1.一种表面镀金属摩擦催化材料,其特征在于,以生物质碳化制备的微纳米颗粒为负载体,催化活性金属粒子附着于生物质负载体界面;生物质微纳米颗粒选自生物基陶瓷微粒、碳量子点微粒,催化活性金属粒子选自Cu、Au、Ni或Ag纳米颗粒。
2.一种制备如权利要求1所述表面镀金属摩擦催化材料的方法,其特征在于,首先以生物质碳化制备生物质微纳米颗粒,然后通过预处理后再进行化学镀或共沉淀法实现催化活性金属粒子在生物质微纳米颗粒界面的附着。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤如下:
1)、生物质微纳米颗粒的预处理
向10g的生物质微纳米颗粒中添加100~200mL的无水乙醇或丙酮进行除油,然后依次加入80~200mL浓度为10~30g/L的氯化亚锡进行敏化,加入80~200mL浓度为0.5~2g/L的氯化钯进行活化,加入80~200mL浓度为20~40g/L的次亚磷酸钠进行还原,使得生物质微纳米颗粒形成催化活性中心;最后水洗获得预处理颗粒,自然干燥,待用;
2)、化学镀法制备表面镀金属摩擦催化材料
取1~10g的预处理生物质微纳米颗粒于50~250mL的化学镀液中施镀,施镀时间为40~80min,施镀温度为20~50℃;然后过滤,干燥,即可获得表面镀金属摩擦催化材料;
配制1L化学镀液成分为10~20g的硫酸铜或硝酸镍或水合四硝酸金酸或氯化银、30~
50g的酒石酸钠、5~15g的氢氧化钠、30~40g的碳酸钠、1~8g的氯化镍,化学镀中还原剂为浓度为0.01~0.1L的甲醛溶液。
4.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤如下:
1)、生物质微纳米颗粒的预处理
向10g的生物质微纳米颗粒中添加100~200mL的无水乙醇或丙酮进行除油,自然干燥,待用;
2)、共沉淀法制备表面镀金属摩擦催化材料
取1~10g的预处理生物质微纳米颗粒于50~250mL浓度为0.04~0.2g/mL的水合四硝酸金酸溶液或氯化银溶液或氯化铜溶液或硝酸镍溶液中进行共沉淀反应,反应时间为60~
150min,反应温度为室温;然后过滤,干燥,即可获得表面镀金属摩擦催化材料。
5.如权利要求2~4任一项所述的制备方法,其特征在于,生物质微纳米颗粒的制备步骤如下:①、利用破碎机将生物质原料破碎,用无水乙醇浸渍洗涤生物质原料粉末,之后烘干,待用;
②、将烘干的生物质原料粉末与胶粘剂均匀混和,然后放入管式炉中进行高温炭化,获得生物质基陶瓷团聚颗粒;
③、将生物质基陶瓷团聚颗粒加入行星式球磨机中球磨,进而获取细化的生物基陶瓷微粒。
6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤①中生物质原料破碎至粒度达到10~100目,每10g生物质原料粉末中添加100~200mL的无水乙醇;步骤②中使用的胶粘剂为聚酰亚胺树脂或聚乙烯树脂,生物质原料粉末与胶粘剂的重量比为1~4:1,高温炭化反应时反应温度为1000~1200℃,反应时间为2~5h,高温炭化反应在惰性气体保护下进行的;
步骤③中在行星式球磨机中球磨时间为30min。
7.如权利要求2~4任一项所述的制备方法,其特征在于,生物质微纳米颗粒的制备步骤如下:①、利用破碎机将生物质原料破碎,用无水乙醇洗涤生物质粉末,之后烘干,待用;
②、将生物质粉末与强碱溶液混合,加热、搅拌,然后洗涤至中性,烘干,待用;
③、将强碱处理后的生物质粉末置于管式炉中,保护气氛下高温煅烧,冷却至室温,取出球磨;
④、将球磨后的生物质碳颗粒加入到含强氧化剂、强酸溶液中,加热、搅拌;
⑤、用去离子水将反应液稀释,然后逐滴加入氢氧化钠溶液,直至溶液pH值为中性;
⑥、将反应液置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中进行水热反应,反应结束后过滤、冷冻干燥,即获得碳量子点微粒。
8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤①中生物质原料破碎至粒度达到50~400目,每5~20g生物质粉末使用100mL无水乙醇洗涤;步骤②中生物质粉末与强碱的质量比为1:1~4,使用的强碱为氢氧化钠或氢氧化钾,加热温度为80~100℃,搅拌时间为4~
6h;步骤③中煅烧温度为750~800℃,煅烧时间为1~3h,球磨时间为4~6h;步骤④中每0.3~0.5g的生物质碳颗粒中添加80~100mL的强酸溶液、0.9~1.2g的强氧化剂;加热温度为
80~120℃,搅拌时间为1~3h;步骤④中使用的强酸溶液为体积比为2.5~3.5:1的硫酸和硝酸,使用的强氧化剂为高锰酸钾;步骤⑤中氢氧化钠浓度为0.25~0.5g/mL;步骤⑥中水热反应温度为160~180℃,反应时间为4~6h。
9.如权利要求1所述表面镀金属摩擦催化材料在改善复合材料摩擦学性能中的应用,其特征在于,将表面镀金属摩擦催化材料添加至金属或高分子材料中,摩擦诱导催化剂催化碳微粒结构转变,达到改善复合材料摩擦学性能。