低温湿化学法可控制备一维Te纳米线/棒

采用低温湿化学法制备了形貌可调的Te纳米线/棒.考察了反应温度和还原剂滴加速率对产物的物相和微观结构的影响规律.研究结果表明,随着反应温度的升高,Te纳米线的长度逐渐变小,直径逐渐增大;随着还原剂滴加速率减慢,产物Te纳米线长度增加,直径增大.通过考察不同反应阶段产物的形貌和结构,可推测Te纳米线/棒的生长模式为:反应初期,溶解在乙二醇内的TeO2被还原为亚稳态的活性α-Te和稳态的τ-Te,随着反应的进行,亚稳态的活性α-Te将重新溶解,并被还原为稳态的τ-Te析出.τ-Te沿[001]方向轴向生长的特性应归因于其晶体的各向异性.

静电纺丝制备Te纳米线/PEDOT∶PSS热电薄膜及性能研究

近年来,用于健康、环境监测的可穿戴传感器和电子设备发展迅速,由此对可持续能源收集与供应技术提出了新的要求。有机柔性热电材料和装置能够将热量直接转换成电能,且凭借其固有的柔韧性、低毒性和简单易得等优点,受到越来越多的关注。静电纺丝技术是制备纳米纤维膜的常用方法,具有简单、通用、易于控制等优点,在柔性电子器件领域具有广阔的应用前景。本研究采用静电纺丝结合原位合成的方法制备了碲(Te)纳米线/PEDOT∶PSS热电纳米纤维薄膜,当碲源浓度为5%时(质量分数),Te纳米线长度最长,纤维薄膜的热电性能最佳。其电导率为1.62 S·cm^(^(-1)),塞贝克系数为22.43μV·K^(-1),热导率仅为~0.08 W·m^(-1)·K^(-1),热电优值(ZT值)达0.112×10^(-3)。基于此纤维薄膜成功制备了柔性热电器件,当薄膜条数为4时,在温差ΔT=45 K时,其输出电压为3.54 mV。

PEDOT/Te纳米复合纤维的制备与热电性能

分别采用自组装胶束软模板法和化学热还原法制备了一维结构的聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)纳米纤维和Te纳米线,然后通过微量注射泵辅助的挤出成型法制备了不同Te质量分数的PEDOT/Te纳米复合纤维,并进一步采用热压处理提高纤维的热电性能。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)等对制备的PEDOT纳米纤维、Te纳米线及PEDOT/Te复合导电纤维的微观结构及组成进行了分析,探究了热压处理对导电纤维热电性能的影响。制备的PEDOT/Te纳米复合纤维的电导率随Te质量分数的升高呈下降趋势,Seebeck系数呈上升趋势,在Te质量分数为59%时,Seebeck系数由纯PEDOT的11μV/K升高到18μV/K。热压处理后,复合纤维的电导率和Seebeck系数均得到大幅度提升,主要归因于纤维致密度的提高以及Te纳米线之间更加高效载流子传输通道的构建,最终热压后复合纤维的最大功率因子由0.95μW/mK^(2)升高到3.0μW/mK^(2)。