n型Bi_(2-x)Sb_(x)Te_(3-y)Se_(y)基化合物的缺陷结构调控与电热输运性能

Bi_(2)Te_(3)基化合物是目前室温附近性能最好的热电材料,但其存在着大量复杂的缺陷结构,缺陷工程是调控材料热电性能的核心手段,因此理解和有效地调控缺陷形态和浓度是获得高性能Bi_(2)Te_(3)基热电材料的关键.本文系统地研究了四元n型Bi_(2-x)Sb_(x)Te_(3-y)Se_(y)基化合物的缺陷演化过程及其对热电输运性能的影响规律.Sb和Se的固溶引入的带电伴生结构缺陷使得材料的载流子浓度发生了巨大变化,在Bi_(2-x)Sb_(x)Te_(2.994)Cl_(0.006)样品中,Sb的固溶降低了反位缺陷Sb_(Te)_(2)形成能,诱导产生了反位缺陷Sb_(Te)_(2),使得少数载流子空穴浓度从2.09×10^(16)cm^(-3)增加至3.99×10^(17)cm^(-3),严重劣化了电性能.在Bi_(1.8)Sb_(0.2)Te_(2.994-y)Se_(y)Cl_(0.006)样品中,Se的固溶使得Se(Te)_(2)+SbBi的缺陷形成能更低,抑制了反位缺陷Sb_(Te)_(2)的产生,Bi_(1.8)Sb_(0.2)Te_(2.694)Se_(0.30)Cl_(0.006)样品的少数载流子空穴浓度降至1.49×10^(16)cm^(-3),消除了其对材料热电性能的劣化效果,显著地提升了材料的功率因子,室温下达到4.49 mW/(m·K^(2)).结合Sb和Se固溶增强合金化散射降低材料的热导率,Bi_(1.8)Sb_(0.2)Te_(2.844)Se_(0.15)Cl_(0.006)样品在室温下获得最大ZT值为0.98.该研究为调控具有复杂成分的Bi_(2)Te_(3)基材料的点缺陷、载流子浓度和热电性能提供了重要的指导.

含镧的Bi_2Te_3基化合物的溶剂热合成及微观结构

以BiCl3,LaCl3和Te粉为原料,用溶剂热合成法制备了含稀土元素的单相LaxBi4Te6(x≤1)热电材料纳米粉末。研究发现,三元化合物LaxBi4Te6具有与二元Bi2Te3化合物相同的晶体结构和相似的晶格常数。LaxBi4Te6中的La含量随合成温度升高而增加,但与反应时间没有显著关系。LaxBi4Te6合成粉末的颗粒尺寸在30nm左右,并且几乎与反应温度和反应时间没有关系。在120℃合成的粉末基本上为不规则多面体形状,在150℃及以上温度合成的粉末则趋向于薄片状,并存在一些直径在50～80nm之间的纳米管。

n型Bi_(2)Te_(3)基化合物的类施主效应和热电性能

晶粒细化是提高Bi_(2)Te_(3)基热电材料力学性能的重要方法,但晶粒细化过程中伴随的类施主效应严重劣化了材料的热电性能,并且一旦产生类施主效应,就很难通过简单的热处理等工艺消除.本文系统研究n型Bi_(2)Te_(3)基化合物烧结前粉体颗粒尺寸对材料类施主效应和热电性能的影响规律.随着颗粒尺寸减小,氧诱导的类施主效应明显增强,载流子浓度从10 M烧结样品的3.36×10^(19)cm^(-3)急剧增加到120 M烧结样品的7.33×10^(19)cm^(-3),严重偏离最佳载流子浓度2.51×10^(19)cm^(-3),热电性能严重劣化.当粉体颗粒尺寸为1—2 mm时,烧结样品的Seebeck系数为–195 μV/K,载流子浓度为3.36×10^(19)cm^(-3),与区熔样品沿着ab面方向的Seebeck系数为–203 μV/K和载流子浓度为2.51×10^(19)cm^(-3)相近,未表现出明显的类施主效应,可作为粉末冶金工艺的优质原料. 18 M烧结样品获得最大ZT值为0.75,进一步增强织构有望获得优异的热电性能.本研究为调控和有效抑制类施主效应的产生提供了新方法和途径,为采用粉末冶金工艺制备具有优异热电性能和力学性能材料提供了重要指导.

溶剂热法制备花簇状纳米Bi_2Te_3化合物的研究

采用溶剂热法制备纳米结构的Bi2Te3化合物,以氯化铋,亚碲酸钠,氢氧化钠,表面活性剂EDTA二钠,以及还原剂硼氢化钠为初始原料,将初始原料的混合水溶液加入到聚四氟乙烯为内衬的不锈钢反应釜容器内,经过超声波振动30min后,在423～473K热处理24～72h后得到黑色粉末产物,用去离子水和无水乙醇反复洗涤除去产物中的可溶性离子和有机物,并在333K下真空干燥,最后得到花簇状的Bi2Te3化合物粉体,并对产生花簇状的原因进行了分析和阐述。

纳米结构Bi_2Te_3化合物的低温湿化学合成

通过对溶液pH值和颜色以及粉末结构的原位分析,研究了低温湿化学Bi2Te3纳米粉末合成过程中的化学和物理反应机制.结果表明,碱性添加剂对合成Bi2Te3是必要的.采用65℃低温湿化学合成方法,在添加乙二胺四乙酸二钠(EDTA)的情况下,制备了Bi2Te3纳米囊.高分辨电镜观察表明,这种内空管状结构纳米囊的壁厚约为6nm.

Bi_2Te_3基热电材料的研究现状及发展

热电材料是能将热能和电能直接相互转化的功能材料,它的出现为解决能源紧缺和环境污染提供了广阔的应用前景。从理论和实验两个方面对Bi2Te3基热电材料近年来国内外的研究现状及发展进行了简要介绍和评述,并指出了今后的发展方向。在理论上主要基于能带理论、半导体超晶格以及密度泛函理论去寻求影响该材料的相关因子,在实验上主要采用分子束外延、激光脉冲沉积、合金化和水热合成法等方法制备该热电材料。

热压法制备Bi_2Te_3基热电材料的组织与性能

采用真空单轴热压(HUP)方法制备了Bi_2Te_3基热电材料。结果表明,HUP试样的密度在原始区熔材料的97％以上。所有HUP试样的剪切强度都在21MPa以上,与区熔Bi_2Te_3基材料(001)解理面的强度相比,提高4倍左右。电学性能测试发现,HUP试样的电学性能低于区熔试样,其原因被认为主要是由于在材料粉碎和热压过程中,有效载流子浓度发生了变化。实验发现,相对于区熔试样,p型HUP试样的最佳工作温度向低温方向偏移,而n型HUP试样的最佳工作温度向高温方向移动。

块体Bi_2Te_3基热电材料性能优化及最新进展

在分析块体Bi2Te3基热电材料性能优化设计思路的基础上,重点探讨了成分优化、结构优化、合成优化及成型优化中提高块体Bi2Te3基热电材料性能的方法。提出了一套值得探讨的优化设计方案,展望了Bi2Te3基热电材料在温差发电和半导体制冷领域颇具潜力的应用前景。

SPS法制备Bi2Te3基热电合金的热电性能

用粉末冶金工艺结合SPS烧结制备了p型(Bi0.2Sb0.8)2Te3和n型Bi2(Te0.975Se0.025)3多晶半导体合金,研究烧结工艺对其热电性能的影响。结果表明,室温下,p型(Bi0.2Sb0.8)2Te3材料的热电优值Z为3.25×10-3K-1,n型Bi2(Te0.975Se0.025)3材料的热电优值Z为2.21×10-3K-1。

Bi_2Te_3基热电材料的湿化学还原法合成反应机制

以BiCl_3、Te为初始原料,在NaOH所提供的碱性环境中利用EDTA包裹Bi^(3+),采用NaBH_4作为还原剂,由此通过湿化学还原法制备高纯Bi_2Te_3基粉体材料。利用X射线衍射(XRD)对粉体材料进行相组成分析,利用扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)进行了形貌观察和元素成分表征。通过研究反应温度、还原剂NaBH_4的含量以及EDTA的包裹效应对产物化学组分和显微形貌的影响规律,阐明了制备过程中的反应机制。结果显示:NaBH_4加入量的适当改变以及EDTA的包裹效应可起到调节Bi^(3+)、Te^(4+)被还原速度的作用,从而有利于产物纯度的提高.并可获得晶粒尺度约为100～200 nm的圆球状Bi_2Te_3基粉体材料。

溶剂热合成Bi_2Te_3基合金的结构与电学性能

用溶剂热法合成了二元Bi2Te3和三元Bi1.3Sn0.7Te3合金纳米粉末,并采用热压技术制备了块状热电材料。XRD分析结果表明:Bi Sn Te三元固溶体合金可以直接通过溶剂热合成获得单相产物,而非掺杂Bi2Te3合金需要通过热压等后热处理来实现产物的单一化;热压过程有助于促进反应的完全和晶型的完整,但会导致晶粒的长大。对试样电导率σ和Seebeck系数α的测量结果显示,Bi Sn Te三元固溶体合金比二元Bi Te合金具有更好的电学性能。

含2-苯基-1,2,3-三唑基单环β-内酰胺类化合物的合成

寻找能口服、广谱的单环β-内酰胺类抗生素已经发展成为一个重要研究领域,烯酮-亚胺环加成是最有效的合成方法之一.在三乙胺与含2-苯基-1,2,3-三唑基的Schiff碱的苯溶液中逐滴加入邻苯二甲酰亚氨基乙酰氯或丙酰氯的苯溶液,加热回流,通过环加成反应得到含有2-苯基-1,2,3-三唑基和邻苯二甲酰亚胺基的单环β-内酰胺类化合物.产物均为反式构型,其结构由元素分析,IR,1HNMR。

一维Bi_2Te_3基纳米材料的制备、结构控制与热电性能

热电材料的低维化可以改善材料电输运与热传输的矛盾,特别是一维纳米热电材料明显的晶体各向异性和强烈的量子禁闭效应,可大幅度提高材料的热电优值和热电转换效率。Bi2Te3是制造低温热电材料的最常用材料,在温差发电和半导体制冷方面具有广阔的商业应用前景。以一维Bi2Te3基纳米热电材料的制备技术为评述线索,重点论述一维Bi2Te3基纳米热电材料形貌参数(包括直径、长径比)、晶面取向等微观结构的调控方法、生长机理以及显微结构对热电性能的影响规律。指出发展新的一维Bi2Te3基纳米热电材料结构控制方法,研究一维纳米热电材料的定向排布及组装技术,从更深层次揭示一维结构与热电性能的关系,以及开发一维Bi2Te3基纳米热电材料在各领域的实际应用是未来研究的发展方向。

Te对Mg_2Si基化合物结构和热电传输性能的影响

采用固相反应法在 82 3K温度下分别制备出了掺入 0 .1%和 0 .4%Te(摩尔分数 ,下同 )的Mg2 Si化合物 ,并对掺Te对化合物结构和热电特性的影响进行了研究。结果表明 :通过对Mg2 Si基体的掺杂可以大幅度提高Mg2 Si基热电材料的整体热电性能。掺入 0 .4%Te试样的优值系数在 5 0 0K时达到 2 .4× 10 - 3W/(m·K2 ) ,比未掺杂的Mg2 Si试样提高了 1.

Bi_2Te_3基热电薄膜材料的制备方法研究

Bi_2Te_3基热电材料由于在微电子、光电子等高技术领域具有潜在的应用前景,从而得到了人们的广泛关注。低维Bi_2Te_3基热电材料由于具有特殊的量子限制效应,已成为提高热电性能的有效途径。近年来,研究者非常重视Bi_2Te_3基热电薄膜的制备及性能研究,并做了大量相关的研究工作,许多制备方法也相继出现,并获得了高质量的Bi_2Te_3基热电薄膜。

纳米Bi_2Te_3基热电材料最新研究进展

随着热电材料制备技术和性能研究的发展,纳米热电材料已经受到人们越来越多的关注。本文介绍了有关纳米B i2Te3基热电材料的结构、热电机理、初步理论研究及制备技术的近期发展情况,并阐述了其在发电和制冷方面的应用前景。

光致变色化合物的研究——1,3,3-三甲基-6'-(-1-哌啶基)-螺[2H-吲哚-2,3'-[3H]吡啶[3,2-f][1,4]苯并噁嗪]的合成

The synthesis of an new photochromical compound,1,3,3 trimethyl 6′ (1 piperidinyl) spiro[2h indole 2,3′ [3H]pyridobenzoxazine (SP3),and an improved way for the synthesis of 6 hydroxyquinoline were descrided.The absorption spectrum of the colored metastable form SP3 shows prominent absorption peak at 560nm at 60℃?

2-(1H-苯并咪唑-2-基)-3-苯丙烯腈类化合物的电喷雾质谱裂解方式研究

目的探讨2-（1H-苯并咪唑-2-基）-3-苯丙烯腈类化合物的质谱裂解规律。方法分别在正离子和负离子检测模式下,解析2-（1H-苯并咪唑-2-基）-3-苯丙烯腈类化合物的主要特征碎片离子以及可能的裂解途径。结果在正离子模式下,1~16号化合物二级质谱主要有[M＋H-HR2]＋、[M＋H-NH]＋和[M＋H-HCN]＋3个特征离子峰。其中1~10号化合物[M＋H-HR2]＋特征离子进一步三级质谱可裂解为碎片离子峰218、217、77;12~16号化合物[M＋H-HR2]＋特征离子进一步三级质谱可裂解为碎片离子峰244[M＋H-HR2-HR1]＋。17~18号化合物在正离子模式下,二级质谱主要有[M＋H-HR2]＋、[M＋H-HR3]＋2个特征离子峰;[M＋H-HR3]＋特征离子峰进一步三级质谱可裂解为碎片离子峰[M＋H-HR3-HR2]＋、[M＋H-HR3-NH]＋、[M＋H-HR3-HCN]＋。在负离子模式下,1~18号化合物二级质谱主要有[M-HHCN]-1个特征离子峰,1~11号化合物进一步三级质谱可裂解为碎片离子峰216。结论 2-（1H-苯并咪唑-2-基）-3-苯丙烯腈类化合物二级质谱主要有3条裂解途径,当苯并咪唑环上氮或苯环上有取代时都将发生裂解,氮上有取代的化合物裂解易于苯环上有取代的化合物。

2-(2,4-二氟苯基)-1-(4-烃基派嗪-1-基)-3-(1,2,4-三唑-1-基)-2-丙醇类化合物的合成及抗真菌活性

To search for more potent and less toxic antifungal agents,Four 2(2,4Diflurophenyl)1(4alkylpiperazine1yl)3(1,2,4triazole1yl)2propanols were designed and synthesized,and their antifungal activities in vitro were determined.All title compounds exhibited mild activities against yeast.

Au/Ga_2O_3的制备及其催化还原芳香族硝基化合物的研究

采用简单的浸渍-煅烧法制备了Au/Ga_2O_3催化剂.通过粉末X射线衍射、扫描电镜和光电子能谱表征,发现所制备的Au/Ga_2O_3形貌呈棒状、Ga_2O_3以a和b两种晶相存在、Au以金属态形式存在.以催化还原芳香族硝基化合物为探针反应研究发现,Au/Ga_2O_3能显著促进对硝基苯胺催化还原得到对苯二胺,反应10 min,转化率达82.8%;同时也能促进对硝基苯酚催化还原为对胺基苯酚,反应10 min,转化率达96.0%.