[发明专利]纳米Bi2Sr2Co2Oy热电化合物粉体的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新能源材料领域，具体涉及一种纳米Bi₂Sr₂Co₂O_y热电化合物粉体的制备方法。

背景技术

热电转换技术是利用半导体热电材料的Seebeck效应将热能直接转换成电能的技术。由于其不含其它发电技术所需要的庞大传动机构，具有体积小、可靠性高、制造及运行成本低、寿命长、制造工艺简单、应用面非常广等特点，因而受到科学工作者的重视。

Bi₂Sr₂Co₂O_y是氧化物热电材料的一种，其晶体结构属于二维层状结构，具有独特的高强度、对环境无污染，并且可以在高温、氧化性气氛下长期工作等特点，是适用于中、高温区的一类热电材料。但是，目前这种材料的热电优值相对较小，转换效率较低。因此，需要对其热电性能进行改进。研究表明，微观结构对热电材料的热电性能有非常显著的影响。目前，对于Bi₂Sr₂Co₂O_y多晶化合物的制备方法主要为高温固相反应法(Solid state reaction，SSR)和溶胶-凝胶法(Sol-gel method)，但是均难获得分布均匀、微观结构为纳米尺度的Bi₂Sr₂Co₂O_y化合物。

发明内容

本发明的目的是提供一种分布均匀、微观结构为纳米尺度的纳米Bi₂Sr₂Co₂O_y热电化合物粉体的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：纳米Bi₂Sr₂Co₂O_y热电化合物粉体的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1).将冰醋酸与去离子水按照体积比为1∶1混合，得到冰醋酸溶液(作为溶剂)；

按冰醋酸溶液、Co(NO₃)₂·6H₂O中的Co³⁺、Sr(NO₃)₂中的Sr²⁺、Bi(NO₃)₃·5H₂O中的Bi³⁺的配比为1L∶0.06mol∶0.06mol∶0.06mol，选取冰醋酸溶液、Co(NO₃)₂·6H₂O、Sr(NO₃)₂和Bi(NO₃)₃·5H₂O，备用；

然后向冰醋酸溶液中加入Co(NO₃)₂·6H₂O、Sr(NO₃)₂和Bi(NO₃)₃·5H₂O，并搅拌混合，形成混合溶液A；

2).将混合溶液A于60～100℃水浴中充分反应5～10小时，得到均匀透明的溶胶；将溶胶在空气中于60～120℃加热8～12小时，使其逐渐变成干凝胶，得到干凝胶；

3).将步骤2)得到的干凝胶在空气气氛下于置于800～900℃马弗炉中保温1～5小时，得到单相Bi₂Sr₂Co₂O_y热电化合物粉体；

4).将步骤3)得到的单相Bi₂Sr₂Co₂O_y热电化合物粉体置于无水乙醇中超声10～20小时后取出干燥，即得到纳米Bi₂Sr₂Co₂O_y热电化合物粉体(最终产物)。

Bi₂Sr₂Co₂O_y中的y为7～9。超声的频率为40KHz、功率为100-4000W。