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Size-Regulated Metal–Organic Frameworks with Mercaptobenzothiazole for Ga-Based Liquid Metal Encapsulation: A High Performance Oil-Based Additive

材料科学 润滑油 摩擦学 纳米复合材料 吸附 化学工程 基础油 金属有机骨架 金属 复合材料 冶金 有机化学 扫描电子显微镜 化学 工程类
作者
Peng Wang,Baoluo He,Xiaozhi Zhang,Shujuan Liu,Qian Ye,Feng Zhou,Weimin Liu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (48): 56192-56202 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acsami.3c13756
摘要

In this study, size-regulated MOFs (MZ) with high MBT loading were successfully synthesized by combining mercaptobenzothiazole (MBT), zinc salt, and 2-methylimidazole (2-MI). Subsequently, the MZ structure was utilized to encapsulate tannic acid-modified gallium-based liquid metal (GLM-TA), thereby acquiring a novel heterogeneous nanocomposite (GLM-TA@MZ). The results revealed that the as-prepared GLM-TA@MZ shows good antiwear and friction-reducing performance as an oil-based lubricant additive, the average friction coefficient was decreased to 0.091, and a wear volume was reduced to 0.95 × 104 μm3, which corresponds to a decrease of 52.3 and 97.2% as compared to base oil PAO. The excellent tribological properties of GLM-TA@MZ can be attributed to physical adsorption on the friction pair, followed by tribochemical reactions. As a result, a thick friction protection film (thickness of about 100 nm) containing Ga, Zn, and S elements was formed, which effectively reduced the contact area between the friction pairs, resulting in improved tribological performance. This study provides insights into the design of MOF-based nanocomposites for lubricating applications.
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