CN110212082A - 一种碲化银/pedot:pss/棉布复合热电材料的制备方法 - Google Patents

一种碲化银/pedot:pss/棉布复合热电材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种碲化银/织物复合热电材料的制备方法。本发明首次通过气相诱导还原的方法制备碲化银/织物复合热电材料。首先将适量AgNO3、TeO2、巯基丙酸、表面活性剂等加入到适量去离子水中，搅拌均匀直至药品完全溶解，制备出Ag2Te前驱体溶液；将织物浸泡在Ag2Te前驱体溶液中一段时间，然后将织物悬挂在烧杯中，向烧杯底部加入含有还原剂的溶液，将该烧杯放在加热台通过加热至一定温度进行气相还原生成碲化银/织物复合热电材料。此方法具有工艺简单、操作方便、可大批量生产等优点。所制备的碲化银/织物复合材料热电性能优异，在热电发电和制冷器件领域具有广阔的应用前景和市场价值。

Description

一种碲化银/PEDOT:PSS/棉布复合热电材料的制备方法
技术领域
本发明属于热电材料技术领域，主要涉及一种碲化银/织物复合热电材料的制备方法。
背景技术
进入21世纪以来，环境污染及能源危机问题的日益加剧，急需研究和开发环保型的新能源材料。热电材料是通过固体内部载流子(电子或空穴)的输运实现热能和电能之间的相互直接转换的一种环境友好型的功能材料。
目前实际应用的热电材料多为无机热电材料(如碲化铋基合金、碲化铅基合金等)，采用上述无机热电材料所制备的热电器件具有质硬、难以弯曲等缺点，不适合非平面热源释放的废热的回收要求，因此急需开发柔性的热电材料和热电器件。织物具有质轻、价廉、柔韧性好等特点，但是织物本身不具有热电性能，若能对织物进行处理，通过在其表面负载具有优良热电性能的无机半导体热电材料，结合织物本身的优点，将有可能制备出柔性的热电材料，从而为柔性热电器件的开发提供原材料。但目前仍无有效的方法制备无机半导体热电材料和织物的复合热电材料
气相诱导还原法可以在常温、常压或真空条件下进行，通过加热还原剂的溶液，使其蒸汽挥发，与吸附无机半导体热电材料前驱体溶液的织物结合后，在织物表面将无机半导体热电材料前驱体还原成无机纳米结构附着在织物表面，形成无机半导体纳米结构和织物的复合材料，为柔性热电材料的开发提供了一种全新的工艺。但是目前采用气相诱导还原法制备碲化银/织物复合热电材料国内外未见报道。
本专利首次通过气相诱导还原制备了柔性碲化银/织物复合热电材料，大幅度提高了材料的热电性能，为柔性热电材料的研究和开发提供了一种新的思路。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明通过气相诱导还原技术制备了柔性碲化银/织物复合热电材料。此方法具有制备工艺简单、操作方便、成本低廉、可大批量生产等优点，为高性能柔性聚合物基复合热电材料的制备提供了一种全新的工艺。
本发明提供了一种碲化银/PEDOT:PSS/棉布复合热电材料的制备方法，包括如下步骤：
1)一个配料的步骤，将适量AgNO3、TeO2、巯基丙酸、表面活性剂等加入到适量溶剂中，搅拌均匀直至药品完全溶解，制备出Ag2Te前驱体溶液；
2)一个浸泡的步骤，将织物(如：棉织物、涤纶织物等)浸泡在Ag2Te前驱体溶液中一段时间；
3)一个还原的步骤，将棉织物悬挂在烧杯中，向烧杯底部加入含有还原剂的溶液，将该烧杯放在加热台通过加热至一定温度进行气相还原形成碲化银/织物复合材料；
4)一个后处理的步骤，将碲化银/织物复合材料在一定压力下和温度下冷压1min-2h。
进一步的，所述的制备工艺为：气相诱导还原法；
进一步的，所述的溶剂为去离子水、极性溶剂、非极性溶剂、酸、碱等；
进一步的，所述的含有还原剂的溶液为水合肼溶液；
进一步的，所述的棉织物浸泡在Ag2Te前驱体溶液的时间是1min至96h；
进一步的，所述的还原过程中的一定温度为60℃-100℃。
进一步的，所述的后处理过程中的一定压力和温度是指0.1MPa-100MPa和15℃-125℃。
本发明的优点在于：制备工艺简单、操作简便、热电性能更好，所制备的聚合物基复合材料在热电发电和制冷与器件领域应用前景巨大。
附图说明
图1为采用本发明制备的碲化银/棉布复合热电材料的示意图。
图2为采用实施例1和2制备的碲化银/棉布复合热电材料的数码照片。
图3为采用实施例2制备的碲化银/棉布复合热电材料的场发射扫描电镜图片。
图4为采用实施例1和2制备的碲化银/棉布复合热电材料柔性展示。
具体实施方式
实施例1
(1)配料：将1.7g AgNO3、0.8g TeO2、5.61g KOH依次加入到50ml去离子水中，等其溶解完全后，向其中滴加1ml的3-MPA，制备Ag2Te前驱体溶液；
(2)样品浸泡：将棉织物(大小：2cm×2cm)浸泡在Ag2Te前驱体溶液中0.5h；
(3)气相还原：将棉织物悬挂在200mL烧杯中，向烧杯底部加入1mL水合肼溶液，将该烧杯放在加热台进行气相还原，加热温度为70℃，时间1h；
(4)后处理：将气相还原后的碲化银/织物复合材料在1MPa和25℃条件下冷压1min。
实施例2
(1)配料：将1.7g AgNO3、0.8g TeO2依次加入到250ml去离子水中，等其溶解完全后，向其中滴加1ml的3-MPA，制备Ag2Te前驱体溶液；
(2)样品浸泡：将棉织物(大小：2cm×2cm)浸泡在Ag2Te前驱体溶液中0.5h；
(3)气相还原：将棉织物悬挂在200mL烧杯中，向烧杯底部加入1mL水合肼溶液，将该烧杯放在加热台进行气相还原，加热温度为80℃，时间1h；
(4)后处理：将气相还原后的碲化银/织物复合材料在1MPa和250℃条件下冷压1min。
实施例3
(1)配料：将1.7g AgNO3、1.2g TeO2依次加入到50ml去离子水中，等其溶解完全后，向其中滴加1ml的3-MPA，制备Ag2Te前驱体溶液；
(2)样品浸泡：将棉织物(大小：2cm×2cm)浸泡在Ag2Te前驱体溶液中0.5h；
(3)气相还原：将棉织物悬挂在200mL烧杯中，向烧杯底部加入1mL水合肼溶液，将该烧杯放在加热台进行气相还原，加热温度为85℃，时间1h；
(4)后处理：将气相还原后的碲化银/织物复合材料在20MPa和75℃条件下冷压60min。
实施例4
(1)配料：将1.7g AgNO3、1.2g TeO2依次加入到250ml去离子水中，等其溶解完全后，向其中滴加1ml的3-MPA，制备Ag2Te前驱体溶液；
(2)样品浸泡：将棉织物(大小：2cm×2cm)浸泡在Ag2Te前驱体溶液中0.5h；
(3)气相还原：将棉织物悬挂在200mL烧杯中，向烧杯底部加入1mL水合肼溶液，将该烧杯放在加热台进行气相还原，加热温度为75℃，时间1h；
(4)后处理：将气相还原后的碲化银/织物复合材料在100MPa和125℃条件下冷压60min。

Claims (7)

1.一种碲化银/织物复合热电材料的制备方法，其特征在于包括步骤：
(1)配料：将适量AgNO3、TeO2、巯基丙酸等加入到适量溶剂中，搅拌均匀直至药品完全溶解，制备出Ag2Te前驱体溶液；
(2)样品浸泡：将织物(如：棉织物、涤纶织物等)浸泡在Ag2Te前驱体溶液中一段时间；
(3)气相还原：将棉织物悬挂在烧杯中，向烧杯底部加入含有还原剂的溶液，将该烧杯放在加热台通过加热至一定温度进行气相还原形成碲化银/织物复合材料；
(4)后处理：将碲化银/织物复合材料在一定压力下和温度下冷压1-2h。
2.根据权利要求1所述的一种碲化银/织物复合热电材料的制备方法，其特征在于：所述的制备工艺为：气相诱导还原法。
3.根据权利要求1所述的一种碲化银/织物复合热电材料的制备方法，其特征在于：所述的溶剂为去离子水、极性溶剂、非极性溶剂、酸、碱等。
4.根据权利要求1所述的一种碲化银/织物复合热电材料的制备方法，其特征在于：所述的含有还原剂的溶液为：水合肼溶液。
5.根据权利要求1所述的一种碲化银/织物复合热电材料的制备方法，其特征在于：所述的棉织物浸泡在Ag2Te前驱体溶液的时间是1min至96h。
6.根据权利要求1所述的一种碲化银/织物复合热电材料的制备方法，其特征在于：所述的一定温度为60℃-100℃。
7.根据权利要求1所述的一种碲化银/织物复合热电材料的制备方法，其特征在于：所述的一定压力和温度是指0.1MPa-100MPa和15℃-125℃。
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