Design of novel lubricating structured MOF-on-MOF heterostructure towards the tribological application

材料科学 异质结 润滑 摩擦学 纳米颗粒 化学工程 复合材料 纳米技术 光电子学 工程类
作者
Huawen Zhu,Zhi‐Lin Cheng
出处
期刊:Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects [Elsevier BV]
卷期号:652: 129873-129873 被引量:13
标识
DOI:10.1016/j.colsurfa.2022.129873
摘要

The merits of the elastic stiffness and flexible structure of 0D metal organic frameworks (0D MOFs) and the super-lubrication structure of 2D MOFs were conductive to improve the tribological performance of oil. In present paper, the spherical structure ZIF-7 nanoparticles and flake-like 2D Ni-BDC nanosheets were incorporated into the “ball-on-plate” heterostructure by in-situ synthesis route. The composition and structure of ZIF-7/2D Ni-BDC heterostructure were determined by a series of characterization technologies, which proved the spherical structure ZIF-7 nanoparticles grown on the surface of 2D Ni-BDC nanosheets. The ZIF-7/2D Ni-BDC heterostructure as additive in oil exhibited the better dispersibility and stability. The tribological experiments demonstrated that the ZIF-7/2D Ni-BDC heterostructure added into liquid paraffin effectively reduced by 39.7% in the friction coefficient and 18.03% in wear scar diameter at 0.08 wt% addition relative to pure liquid paraffin. The worn surface and debris characterizations confirmed that the “ball-on-plate” heterostructure could yield the synergistic effect of “rolling” and “interlayered sliding” in the friction process, thus significantly improving the lubrication performance of liquid paraffin.
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