子点，一方面可以改善茶碳量子点的分散性，另一方面胆碱氨基酸离子液体的氨基与碳量子点表面的羧基相互作用，形成较强的化学键，构建一种特殊的化学键合的核壳结构，在碳量子点表面形成稳定的“壳”结构，进一步提升摩擦学性能以及润滑的耐久性，另外，cqds在紫外光照射下会发出蓝色荧光，在使用时能够通过荧光强度来监测润滑剂的使用寿命以及是否渗漏。再者，利用生物质原料制备碳量子点，利用生物质的氯化胆碱和氨基酸制备胆碱氨基酸离子液体，其原料具有分布广泛、储量丰富、可再生及废物利用等优点，同时，使用生物质可再生资源代替传统石化资源制备碳量子点和胆碱氨基酸离子液体，具有对环境友好，能够被自然界分解，达到了环保化学的概念，实现了清洁生产，从根本上消除了环境污染，对“双碳”目标的实现具有重要意义。本专利技术制备便捷，工艺设计合理，绿色环保，制得的生物质基离子液体改性碳量子点具有良好的耐高温性能以及润滑性能，对于提升机械润滑剂的润滑性能和产品使用寿命、扩大其使用范围具有重要的理论价值和实际意义。
18、进一步的，本专利技术的另一个专利技术点在于所述生物质原料为茶叶或茶叶的渣滓；所述茶叶为红茶、绿茶、黑茶、白茶、黄茶或花茶的一种或几种，首先茶叶含有丰富的多酚类化合物、氨基酸和糖类，这些成分在热解过程中能够生成更小、更均匀的碳量子点，并且具有良好的荧光特性，同时，茶叶的碳含量相对较高，这使得其在热解过程中能够产生更多的碳量子点；茶叶及其渣滓是茶叶生产过程中产生的副产品，通常被视为废弃物，然而，这些废弃物中富含有机物质和多种营养成分，通过合理的利用可以转化为有价值的材料，将茶叶或茶叶渣滓作为生物质原料，不仅实现了资源的再利用，还减少了环境污染。通过胆碱氨基酸离子液体的改性作用，可以进一步改善生物质碳量子点的分散性、稳定性和功能性。
19、进一步的，本专利技术的另一个专利技术点在于所述碳化过程中温度为330～360℃，时间为2～4h，首先，在该温度范围内，生物质原料中的有机成分能够发生适度的热解和碳化反应，生成具有特定结构和性质的碳质材料，温度过低导致碳化不完全，而温度过高则破坏碳质材料的结构，影响最终产品的性能。其次，适当的温度有助于减少碳化过程中杂质的生成，过高的温度会引发不必要的副反应，生成对后续应用不利的杂质，而在这个温度范围内，可以较好地控制反应路径，减少杂质的产生。在该温度范围内，生物质原料中的有机成分能够更有效地转化为碳质颗粒，从而提高产品的产量。碳化时间设定为2～4h，可以确保生物质原料中的有机成分得到充分的碳化，较短的时间导致碳化不完全，而过长的时间则增加能耗和成本，同本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生物质基离子液体改性碳量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种生物质基离子液体改性碳量子点的制备方法，其特征在于，所述生物质原料为茶叶或茶叶的渣滓；所述茶叶为红茶、绿茶、黑茶、白茶、黄茶或花茶的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种生物质基离子液体改性碳量子点的制备方法，其特征在于，所述碳化过程中温度为330～360℃，时间为2～4h。
4.根据权利要求1所述的一种生物质基离子液体改性碳量子点的制备方法，其特征在于，以质量份数计，将研磨产物置于水中超声处理时，研磨产物与水的比例为(0.1～1):(10～100)；所述离心取上清液时，离心的转速为12000～18000r/min。
5.根据权利要求1所述的一种生物质基离子液体改性碳量子点的制备方法，其特征在于，所述氢氧化物碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙或氢氧化镁中的一种或多种；所述氨基酸为瓜氨酸、精氨酸、谷氨酸、甘氨酸以及丙氨酸中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种生物质基离子液体改性碳量子点的制备方法，其特征在于，以
7.根据权利要求1所述的一种生物质基离子液体改性碳量子点的制备方法，其特征在于，以质量份数计，所述生物质碳量子点与所述胆碱氨基酸离子液体的比例为(0.1～1):(1～10)。
8.根据权利要求1所述的一种生物质基离子液体改性碳量子点的制备方法，其特征在于，所述催化剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和/或1-(3-二甲氨基丙苯)-3-乙基碳二亚胺。
9.一种生物质基离子液体改性碳量子点，其特征在于，通过权利要求1～8中任意一项所述的方法制得。
10.一种复合润滑剂，其特征在于，包含权利要求9中所述的一种生物质基离子液体改性碳量子点；所述复合润滑剂的摩擦系数≤0.1，磨损率≤1.90×10-12cm3/(N·m)，荧光强度≥6.0×106。
...【技术特征摘要】
1.一种生物质基离子液体改性碳量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种生物质基离子液体改性碳量子点的制备方法，其特征在于，所述生物质原料为茶叶或茶叶的渣滓；所述茶叶为红茶、绿茶、黑茶、白茶、黄茶或花茶的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种生物质基离子液体改性碳量子点的制备方法，其特征在于，所述碳化过程中温度为330～360℃，时间为2～4h。
4.根据权利要求1所述的一种生物质基离子液体改性碳量子点的制备方法，其特征在于，以质量份数计，将研磨产物置于水中超声处理时，研磨产物与水的比例为(0.1～1):(10～100)；所述离心取上清液时，离心的转速为12000～18000r/min。
5.根据权利要求1所述的一种生物质基离子液体改性碳量子点的制备方法，其特征在于，所述氢氧化物碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙或氢氧化镁中的一种或多种；所述氨基酸为瓜氨酸、精氨酸、谷氨酸、甘氨酸以及丙氨酸中的一种或多种。
...【专利技术属性】
技术研发人员：刘超，杨仓，唐雨凡，陈世佳，王雅琪，鲍艳，张文博，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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