[发明专利]一种热电转换间隔织物的制备方法

说明书

本发明公开了一种热电转换间隔织物的制备方法，其特征在于，将离子表面活性剂、无机热电材料、溶剂制成表面活性剂混合分散液；将氧化剂与溶剂制成氧化剂溶液；将两者混合，并加入聚合物单体，形成热电复合材料混合溶液；将热电复合材料混合溶液加入到溶剂中，获得干净的热电复合材料溶液；再加入分散剂，获得P型热电复合材料溶液；将纱线浸润于P型热电复合材料溶液中，烘干，然后将纱线穿入间隔织物中；将高分子聚合物溶液间隔地注入穿入织物的纱线，然后烘干，制得热电转换间隔织物。本发明制备方法简单，操作方便，可大量生产，制备过程对环境无污染。而且本发明制备的纺织结构热电器件兼具柔性和热电性，应用前景广泛。

技术领域

本发明涉及一种热电转换间隔织物的制备方法，属于功能性织物技术领域。

背景技术

传统能源物质的短缺，促进了新型清洁能源材料的发展，热电材料(也称热电转换材料)吸引了全世界科学家的关注。能够将热能和电能进行相互转换的热电材料是一种新型的清洁能源材料，发展前景广阔。目前，提高热电发生器(TEG)的能量转换效率和其可穿戴性是当前最重要的研究热点之一。

以纤维为基础的纺织服装系统已经由人类制造和使用了数千年，因为其长径比一般不低于50，而且是柔软和可变形，透气，耐用和可洗涤的，因此是温差发电器的理想的载体。尽管有优势，纤维基热电发生器的发展也遇到了很多挑战。当前已有的研究中如通过针织方法用金属丝构成的热电发生装置、由小的热电半导体贴片压成玻璃织物形成热电发生装置、热电材料固着在蚕丝织物上，制备出柔软的温差发电器等。例如CN108649116A公布了一种可拉伸可穿戴弹簧状热电器件，是用无机热电材料通过涂覆在模板上再经剥离制得；CN108305935A公布的一种柔性热电器件，是通过焊接的方法将柔性基板、P型、N型半导体、电极等相连，利用在柔性基板间增加隔断实现可弯曲性；CN104934526A公布的一种可弯曲折叠的异质柔性热电转换器件，是利用墨烯层与二维半导体晶体层的交叠区域产生温度梯度,引起塞贝克效应,产生开路电压,并进行热电转换。

然而以上热电发生装置存在着穿戴舒适性差、灵活性和可变性差、热电材料与织物结合效果差，易脱落等问题。

发明内容

本发明所要解决的问题是：现有柔性热电材料的柔韧性与热电性能不能兼具的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种热电转换间隔织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，将离子表面活性剂、无机热电材料加入到第一可挥发性溶剂中，在搅拌后超声，使表面活性剂在第一可挥发性溶剂中均匀分散，得到表面活性剂混合分散液；

第二步：将氧化剂溶解在第二可挥发性溶剂中，得到氧化剂溶液；

第三步：将氧化剂溶液与表面活性剂混合分散液混合，加热并机械搅拌，得到混合溶液；

第四步：将聚合物单体加入到第三步得到的混合溶液中，继续加热并机械搅拌，聚合物单体在溶剂中发生原位聚合，形成热电复合材料混合溶液；

第五步：将热电复合材料混合溶液加入到第三可挥发性溶剂中，通过多次水浴超声、抽滤进行洗涤，获得干净的热电复合材料溶液；

第六步：将分散剂加入到干净的热电复合材料溶液中，通过超声、抽滤，获得P型热电复合材料溶液；

第七步：将纱线浸润于P型热电复合材料溶液中，烘干，然后将纱线穿入间隔织物中；

第八步：将高分子聚合物溶液周围间隔地注入穿入织物的纱线，然后烘干，制得热电转换间隔织物。周围间隔，即以穿设于织物内的线段为一个单元形成点阵(俯视)，该单元注入高分子聚合物溶液，则该单元周围的八个单元不注入高分子聚合物溶液。