基于纳米碳材料/聚苯胺的热电器件及其性能

发布时间：2022-02-22 03:46

　　小型可穿戴电子设备逐渐成为人们生活中必不可少的部分,但是现在使用的蓄电池存在经常充电、重量大的问题。热电器件利用塞贝克效应将热能转化为电能,不需要更换电池或者充电,还不会受到光照、风力等自然界因素的影响。热电材料一般分为半导体热电材料和导电聚合物热电材料。其中,半导体热电材料热电性能优异,但是柔韧性不足、原料昂贵、体积质量大。导电聚合物热电材料柔韧性优异,但是电导率较低、功率输出不足。针对上述问题,本文以价格低廉的纳米碳材料和聚苯胺为原料,在柔韧的基底（聚酰亚胺、涤纶）上制备了柔韧的、轻质的热电器件,研究了材料的热电性能和器件的输出性能,开展的主要工作有:（1）通过原位聚合制备柔性P型RGO/PANI型热电薄膜,薄膜的最大电导率为125 S/cm,最大塞贝克系数为13.2μV/K,最大功率因子为2.0μW/（mK2）,最低热导率为42 W/（mK）。将上述薄膜和氮化制备的n型RGO薄膜组装成热电器件,10 0K温差时能够输出2.73 mV的电压和69.5 nW的功率。（2）在制备RGO/PANI复合薄膜的过程中添加酸化SWNT,进一步提高复合薄膜的电导率,它的功率因子最高能可以达到50... 

【文章来源】：东华大学上海市211工程院校教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 热电材料及其热电器件
        1.2.1 热电器件和原理
        1.2.2 热电材料类型
    1.3 基于碳纳米管的热电材料
        1.3.1 掺杂碳纳米管热电材料
        1.3.2 碳纳米管/聚醋酸乙烯酯 (CNT/PVAc)复合热电材料
        1.3.3 碳纳米管/聚苯胺(CNT/PANI)复合热电材料
        1.3.4 碳纳米管/聚 3, 4-乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐复合热电材料
        1.3.5 碳纳米管/全氟磺酸复合物
        1.3.6 碳纳米管/聚-3 己基噻吩复合物
        1.3.7 碳纳米管/聚偏氟乙烯复合物
    1.4 基于石墨烯的热电材料
        1.4.1 石墨烯纳米带或石墨烯量子点
        1.4.2 石墨烯/聚苯胺复合物
        1.4.3 石墨烯/聚 3，4-乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐/碳纳米管(GNP / PEDOT:PSS/CNT)复合物
        1.4.4 石墨烯纳米线
    1.5 课题的提出及主要研究内容
    参考文献
第二章 具有横向温度梯度的石墨烯/聚苯胺热电器件
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 主要化学试剂与原料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 实验过程
        2.2.4 样品表征与性能测试
    2.3 结果与讨论
    2.4 本章小结
第三章 具有纵向温度梯度的石墨烯/聚苯胺/碳纳米管热电器件
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 主要化学试剂与原料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 实验步骤
        3.2.4 样品表征与性能测试
    3.3 结果与讨论
    3.4 本章小结
第四章 碳纳米管/聚苯胺柔性可折叠热电织物及器件
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 主要化学试剂与原料
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 实验步骤
        4.2.4 样品表征与性能测试
    4.3 结果与讨论
    4.4 本章小结
参考文献
全文总结
硕士期间研究成果及学科竞赛
致谢



本文编号：3638631