PEDOT基纳米复合材料的制备及其热电性能研究

发布时间：2019-08-06 17:08

【摘要】：热电材料是一种通过自身载流子的传输来实现热能与电能互相转换的功能材料,可以被用于发电和制冷。导电聚合物相比传统的无机热电材料具有热导率低、原料丰富、价格便宜、易加工成型等优点,其中聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT),因其具有低的热导率,掺杂后高的电导率等优异特点,在热电材料领域具有广阔的应用前景。理论上,若能采取适当的工艺制备PEDOT基纳米复合材料,将有可能利用PEDOT低的热导率以及无机材料高的电导率和Seebeck系数的特点,甚至产生协同效应,提高PEDOT基纳米复合材料的热电性能。基于此思路,本论文探索了采用不同方法制备了Bi2Te3/PEDOT复合材料,以及采用原位聚合法制备了导电炭黑/PEDOT和石墨烯/PEDOT复合材料,研究了无机材料含量对上述复合材料组成、微观结构和热电性能的影响规律。最后本论文通过低温湿化学法制备了 Bi2Te3/棉织物复合材料,经PEDOT:PSS处理后,制备成了柔性PEDOT:PSS/Bi2Te3/棉织物复合材料,研究了B 2Te3含量对其热电性能的影响,所制备的复合材料在柔性热电器件领域具有潜在的应用前景。
【图文】：

PEDOT基纳米复合材料的制备及其热电性能研究,李云扬;2017年

上海应用技术大学硕士学位论文逡逑不同元素的金属导线连接在一起形成电流回路后，如果在两个导线接头保持不同的温度，逡逑此时导线周围的磁针会发生转动％１１］，此效应被命名为塞贝克效应，图１．１邋（ａ）为其示逡逑意图。塞贝克效应的原理可以简单解释为：因为导体中载流子具有的能量与温度成正比逡逑关系，即温度越高载流子所获得的动能越大，所以当导体不同接头处具有温度差时，热逡逑端处载流子将比冷端处载流子具有更高的动能，从而会向冷端处迁移，当这种迁移达到逡逑平衡后，导体两端就形成了电动势。塞贝克效应的大小用Ｓｅｅｂｅｃｋ系数Ｓ表示，定义为：逡逑５邋＝邋—逦（１－１）逡逑ＡＴ逡逑式中：Ａ１／为温差电动势，ＡＴ为温度差。Ｓｅｅｂｅｃｋ系数常用的单位是＞ｉＶ／Ｋ，数值可逡逑正可负，取决于所用材料本身的载流子是电子还是空穴（Ｎ型半导体载流子为电子，Ｐ逡逑型半导体载流子为空穴）。逡逑１．２．２逦Ｐｅｌｔｉｅｒ邋效应逡逑法国物理学家珀尔帖（Ｊ－Ｃ邋Ｐｅｌｔｉｅｒ）在实验中发现了第二个热电效应一拍尔帖效应［１２］。逡逑此实验是将一根铋（Ｂｉ）金属棒和一根锑（Ｓｂ）金属棒连接在一起构成闭合回路，当电逡逑流通过此闭合回路时，滴在金属棒接头处的水结成了冰。这说明通电使金属产生了吸热逡逑的现象

PEDOT基纳米复合材料的制备及其热电性能研究,李云扬;2017年

Ｆｉｇ．邋１．４邋Ｓｏｍｅ邋ｉｍｐｏｒｔａｎｔ邋ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ邋ｐｏｌｙｍｅｒｓ邋ｕｓｅｄ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｆｉｅｌｄ邋ｏｆ邋ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ逡逑与无机热电材料相比，导电聚合物的热电性能仍较差。导电聚合物也可以通过或结构低维化等调控方法提高其热电性能另外，与传统的无机热电材料、碳材复合也是提氋其热电性能的重要途径之一邋［３２，３９］。逡逑１．５邋ＰＥＤＯＴ及其复合热电材料逡逑ＰＥＤＯＴ是聚噻吩的衍生物，是一种目前被广泛研宄的导电聚合物。上世纪８０年拜耳公司合成了二氧乙撑噻吩单体（ＥＤＯＴ）邋聚合后形成的ＰＥＤＯＴ具有分子
【学位授予单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TB33

【参考文献】