壳寡糖功能化氮化碳纳米片作为高效水基润滑添加剂的制备与性能研究

本文推荐了一种基于壳寡糖(COS)修饰的氮化碳(g-C3N4)纳米润滑添加剂(COS-g-C3N4)，通过单宁酸(TA)交联和迈克尔加成反应构建，显著提升水基润滑剂的减摩性能(摩擦系数从0.57降至0.20)并兼具抗菌功能，为开发环保型多功能润滑材料提供了新策略。

　　

Highlight

本研究通过尿素热解制备g-C₃N₄纳米片，经单宁酸(TA)交联和壳寡糖(COS)迈克尔加成修饰，成功开发出兼具优异水分散性和抗菌功能的润滑添加剂COS-g-C₃N₄。

Results and discussion

如Scheme 1所示，尿素热解获得g-C₃N₄后，通过TA-三聚氰胺组装和COS接枝构建功能化纳米片。TEM表征显示，COS修饰显著改善了材料的水合稳定性。摩擦学测试表明，含2.0 wt% COS-g-C₃N₄的水溶液摩擦系数较纯水降低65%，其润滑机制源于摩擦诱导的化学保护膜与水合层的协同作用。

Conclusions

COS-g-C₃N₄通过独特的分子设计实现了水基润滑性能与抗菌功能的统一，为开发新一代环保润滑材料提供了创新思路。XPS和拉曼光谱证实其润滑机制涉及表面化学反应膜的形成。