CN102627443A - 一种特殊形貌的Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种特殊形貌的Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料制备方法,该方法包括以下步骤:⑴将Ca(NO3)2·4H2O、Co(NO3)2·6H2O与柠檬酸按比例混合后,加入溶剂无水乙醇,经加热搅拌使之完全溶解形成透明溶液;⑵将所述透明溶液于60℃恒温水浴,缓慢蒸发,得到粉红色溶胶;⑶将所述溶胶在100~130℃温度下蒸发2h使之转变为粘滞的粉红色干凝胶后进行研磨,即得干凝胶粉;⑷将所述干凝胶粉经煅烧得到Ca3Co4O9粉体;⑸将所述Ca3Co4O9粉体与AgNO3溶液按不同摩尔比混合后,经加热搅拌将水分蒸除,得到Ca3Co4O9/AgNO3混合物;⑹将所述Ca3Co4O9/AgNO3混合物经复煅烧,即得Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料。本发明工艺简单、成本低廉,所得产品颗粒尺寸小且分布均匀。
Description
技术领域
本发明涉及一种热电材料的制备方法,尤其涉及一种特殊形貌的Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料制备方法。
背景技术
能源是人类活动的物质基础,是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力。工业革命后,在稳定能源供应的支持下,世界经济规模取得了较大增长,人类充分享受着能源带来的经济发展和科技进步等利益。而近年来由于需求的增大,煤、石油、天然气等主要的传统不可再生能源开始日益枯竭,这些矿物能源的过度使用还造成了环境的严重污染,威胁着人类的生存与发展。能源问题已上升到了国家的高度,也成为21世纪人类所共同关注的问题。
热电材料也叫温差材料,是一种通过内部载流子运动直接进行热电转换作用的功能材料。利用热电材料制成的热电转换元件具有结构简单、坚固耐用、无噪声、无振动、无机械部件、不需要冷媒、运行可靠等优点,尤其在环境问题日益突出的今天,更具有广泛的应用前景。热电材料的热电转换效率常用热电优值Z或无量纲优值ZT来表征,Z=S2ρ/κ,其中S为塞贝克系数,ρ为电阻率,κ为热导率。Ca3Co4O9陶瓷热电材料由于具有较高的 Seebeck系数,同时热稳定性较好,可以在高温氧化气氛下长期工作,无毒性、无污染而成为研究的热点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、成本低廉的特殊形貌的Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料制备方法。
为解决上述问题,本发明所述的一种特殊形貌的Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料制备方法,包括以下步骤:
⑴将Ca(NO3)2.4H2O、Co(NO3)2.6H2O与柠檬酸按照金属离子总摩尔数和柠檬酸摩尔数按1:1.1~1.3的比例混合后,加入溶剂无水乙醇,在20~40℃温度下加热搅拌15~20min使之完全溶解形成透明溶液;所述柠檬酸与所述无水乙醇的质量体积比为1:3.6;
⑵将所述透明溶液于60℃ 恒温水浴,缓慢蒸发,得到粉红色溶胶;
⑶将所述溶胶在100~130℃温度下蒸发2h使之转变为粘滞的粉红色干凝胶后进行研磨,至100~150目后即得干凝胶粉;
⑷将所述干凝胶粉在850℃煅烧5 h 得到 Ca3Co4O9粉体;
⑸将所述Ca3Co4O9粉体与AgNO3溶液按不同摩尔比混合后在70~80℃温度下加热搅拌30~40min,将水分蒸除,得到Ca3Co4O9/ AgNO3混合物;所述Ca3Co4O9粉体与所述AgNO3溶液的摩尔比是指Ca3Co4O9 /Ag = 0.1、0.2、0.3;
⑹将所述Ca3Co4O9/ AgNO3混合物在750℃复煅烧3h,即得Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、由于本发明采用无水乙醇为溶剂,因此,减少了溶胶形成的时间,使操作更容易,而且也使得Ca3Co4O9/Ag粉体分散均匀。
2、采用本发明方法获得的Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料,颗粒尺寸小且分布均匀。
对合成的粉末进行XRD衍射分析(荷兰帕纳科公司生产的X’Pert PRO型X—ray衍射仪,Cu靶,2θ(5°~80°),电流30mA,电压40kV。)表明,该物相结构为Ca3Co4O9和少量的Ag(如图1所示)组成。
对合成的粉末进行扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)分析(日本电子株式会社JSM-5610LV/INCA型扫描电子显微镜,所用电压为20KV,发射电流为95mA,图像高分辨率为3.5nm,低分辨率为5.0nm)如图2、3所示,粉体形貌为桃心状,厚度大约在 100nm 左右。而 Ag 的粒径均为纳米级,均匀分布在 Ca3Co4O9的表面上,其分布密度随着复合量的增加而增加。
3、由于本发明采用溶胶凝胶法制备Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料,只需形成凝胶结合高温煅烧即可,因此,工艺简单。
4、由于本发明采用无水乙醇,不加分散剂就可得到分散均匀的Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电粉体,因此,成本低廉。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明的XRD图谱。
图2为本发明Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料的SEM图谱。
图3为本发明Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料的EDS图谱。
具体实施方式
实施例1 一种特殊形貌的Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料制备方法,包括以下步骤:
⑴将Ca(NO3)2.4H2O、Co(NO3)2.6H2O与柠檬酸按照金属离子总摩尔数和柠檬酸摩尔数按1:1.1的比例混合后,加入溶剂无水乙醇,在20℃温度下加热搅拌20 min使之完全溶解形成透明溶液;柠檬酸与无水乙醇的质量体积比(g /mL)为1:3.6。
⑵将透明溶液于60℃ 恒温水浴,缓慢蒸发, 得到粉红色溶胶。
⑶将溶胶在100℃温度下蒸发2h使之转变为粘滞的粉红色干凝胶后进行研磨,至100~150目后即得干凝胶粉。
⑷将干凝胶粉在850℃煅烧5 h 得到 Ca3Co4O9粉体。
⑸将Ca3Co4O9粉体与AgNO3溶液按不同摩尔比混合后在70℃温度下加热搅拌40min,将水分蒸除,得到Ca3Co4O9/ AgNO3混合物; Ca3Co4O9粉体与AgNO3溶液的摩尔比是指Ca3Co4O9 /Ag = 0.1、0.2、0.3。
⑹将Ca3Co4O9/ AgNO3混合物在750℃复煅烧3h,即得Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料。
实施例2 一种特殊形貌的Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料制备方法,包括以下步骤:
⑴将Ca(NO3)2.4H2O、Co(NO3)2.6H2O与柠檬酸按照金属离子总摩尔数和柠檬酸摩尔数按1:1.2的比例混合后,加入溶剂无水乙醇,在40℃温度下加热搅拌15min使之完全溶解形成透明溶液;柠檬酸与无水乙醇的质量体积比(g /mL)为1:3.6。
⑵将透明溶液于60℃ 恒温水浴,缓慢蒸发, 得到粉红色溶胶。
⑶将溶胶在100℃温度下蒸发2h使之转变为粘滞的粉红色干凝胶后进行研磨,至100~150目后即得干凝胶粉。
⑷将干凝胶粉在850℃煅烧5 h 得到 Ca3Co4O9粉体。
⑸将Ca3Co4O9粉体与AgNO3溶液按不同摩尔比混合后在80℃温度下加热搅拌30min,将水分蒸除,得到Ca3Co4O9/ AgNO3混合物; Ca3Co4O9粉体与AgNO3溶液的摩尔比是指Ca3Co4O9 /Ag = 0.1、0.2、0.3。
⑹将Ca3Co4O9/ AgNO3混合物在750℃复煅烧3h,即得Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料。
实施例3 一种特殊形貌的Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料制备方法,包括以下步骤:
⑴将Ca(NO3)2.4H2O、Co(NO3)2.6H2O与柠檬酸按照金属离子总摩尔数和柠檬酸摩尔数按1:1.3的比例混合后,加入溶剂无水乙醇,在30℃温度下加热搅拌18 min使之完全溶解形成透明溶液;柠檬酸与无水乙醇的质量体积比(g /mL)为1:3.6。
⑵将透明溶液于60℃ 恒温水浴,缓慢蒸发, 得到粉红色溶胶。
⑶将溶胶在100℃温度下蒸发2h使之转变为粘滞的粉红色干凝胶后进行研磨,至100~150目后即得干凝胶粉。
⑷将干凝胶粉在850℃煅烧5 h 得到 Ca3Co4O9粉体。
⑸将Ca3Co4O9粉体与AgNO3溶液按不同摩尔比混合后在75℃温度下加热搅拌35min,将水分蒸除,得到Ca3Co4O9/ AgNO3混合物; Ca3Co4O9粉体与AgNO3溶液的摩尔比是指Ca3Co4O9 /Ag = 0.1、0.2、0.3。
⑹将Ca3Co4O9/ AgNO3混合物在750℃复煅烧3h,即得Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料。
实施例4 一种特殊形貌的Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料制备方法,包括以下步骤:
⑴将Ca(NO3)2.4H2O、Co(NO3)2.6H2O与柠檬酸按照金属离子总摩尔数和柠檬酸摩尔数按1:1.1的比例混合后,加入溶剂无水乙醇,在40℃温度下加热搅拌15 min使之完全溶解形成透明溶液;柠檬酸与无水乙醇的质量体积比(g /mL)为1:3.6。
⑵将透明溶液于60℃ 恒温水浴,缓慢蒸发, 得到粉红色溶胶。
⑶将溶胶在120℃温度下蒸发2h使之转变为粘滞的粉红色干凝胶后进行研磨,至100~150目后即得干凝胶粉。
⑷将干凝胶粉在850℃煅烧5 h 得到 Ca3Co4O9粉体。
⑸将Ca3Co4O9粉体与AgNO3溶液按不同摩尔比混合后在72℃温度下加热搅拌38min,将水分蒸除,得到Ca3Co4O9/ AgNO3混合物; Ca3Co4O9粉体与AgNO3溶液的摩尔比是指Ca3Co4O9 /Ag = 0.1、0.2、0.3。
⑹将Ca3Co4O9/ AgNO3混合物在750℃复煅烧3h,即得Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料。
实施例5 一种特殊形貌的Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料制备方法,包括以下步骤:
⑴将Ca(NO3)2.4H2O、Co(NO3)2.6H2O与柠檬酸按照金属离子总摩尔数和柠檬酸摩尔数按1:1.1的比例混合后,加入溶剂无水乙醇,在40℃温度下加热搅拌15min使之完全溶解形成透明溶液;柠檬酸与无水乙醇的质量体积比(g /mL)为1:3.6。
⑵将透明溶液于60℃ 恒温水浴,缓慢蒸发, 得到粉红色溶胶。
⑶将溶胶在130℃温度下蒸发2h使之转变为粘滞的粉红色干凝胶后进行研磨,至100~150目后即得干凝胶粉。
⑷将干凝胶粉在850℃煅烧5 h 得到 Ca3Co4O9粉体。
⑸将Ca3Co4O9粉体与AgNO3溶液按不同摩尔比混合后在78℃温度下加热搅拌32min,将水分蒸除,得到Ca3Co4O9/ AgNO3混合物; Ca3Co4O9粉体与AgNO3溶液的摩尔比是指Ca3Co4O9 /Ag = 0.1、0.2、0.3。
⑹将Ca3Co4O9/ AgNO3混合物在750℃复煅烧3h,即得Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料。
Claims (1)
1.一种特殊形貌的Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料制备方法,包括以下步骤:
⑴将Ca(NO3)2.4H2O、Co(NO3)2.6H2O与柠檬酸按照金属离子总摩尔数和柠檬酸摩尔数按1:1.1~1.3的比例混合后,加入溶剂无水乙醇,在20~40℃温度下加热搅拌15~20min使之完全溶解形成透明溶液;所述柠檬酸与所述无水乙醇的质量体积比为1:3.6;
⑵将所述透明溶液于60℃ 恒温水浴,缓慢蒸发,得到粉红色溶胶;
⑶将所述溶胶在100~130℃温度下蒸发2h使之转变为粘滞的粉红色干凝胶后进行研磨,至100~150目后即得干凝胶粉;
⑷将所述干凝胶粉在850℃煅烧5 h 得到 Ca3Co4O9粉体;
⑸将所述Ca3Co4O9粉体与AgNO3溶液按不同摩尔比混合后在70~80℃温度下加热搅拌30~40min,将水分蒸除,得到Ca3Co4O9/ AgNO3混合物;所述Ca3Co4O9粉体与所述AgNO3溶液的摩尔比是指Ca3Co4O9 /Ag = 0.1、0.2、0.3;
⑹将所述Ca3Co4O9/ AgNO3混合物在750℃复煅烧3h,即得Ca3Co4O9/Ag复合陶瓷热电材料。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1389430A (zh) * | 2002-06-21 | 2003-01-08 | 清华大学 | 一种钴酸钙基氧化物热电材料及其制备方法 |
CN101045561A (zh) * | 2007-04-29 | 2007-10-03 | 哈尔滨工业大学 | Ca3Co4O9+δ前驱粉体的制备方法 |
CN101157483A (zh) * | 2007-09-19 | 2008-04-09 | 哈尔滨工业大学 | 一种过渡金属复合氧化物及其制备方法 |
JP2008263056A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 熱電変換材料およびその製造方法 |
-
2012
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1389430A (zh) * | 2002-06-21 | 2003-01-08 | 清华大学 | 一种钴酸钙基氧化物热电材料及其制备方法 |
JP2008263056A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 熱電変換材料およびその製造方法 |
CN101045561A (zh) * | 2007-04-29 | 2007-10-03 | 哈尔滨工业大学 | Ca3Co4O9+δ前驱粉体的制备方法 |
CN101157483A (zh) * | 2007-09-19 | 2008-04-09 | 哈尔滨工业大学 | 一种过渡金属复合氧化物及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
卢艳等: "Ca3Co4O9/Ag陶瓷复合材料的制备及其热电性能", 《金属热处理》 * |
李健等: "Ca3Co4O9陶瓷的合成及热电性能", 《西北师范大学学报》 * |
漆小玲等: "Ca3Co4O9热电陶瓷材料的制备与表征", 《陶瓷学报》 * |
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