论文部分内容阅读
近年来能源和环境危机加剧使得研发环保、绿色材料更具意义,热电材料因其可以实现电和热能的直接转换而日益受到研究者的关注。本项工作的主要内容是探索一维复合热电材料的制备,优化材料的热电性能,旨在对一维热电材料的研究及创新补充数据。具体工作如下:1.使用原位聚合的方法制备了 3,4-乙烯二氧噻吩:对甲苯磺酸/玻璃纤维热电材料。探究了氧化剂浓度、掺杂剂质量分数及后处理对材料热电性能的影响。室温下,原始的3,4-乙烯二氧噻吩:对甲苯磺酸/玻璃纤维材料最大的电导率和塞贝克系数分别是169 Sm-1和32.1 μVK-1,得到最大的功率因子是0.121 μWm-1K-2。实验数据表明氧化剂浓度相同时,低掺杂分数样品的热电性能高于高掺杂分数样品的热电性能。采用甲醇对材料进行后处理,电导率和塞贝克系数分别增加到3184 Sm-1和48.5 μVK-1。在对甲苯磺酸的质量分数是76%时,氧化剂的浓度是11 mmolL-1,优化的功率因子是6.74 μWm-1K-2,大约是原始样品的56倍。材料的热电性能会受聚合物链结构有序度和共轭程度影响。此外本文对载流子的输运机制做了初步的解释。2.采用原位聚合的方法制备了聚吡咯/玻璃纤维热电材料。探究了氧化剂浓度与预处理对热电性能的影响。室温下,未经预处理的原始样品的塞贝克系数最大值为9.9 μVK-1。玻璃纤维经多巴胺溶液预处理,电导率最大可达13.5 Sm-1,塞贝克系数稍稍降低,值为6 μVK-1,计算得到最大的功率因子是486×10-6μWm-1K-2。实验数据表明预处理是一种有效的增加聚吡咯/玻璃纤维材料中基底与涂层之间作用力,从而提高热电性能的方法。