[发明专利]硅包覆氧化铈纳米粉体材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硅包覆氧化铈纳米粉体材料，其特征在于：

①.SiO₂包覆重量份数为硅包覆氧化铈粉体材料总重量的5～15％；

②.晶体形貌为棒状、片状和颗粒状，其中，棒状短径的平均为10nm，颗粒状的平均粒径为8nm，片状的平均粒径为13nm；

③.无硬团聚；

④.用于润滑油，平均摩擦系数0.0696，最终的摩擦系数也只有0.0699。

2.一种权利要求1的硅包覆氧化铈纳米粉体材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

①.沉淀剂溶液A的配制

以0.8～1.5mol/mL的氨水溶液作为沉淀剂溶液A，配制100ml，备用；

②包覆用硅溶液C的配制

以正硅酸乙酯的乙醇溶液为包覆硅溶液，按照SiO₂在硅包覆氧化铈粉体材料中的重量百分数为5～15％计，准确计量正硅酸乙酯的重量份数，用乙醇溶解并稀释制30ml，得正硅酸乙酯乙醇溶液，备用；

③硝酸铈储备液B的配制

配制浓度为0.1～0.5mol的硝酸铈储备液，使其还含有1～5wt％的PEG2000和3～5wt％的H₂O₂，配制硝酸铈储备液B100ml，备用；

④.反应原料混合液的制备

将步骤②制备的包覆硅溶液C加入到步骤③制备的硝酸铈储备溶液B中，搅拌下，充分混合，并使其互溶；

⑤.硅包覆硝酸铈粉体粗品的制备

a.沉淀反应

将步骤①制备的沉淀剂溶液A加入步骤④制备的反应原料混合液中，进行沉淀反应，工艺条件控制如下：

搅拌转速r/min            1400

滴加速度滴/min           40～50

反应温度0～20℃pH        10±0.2

反应温度40～50℃pH       8.5±0.3

反应温度70～80℃pH       4.5±0.2

滴完后搅拌反应时间h      0.5～1

陈化反应温度℃           80

陈化反应时间h            20～25

b.分离、洗涤、干燥

将沉淀反应产物离心分离，以二次水洗涤3～5次，无水乙醇洗涤2～3次，60℃-80℃干燥8～10h，制得硅包覆硝酸铈粉体粗品，待精制；

⑥.精制

将步骤⑤制备的硅包覆硝酸铈粉体粗品加入到异丁醇中，至异丁醇完全浸没样品，超声分散后，回流1～2h，蒸馏脱除89～91℃的异丁醇-水共沸物，当馏分温度升至异丁醇沸点107-110℃时，停止蒸馏，继续回流1～2h后，减压蒸馏回收异丁醇，制得疏松的硅包覆硝酸铈粉体；

⑦.煅烧

在800℃温度下，煅烧1～2小时，即得到硅包覆氧化铈纳米粉体；

⑧.表面处理

用表面活性剂U100对制得样品进行表面处理，其质量比例为，纳米粉体∶U100＝100∶2.0，超声分散在80ml的丙酮溶液中，然后，120℃烘干，即将表面活性剂U100包覆在粉体表面。

3.权利要求1所述的硅包覆氧化铈纳米粉体材料用于润滑油。

4.按照权利要求3的硅包覆氧化铈纳米粉体材料的应用，用作润滑油添加剂。

5.按照权利要求4的硅包覆氧化铈纳米粉体材料的应用，其特征在于减磨润滑性能通过如下方法检测：

将SiO₂包覆含量为1.5wt.％的硅包覆氧化铈纳米粉体材料，用超声波将其分散到500SN的基础油中。采用四球摩擦试验机检测其减磨润滑性能。