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离子液体由于具有挥发性极低,热稳定性高,不可燃,熔点低,溶解性优良等优点,近年来在润滑领域引起了广泛关注。同时,其独特结构可设计性使得离子液体可以通过阴阳离子的组合获得无数种类,从而获得可调的功能。本文基于1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷阳离子(DABCO)设计合成了具有对称结构的新型双离子液体,通过阴离子的调节实现了对离子液体理化性能的调控;在此基础上,进一步设计合成了基于1,4-二氮杂双环[2.2.2]的功能化离子液体,从而实现了离子液体与碳量子点的复合,并研究了它们在聚乙二醇(PEG)合成基础油中的理化性能以及摩擦学性能。(1)基于1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷的季胺化合成了[C4DABCOC4][Br]2双离子液体,采用水杨酸螯合硼锂、六氟磷酸钾和双三氟甲烷磺酰亚胺锂进行阴离子交换合成了[C4DABCOC4][BScB]2、[C4DABCOC4][PF6]2 和[C4DABCOC4][NTf2]2。通过傅立叶变换红外(FTIR)光谱,核磁(1H,13C,11B,31P和19F)和质谱确认离子液体的结构,同时研究了不同阴离子类型对离子液体热性能,润湿性,运动粘度的影响,其中[C4DABCOC4][NTf2]2作为添加剂的性能最为优异。在392N载荷下,添加2wt%离子液体添加剂可以实现PEG磨损体积最大降低81.28%,摩擦系数最高降低19.27%;且在588N载荷下离子液体依然能表现出优异的抗磨减摩效果,PEG的磨损体积最大降低85.82%,摩擦系数最大降低17.70%。通过对磨斑表面的分析,进一步探究离子液体的抗磨减摩机理。在摩擦过程中,离子液体首先通过物理吸附作用在摩擦表面形成物理吸附层。在摩擦过程中产生的高压、摩擦热、机械能的作用下,形成的物理吸附层会发生部分分解,从而促使活性元素在摩擦表面形成化学反应膜,从而实现了摩擦性能的提高。(2)基于1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷的季胺化合成了羟基功能化的[C3BHDABCOC3][C1]2,将其与碳点前驱体进行原位共炭化制备了离子液体杂化碳点材料CDs-Cl。通过傅立叶变换红外(FTIR)光谱,核磁(1H,13C),质谱,X射线光电子能谱(XPS)和透射电镜(TEM)对离子液体和碳点的结构进行分析。研究表明,CDs-Cl碳点具有较窄的尺寸分布,平均直径为2.6-3nm,并在PEG中表现出优异的分散稳定性。同时,CDs-Cl的加入有效地提升PEG的抗磨减摩性能。在392N载荷下,PEG的磨损体积降低了 39.62%,摩擦系数降低36.36%。而且,CDs-Cl的加入显著还改善了磨合过程,使摩擦系数在较短的时间内降低至最小值,并保持稳定。(3)选取水杨酸螯合硼锂、六氟磷酸钾和双三氟甲烷磺酰亚胺锂与[C3BHDABCOC3][Cl]2进行阴离子交换合成了羟基功能化的[C3BHDABCOC3][BScB]2,[C3BHDABCOC3][PF6]2和[C3BHDABCOC3][NTf2]2。利用原位共炭化法一步合成了具有发光依赖性、尺寸形貌均匀的离子液体杂化碳量子点(CDs-IL)。研究结果表明,通过对离子液体阴离子结构的调节可获得不同形貌、组成和理化性能的CDs-IL。三种CDs-IL作为润滑添加剂均能够显著提高PEG的抗磨减摩性能,其中CDs-PF6作为添加剂的性能最为优异。与纯PEG相比,磨斑体积最大可减小96.49%,摩擦系数最高可降低72.72%。此外,在添加CDs-IL后,PEG混合油样的摩擦系数可在较短时间内(小于500s)迅速达到最小值并保持稳定。研究发现,CDs-IL在摩擦力的作用下不断从油样中转移到摩擦表面起到“滚轴效应”来实现摩擦系数的降低,另一方面,CDs-IL能够在摩擦表面形成富碳润滑膜,从而实现抗磨损性能的提升。