晶态调控铈单原子双相氧化铜的摩擦催化与原位碳基摩擦膜构筑
编号:423
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更新:2026-04-18 19:24:34
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摘要
针对传统硫磷系润滑添加剂环境危害大、催化活性难以调控,以及纳米润滑添加剂相结构单一、摩擦膜被动形成的瓶颈问题,本研究将单原子催化与结晶-非晶双相工程结合,开发出结晶度可调控的铈单原子修饰双相氧化铜(Ce-d-CuO)润滑添加剂,通过调控材料结晶度实现摩擦催化活性系统调节。以单宁酸为调节剂调控材料结晶度,实现铈单原子在双相CuO基体的均匀分散,且结晶度与Ce3+浓度正相关,为摩擦催化提供丰富活性位点。摩擦学测试表明,高结晶度Ce-d-CuO作为添加剂较基础油摩擦系数降低17%、磨损率下降85%。润滑机制研究证实,该添加剂通过铈单原子与晶相CuO的协同催化,诱导DOS原位分解,在摩擦界面形成外层非晶碳、内层氧化铁的双层摩擦膜;结晶度可有效调控碳质与氧化型摩擦膜的生成竞争,高结晶度更利于碳基摩擦膜构筑。本研究提出的晶态调控策略成功实现了摩擦催化活性的定向调节,为环境友好型高性能润滑添加剂的理性设计提供了全新思路。
稿件作者
郑治文
中国科学院兰州化学物理研究所
乔旦
中国科学院兰州化学物理研究所
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