[发明专利]一种过渡金属包覆In2

说明书

本发明公开了一种过渡金属包覆In₂O₃(ZnO)₅核‑壳结构热电材料的制备方法，属于新能源材料技术领域。其特征是，首先合成[bmim]BF₄离子液体，后将In₂O₃(ZnO)₅粉末经过敏化、活化，以金属酸盐作为金属源，以NiSO₄作为Ni源为例，NaH₂PO₂·H₂O为还原剂，H₃BO₃为缓冲物质，调节镀镍溶液pH至9，后将活化的样品倒入该溶液中，水浴60℃加热。水浴加热后的样品静置、分离、干燥，所获得粉体采用放电等离子烧结技术烧结。该方法中Ni²⁺离子通过用无电沉积而被还原包覆在In₂O₃(ZnO)₅陶瓷上，从而促进了Ni在In₂O₃(ZnO)₅陶瓷粉体表面上的沉积，制成的粉体样品形成核‑壳结构。ZT值从纯In₂O₃(ZnO)₅的0.12增加到Ni包覆的In₂O₃(ZnO)₅核‑壳体材料的0.39，为增强ZnO‑In₂O₃陶瓷的热电性能提供了一种新的制备方法协同掺杂策略。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种过渡金属包覆In₂O₃(ZnO)₅核-壳结构热电材料的制备方法。

背景技术

随着社会经济的不断发展，环境和能源问题越来越被人类所重视。目前人类能源利用率低，超过55%能源以废热形式被排放到环境中，热电材料（又称温差电材料），能够利用固体内部载流子和声子的输运及其相互作用，且热电器件无污染、结构轻便、体积小、寿命长，有可效地将热能转换为电能，故得到越来越多的重视。以热电器件为核心元件的热电模块在半导体制冷、温差电池等方面有着广泛的应用前景。热电材料的性能以无量纲热电优值ZT来表征，，α为塞贝克系数，σ为电导率，κ为热导率，T为绝对温度；α²称为功率因子，用于表征热电材料的电传输性能。由于决定材料热电性能的三个重要参数α、σ、κ之间是相互耦合的，如何实现这些参数的独立调控（或协同调控）是提高热电性能的核心。