热电转换是分布式发电及废热利用中不可或缺的环节,而热电材料是实现热能向电能直接转换的关键材料,热电性能对热电材料的转换效率具有决定性作用。目前,碲化铋是室温下性能最好的热电材料,碲化铋纳米化有助于进一步提高碲化铋材料热电性能。但纳米碲化铋的制备周期长,制备过程中涉及强还原剂及有毒溶剂污染环境。本文以碲化铋为研究对象,采用溶剂热法制备碲化铋纳米片,并将纳米碳化钛薄片引入碲化铋纳米片基体,研究了碲化铋纳米片的碳化钛复合改性提升热电性能的方法。主要研究内容如下:（1）基于密度泛函理论分析了碲化铋/碳化钛纳米复合界面的电子结构。计算了碳化钛和碲化铋的能量态密度及功函数,分析了碳化钛对碲化铋电导率和塞贝克系数的影响。仿真结果表明,碳化钛不会改变碲化铋的能带结构,但碲化铋与带有官能团的碳化钛复合会在界面形成势垒,增加碲化铋的能垒散射因数,改善塞贝克系数。碲化铋与碳化钛的功函数不同导致碲化铋的载流子浓度增加,电导率提高。（2）基于溶剂热法提出了一种高效环保的碲化铋纳米片状材料合成方法。采用乙二醇作为反应溶剂和弱还原剂,通过控制合成过程中的反应温度、氢氧化钠的添加量、反应前驱体,制备了形貌规则、尺寸均匀、单分散性好的单晶六边形碲化铋纳米片。采用“超声分散-闪冻-冷冻干燥”的复合方法,结合放电等离子体烧结技术成功制备了碲化铋/碳化钛纳米复合材料。通过TEM表征碳化钛均匀分散在碲化铋纳米基体中。SEM测试结果表明,烧结后的样品存在大量纳米晶界。纳米晶界可以增加声子散射,降低热导率。（3）研究了碲化铋/碳化钛纳米复合材料的热电性能。结果表明,本文中制备的碲化铋纳米材料具有良好的热电性能,热电优值高于商用碲化铋14%。将碳化钛引入纳米碲化铋基体,进一步提高了碲化铋的功率因数,降低了热导率。碳化钛会增加碲化铋的载流子浓度,导致电导率升高和塞贝克系数降低,复合界面的能垒散射避免了塞贝克系数的大幅降低;碳化钛与碲化铋的纳米晶界增加了声子散射和界面热阻,降低热导率。与碲化铋纳米基体相比,1 vol%碲化铋/碳化钛纳米复合材料的热电优值提高了25%,说明碳化钛能够改善碲化铋纳米材料的热电性能。本文通过对碲化铋与碳化钛电子结构的仿真模拟,分析了碳化钛对碲化铋电学性能的影响,为实验提供理论基础;提出了基于溶剂热法碲化铋纳米片高效环保合成方法;将碳化钛引入碲化铋纳米片中,进一步优化了碲化铋材料的热电性能,对于提高热电器件的转换效率具有重要的意义。