[发明专利]一种胺膦复合热电材料的制备方法

说明书

本发明属于能源材料技术领域，具体为一种胺膦复合热电材料的制备方法。本发明提出的方法是将四种胺膦有机物、硫氰酸亚铜、碘化钾、碳粉以及二甲亚砜混合，加热搅拌，冷却抽滤，乙醇淋洗，真空干燥，粉体球磨等制备胺膦复合热电材料。将胺膦复合热电材料冷压成型，测试热导、热电系数，依据功率因子公式计算出胺膦复合热电材料的功率因子高于889μW·m^‑1·K^‑2，热电优值高于1.61。

技术领域

本发明属于能源材料技术领域，具体为一种胺膦复合热电材料的制备方法。

背景技术

热电材料(又称温差材料)是一种将热能和电能进行转换的功能材料，它可以利用废弃的热量以及极小的温差进行热电发电或者热电制冷，且不含有任何流动的液体以及机械转动部位， 因此被广泛关注。热电材料的能量转换效率通常用无量纲热电优值(ZT)来判断。与无机热电材料相比，复合热电材料拥有独特的性能(如低的热导率、低成本、易于合成以及易于加工成型)，这使得它们成为热电材料的研究热点。如果复合热电材料的功率因子(P =S²σ，其中S为塞贝克系数，σ为电导率)能够被大幅度提高，它们非常有希望广泛应用于各种能源领域。

朱勋棪等介绍了一种块体PEDOT：PSS热电材料的制备方法，采用有机极性溶剂DMSO对PEDOT：PSS进行掺杂改性，并与无机材料Na_0.015Sn_0.985Se复合制得高性能块体复合热电材料。结果表明，DMSO可以极大的提高材料的电导率；与Na_0.015Sn_0.985Se复合后虽然电导率有所下降，但同时伴随着热导率的降低以及Seebeck系数的增大，最终当复合量为10wt%时ZT值在300 K附近达到2.65×10^-3，相比于基体提高了约3倍（人工晶体学报，2018年第2期273-279,共7页）。

周振兴等采用多元醇法和熔融淬火高温退火法合成银纳米线(AgNWs)和填充方钴矿材料，采用超声分散法并结合等离子体快速烧结技术(SPS)烧结成纳米复合材料。通过XRD和扫描电镜分析材料的物相结构与微观形貌，测量计算了不同AgNWs复合含量样品的电导率、Seebeck系数、热导率、晶格热导率和ZT值。发现了复合AgNWs可以很大程度地提高方钴矿材料的电输运性能，但也使得其热导率不可避免地升高。最终AgNWs复合含量为0.5wt%的复合材料热电性能最佳，达到850K时的1.02（人工晶体学报，2017年第10期1879-1884,共6页）。

梁安生等合成了窄带隙的聚（3-甲基噻吩对硝基苯甲烯）（PMTNBQ），并研究了其热电性能.通过溶液混合、机械球磨以及冷压成型，制备了具有不同复合比例的PMTNBQ/石墨（G）的复合热电材料。研究了石墨含量对PMTNBQ/G复合材料的热电性能的影响，当石墨含量（质量分数）为90%时，PMTNBQ/G复合热电材料出现了最高的热电优值（ZT）（5.36×10^-3）（高等学校化学学报，2016年第6期1161-1167,共7页）.

吴子华等以溶胶–凝胶法合成了PPP@Zn_1-xCo_xO纳米复合热电材料，再以放电等离子烧结制备成块体，并对其热电性能进行了研究。由透射电镜照片发现，PPP纳米颗粒尺寸在200nm以下。热电性能分析表明，随着PPP添加量的增加，赛贝克系数先增大后减小，电导率随PPP含量增加而大幅度提高。与ZnO块体材料相比，溶胶–凝胶法合成的PPP@Zn_1-xCo_xO纳米复合热电材料的热导率大幅度降低。纳米复合热电材料在870 K时具有最大ZT值（0.16），是Zn_0.975Co_0.025O材料的8倍（无机材料学报，2016年第11期1249-1254,共6页）。