聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/无机杂化复合材料的制备及热电性能的研究

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:wq52131
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,能源短缺以及环保问题日益严重,绿色环保能源的开发及应用迫在眉睫。热电转换材料作为一类能够实现热能和电能之间直接相互转换的特殊功能材料,越来越受到人们的关注。传统无机热电材料的研究及发展已经取得了巨大进步,然而无机热电材料也面临诸多问题,例如资源有限、价格昂贵、加工性差且具有一定毒性等缺点限制了其大规模应用。导电聚合物资源丰富、质量轻、易加工、环境稳定性好以及热导率低,逐渐成为热电领域的研究重点。聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)由于其具有较高的电导率、低的热导率、良好的加工性以及环境稳定性,成为热电领域最具潜在应用价值的聚合物之一。然而纯的PEDOT不溶于水以及其它溶剂,通常需要经过聚苯乙烯磺酸(PSS)进行掺杂从而形成水溶性良好的PEDOT:PSS。然而PEDOT:PSS中的PSS为绝缘物质,这极大影响了其电导率,导致其热电优值相对较低,不利于其在热电领域的应用。且商业的PEDOT:PSS价格昂贵并且溶液呈酸性,进一步带来的环境问题不容忽视。因而使PEDOT在具备良好的水溶性以及分散性的基础上进一步提高其热电性能具有重要的实际意义。研究表明,通过制备有机/无机杂化复合热电材料可以有效结合两者的优势,利用协同作用提高材料热电性能。因此,本文合成了具有良好的水溶性和分散性且热电性能优良的PEDOT纳米线(PEDOT NWs),并制备了PEDOT NWs/无机复合热电复合材料,系统测试和分析其热电性能。首先利用胶束软模板法成功制备PEDOT NWs,所制备的PEDOT NWs具有良好的分散性以及较高的电导率(249.5 S cm-1)。利用真空抽滤自组装方法制备PEDOT NWs/Bi2Te3复合薄膜,Bi2Te3的加入对复合薄膜电导率的提高尤为明显,电导率最大达727.29 S cm-1。然后,利用湿化学法成功制备了Bi2Te3纳米线(Bi2Te3 NWs),并将其作为无机组分制备了 PEDOT NWs/Bi2Te3 NWs复合薄膜,解决了Bi2Te3在PEDOT NWs基体中的分散性问题。复合薄膜的电导率以及Seebeck系数相比于Bi2Te3颗粒系列复合薄膜均有所提高,功率因子达9.06 μW m-1K-2。此外,从提高Seebeck系数(S)进而提高材料热电性能的角度出发,合成了具有较大Seebeck系数的Te纳米线(Te NWs),并制备了PEDOT NWs/Te NWs复合薄膜。复合材料的功率因子显著提高为58.03μW m-1K-2。利用XRD、SEM、TEM等表征手法深入分析各复合薄膜的结构以及微观形貌对其热电性能的影响。最后,以PEDOT NWs/Te NWs复合薄膜为基础材料制备了柔性热电发电器件。此热电器件可以利用人体与环境的温差产生2.8 mV的输出电压。
其他文献
本报讯2月7日下午,记者从市畜牧水产局获悉,2017年,以深化养殖业供给侧结构性改革为主线,围绕目标,扎实工作,我市养殖业持续健康发展、各项中心工作稳步推进。其中生猪、肉牛出栏和
报纸
针对T91钢(马氏体)与12Cr1Mo VG钢(珠光体)异种钢在技术培训、实际焊接生产中的应用,根据生产经验以及相关实验数据,从异种钢的组织、性能、焊接性、操作要点等方面入手,进行
<正>1若干外国都市森林的宏观特色1.1纽约纽约,是一座拥有1200万人口的超大城市。但是,纽约人的生活并没有脱离大自然,而且有900万人口的饮用水主要来自森林天然净化水。纽约
音乐剧是一种舶来的舞台艺术,在西方已经有上百年的发展历程。我国的音乐剧教学、创作与演出也正处在方兴未艾的时期,但精品和很受观众欢迎的音乐剧作品却并不多见。本文对一
信托法律制度发源于英国,从兴起之后就一直为推进公益事业而服务。但是英国的信托法中并没有关于公益信托监察人制度的规定,日本在引进信托法时创制了该制度。我国《信托法》中
房地产业具有较强的产业关联性,房地产业的发展程度会在相当程度上影响其他行业的发展。因此,房地产业在国民经济发展中占有重要地位。目前我国房地产业的发展出现了一些新的
难降解疏水性有机污染物(Hydrophobic Organic Contaminants,HOCs),包括了目前高度关注的持久性有机污染物,由于其对生物降解、光解、化学分解作用有较高抵抗能力,一旦排放到环境
目的综合评价褪黑素对失眠干预的效果。方法在Cochrane图书馆、Medline、Embase、中国生物医学文献数据库、中国知识资源总库等相关数据库,对1991至2007年的英文相关文献进行
元、始也,为万物之始,万物之本。庄子说气“至大无外,谓之大一;至小无内,谓之小一”,但确实真实的存在,是可以感知的真是存在。山水画的“元气”就是画者创作之前的画者原始
文中介绍了新疆植保无人机的推广应用现状、管理服务办法及相关政策法规,重点介绍了农机购置补贴引导植保无人机规范应用试点方案及植保无人机在我国的未来发展趋势。