聚苯胺及其復(fù)合材料熱電性能的研究.pdf

1、熱電材料是一類(lèi)能實(shí)現(xiàn)熱能與電能直接轉(zhuǎn)換的功能材料，在發(fā)電和制冷技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。無(wú)機(jī)熱電材料研究相對(duì)成熟，性能較好，但價(jià)格昂貴，加工困難。聚苯胺作為典型的導(dǎo)電高分子材料，具有易于制備、價(jià)格低廉、穩(wěn)定性好、摻雜機(jī)制獨(dú)特、熱導(dǎo)率低等傳統(tǒng)無(wú)機(jī)熱電材料所不具備的優(yōu)點(diǎn)，其作為低成本聚合物熱電材料備受關(guān)注。迄今為止，聚苯胺的熱電性能還很低，與傳統(tǒng)無(wú)機(jī)熱電材料的熱電性能還相差很遠(yuǎn)。
　　本文以聚苯胺及其復(fù)合材料為研究主體，用ZEM-3

2、、LFA-457、SEM等表征設(shè)備研究了其熱電性能及微觀形貌。內(nèi)容主要包括：（1）用氧化聚合法制備了聚苯胺，研究了制備條件對(duì)聚苯胺熱電性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響；（2）以不同溫度（90℃、120℃、150℃、180℃）熱處理了聚苯胺，并討論了不同溫度處理后聚苯胺的熱電性能；（3）以原位聚合法制備了石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料，并分析了其熱電性能，對(duì)比了不同含量的石墨烯對(duì)復(fù)合材料熱電性能的影響；（4）分別用原位聚合法和機(jī)械混合法制備了Ge0.94Pb

3、0.01Bi0.05Te/PANI，對(duì)比研究了Ge0.94Pb0.01Bi0.05Te/PANI復(fù)合材料的熱電性能。
　　結(jié)果表明：（1）制備條件對(duì)聚苯胺的Seebeck系數(shù)及熱導(dǎo)率影響較小，而對(duì)聚苯胺的無(wú)量綱熱電優(yōu)值ZT有較大的影響，因?yàn)榫郾桨返碾妼?dǎo)率隨制備條件的變化而發(fā)生較大的變化；（2）90~180℃范圍內(nèi)的熱處理并沒(méi)有改善聚苯胺的熱電性能，反而降低了近一個(gè)數(shù)量級(jí)，主要原因是熱處理后材料的電導(dǎo)率發(fā)生了較大程度的降低；（3）石

4、墨烯能提高 Graphene/PANI復(fù)合材料的電導(dǎo)率和功率因子，但是石墨烯也增加了Graphene/PANI復(fù)合材料的熱導(dǎo)率，石墨烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的Graphene/PANI的ZT值比單一的聚苯胺增加了約90%；（4）由于Ge0.94Pb0.01Bi0.05Te具有較好的熱電性能，通過(guò)原位聚合法和機(jī)械混合法制備的Ge0.94Pb0.01Bi0.05Te/PANI復(fù)合材料的熱電性能均較單一聚苯胺的熱電性能有所改善，增加的幅度在一個(gè)數(shù)量