CN113224231A - 一种柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料的制备方法：将Mxene与PEDOT:PSS加入到溶剂中，超声使Mxene与PEDOT:PSS均匀分散在溶剂中；先将滤膜放入真空抽滤设备中，再用胶头滴管将Mxene/PEDOT:PSS混合溶液滴入到真空抽滤设备中，等抽滤完成后将滤膜取出，干燥，得到柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料。此方法具有操作方便、工艺简单等优点。所制备的柔性Mxene/PEDOT:PSS复合材料热电性能优异，在热电领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料的制备方法，属于热电材料技术领域。
背景技术
进入21世纪以来，随着全球工业化的发展，人类对化石类不可再生能源消耗巨大，开发新型环保能源替代材料迫在眉睫。热电材料是通过固体中载流子的输运来实现热能和电能相互直接转换的一种环境友好型的功能材料。
采用传统无机热电材料(如碲化铋基合金、碲化铅基合金等)制备的热电器件难以使用在不平整的热源表面，限制了热电材料的应用。为此急需研究和开发一种易弯曲、柔韧性能好、质轻的热电材料。
真空抽滤技术可以快速、直接制备出柔性薄膜热电材料，已在很多领域得到了应用。但是通过真空抽滤技术制备Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料的研究基本未见报道过。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种柔性Mxene/PEDOT:PSS(聚乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐)复合热电材料的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)：Mxene/PEDOT:PSS混合溶液的制备：将Mxene与PEDOT:PSS加入到溶剂中，超声0.5h-2h，使Mxene与PEDOT:PSS均匀分散在溶剂中；
步骤2)：柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料的制备：先将滤膜放入真空抽滤设备中，再用胶头滴管将Mxene/PEDOT:PSS混合溶液滴入到真空抽滤设备中，等抽滤完成后将滤膜取出，干燥，得到柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料。
优选地，所述的Mxene采用Ti3C2、Ti2C、Ta4C3、Nb2AlC中的任意一种或几种的组合。
优选地，所述柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料中Mxene的质量分数为0.1～99％。
优选地，所述步骤1)中的溶剂为极性溶剂、非极性溶剂或两者的组合。
优选地，所述步骤2)中的滤膜为聚偏氟乙烯滤膜、尼龙滤膜或聚四氟乙烯滤膜。
优选地，所述步骤2)中的干燥为真空干燥，干燥温度为25～100℃，干燥时间为4-12h。
本发明通过真空抽滤工艺制备了Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料。此方法具有制备工艺简单、操作方便等优点，为高性能柔性复合热电材料的制备提供了一种全新的工艺和思路。本发明制备工艺简单、操作简便，所制备的Mxene/PEDOT:PSS复合材料热电性能好，在热电领域应用前景巨大。
附图说明
图1为采用实施例1制备的Ti3C2/PEDOT:PSS复合热电材料的数码照片；
图2为采用实施例2制备的Ti3C2/PEDOT:PSS复合热电材料的数码照片。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例1
一种柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料的制备方法：
(1)Ti3C2/PEDOT:PSS混合溶液的制备：将0.5mg Ti3C2与0.2mL PEDOT:PSS加入10mL的乙醇溶液(Ti3C2在复合材料中的质量比为20％)，超声0.5h，使Ti3C2与PEDOT:PSS完全分散在乙醇中；
(2)柔性Ti3C2/PEDOT:PSS复合热电材料的制备：先将尼龙滤膜放入真空抽滤设备中，再用胶头滴管将Ti3C2/PEDOT:PSS混合溶液滴入到真空抽滤设备中，等抽滤完成将滤膜取出，于温度25℃条件下干燥12h，得到柔性Ti3C2/PEDOT:PSS复合热电材料。
实施例2
一种柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料的制备方法：
(1)Ti3C2/PEDOT:PSS混合溶液的制备：将8mg Ti3C2与0.2mL PEDOT:PSS加入10mL的乙醇溶液(Ti3C2在复合材料中的质量比为80％)，超声0.5h，使Ti3C2与PEDOT:PSS完全分散在乙醇中；
(2)柔性Ti3C2/PEDOT:PSS复合热电材料的制备：先将尼龙滤膜放入真空抽滤设备中，再用胶头滴管将Ti3C2/PEDOT:PSS混合溶液滴入到真空抽滤设备中，等抽滤完成将滤膜取出，于温度25℃条件下干燥12h，得到柔性Ti3C2/PEDOT:PSS复合热电材料。
实施例3
一种柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料的制备方法：
(1)Ti3C2/Ti2C/PEDOT:PSS混合溶液的制备：将0.1mg Ti3C2、0.1mg Ti2C与20mLPEDOT:PSS加入200mL的乙二醇溶液(Ti3C2和Ti2C在复合材料中的质量比均为0.05％)，超声0.5h，使Ti3C2、Ti2C与PEDOT:PSS完全分散在乙二醇中；
(2)柔性Ti3C2/Ti2C/PEDOT:PSS复合热电材料的制备：先将尼龙滤膜放入真空抽滤设备中，再用胶头滴管将Ti3C2/Ti2C/PEDOT:PSS混合溶液滴入到真空抽滤设备中，等抽滤完成将滤膜取出，于温度25℃条件下干燥4h，得到柔性Ti3C2/Ti2C/PEDOT:PSS复合热电材料。
实施例4
一种柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料的制备方法：
(1)Ti3C2/Ti2C/Nb2AlC/PEDOT:PSS混合溶液的制备：将66mg Ti3C2、66mg Ti2C、66mg Nb2AlC与0.2mL PEDOT:PSS加入10mL的乙醇溶液(Ti3C2、Ti2C和Nb2AlC在复合材料中的质量比均为33％)，超声0.5h，使Ti3C2、Ti2C、Nb2AlC与PEDOT:PSS完全分散在乙醇中；
(2)柔性Ti3C2/Ti2C/Nb2AlC/PEDOT:PSS复合热电材料的制备：先将聚偏氟乙烯滤膜放入真空抽滤设备中，再用胶头滴管将
Ti3C2/Ti2C/Nb2AlC/PEDOT:PSS混合溶液滴入到真空抽滤设备中，等抽滤完成将滤膜取出，于温度100℃条件下干燥12h，得到柔性Ti3C2/Ti2C/Nb2AlC/PEDOT:PSS复合热电材料。
Claims (6)
1.一种柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：Mxene/PEDOT:PSS混合溶液的制备：将Mxene与PEDOT:PSS加入到溶剂中，超声0.5h-2h，使Mxene与PEDOT:PSS均匀分散在溶剂中；
步骤2)：柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料的制备：先将滤膜放入真空抽滤设备中，再用胶头滴管将Mxene/PEDOT:PSS混合溶液滴入到真空抽滤设备中，等抽滤完成后将滤膜取出，干燥，得到柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料。
2.如权利要求1所述的柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料的制备方法，其特征在于，所述的Mxene采用Ti3C2、Ti2C、Ta4C3、Nb2AlC中的任意一种或几种的组合。
3.如权利要求1所述的柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料的制备方法，其特征在于，所述柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料中Mxene的质量分数为0.1～99％。
4.如权利要求1所述的柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的溶剂为极性溶剂、非极性溶剂或两者的组合。
5.如权利要求1所述的柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的滤膜为聚偏氟乙烯滤膜、尼龙滤膜或聚四氟乙烯滤膜。
6.如权利要求1所述的柔性Mxene/PEDOT:PSS复合热电材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的干燥为真空干燥，干燥温度为25～100℃，干燥时间为4-12h。
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