[发明专利]一种可控温氧化物热电材料、制备方法及应用

摘要

本发明公开了一种可控温氧化物热电材料、制备方法及应用，将含有Mn²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺的金属盐配成溶液，然后将溶液滴加至碳纳米管的碱溶液中，反应后，抽滤洗涤得到碳纳米管‑Mn_1‑xZn_xFe₂O₄复合粉末，最后烧结形成可控温氧化物热电材料，其中，通过控制碳纳米管的加入量以实现精确控温的目的，x<1。本发明将碳纳米管加入到锰锌铁铁氧体中的复合材料将在提高电导率的同时具有较高的Seebeck系数和较低的热导率。碳纳米管和锰锌铁氧体的复合材料，可以通过碳纳米管的添加量来控制锰锌铁氧体在交变磁场作用下的升温情况，从而达到具有较高热电性能的同时还可以精确控温的目的。本发明具备工艺简单、成本较低、操作简单、制备时间短、制备材料晶粒尺寸小等优点。

主权项

1.一种可控温氧化物热电材料的制备方法，其特征是，将含有Mn2+、Fe3+、Zn2+的金属盐配成溶液，然后将溶液滴加至碳纳米管的NaOH溶液中，反应后，抽滤洗涤得到碳纳米管‑Mn1‑xZnxFe2O4复合粉末，x<1；最后烧结形成可控温氧化物热电材料，其中，通过控制碳纳米管的加入量以实现精确控温的目的，所述碳纳米管的加入量小于等于可控温氧化物热电材料总质量10wt％；其特征是，步骤如下：(1)将碳纳米管与碱溶液超声振荡30‑40分钟混合均匀后得到溶液1；所述的碳纳米管是多壁碳纳米管、双壁碳纳米管、单壁碳纳米管中的一种或几种的组合；(2)将MnCl2· 4H2O、ZnCl2、FeCl3· 6H2O根据化学式Mn1‑xZnxFe2O4中各元素的化学计量比配成溶液2；(3)将溶液2缓慢滴加到70℃～80℃持续搅拌的溶液1中，然后将混合溶液加热到80℃～100℃，反应1～2小时，反应完成后，将所得悬浊液室温静置3～5小时；所述步骤(3)的反应过程均在高纯氮气氛围中进行；(4)抽滤、洗涤并80‑90℃真空干燥10‑12小时得到碳纳米管‑Mn1‑xZnxFe2O4复合粉末，所得复合粉末550℃～800℃进行放电等离子烧结5～15min，即得所述可控温氧化物热电材料，所述放电等离子烧结的升温速率为50℃/min～200℃/min，压力为10MPa～60MPa。