金属离子配位自组装氧化石墨烯涂层摩擦学特性研究

王梦娇1, 王澳1, 孟祥铠1, 彭旭东1, 王金清2（1.浙江工业大学 机械工程学院；2.中国科学院 兰州化学物理研究所 润滑材料全国重点实验室）

摘要: 氧化石墨烯(GO)涂层层间键合是影响其宏观摩擦学性能的关键因素之一. 本研究中在不同金属离子(Li+、Ca2+和Al3+)配位下可控制备了系列GO自组装涂层，并在大气、氮气和真空环境下考察了自组装GO涂层的摩擦学性能，探究GO涂层层间键合作用对摩擦学性能的影响. 研究发现GO涂层层间键合作用方式与大小和金属离子价态密切相关，进而影响涂层摩擦学性能. 结果表明：金属离子的引入与GO纳米片上含氧官能团配位可显著增加层间作用力和钝化表面缺陷，金属离子价态越高，GO涂层摩擦学性能改善越显著. 在大气、氮气和真空环境下，三价态GOAl3+涂层均表现出更优异的摩擦学性能.

关键词: 金属离子价态；氧化石墨烯涂层；自组装; 层间键合; 摩擦学特性