一維Te基核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米熱電材料的制備及結(jié)構(gòu)控制.pdf

1、近年來(lái)，隨著全球能源危機(jī)、環(huán)境惡化等問(wèn)題的日益凸顯，熱電材料在溫差發(fā)電和熱電制冷方面的應(yīng)用越來(lái)越受到人們的重視，有關(guān)熱電材料及其應(yīng)用的研究已成為各國(guó)競(jìng)相研究的熱點(diǎn)課題。開(kāi)發(fā)利用半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)，對(duì)于我國(guó)能源利用、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文采用微波輔助濕化學(xué)法在合成Te納米線(xiàn)/棒的基礎(chǔ)上，通過(guò)原位沉積，在Te納米線(xiàn)/棒表面沉積Bi、Bi2Te3或Sb2Te3，制備具有一維結(jié)構(gòu)特征的Te/Bi、Te/Bi2Te

2、3和Te/Sb2Te3核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米熱電材料，重點(diǎn)研究微波輔助濕化學(xué)工藝對(duì)產(chǎn)物的物相、微觀(guān)結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，并探討一維核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)機(jī)理。
　　研究結(jié)果表明:在制備Te納米線(xiàn)/棒時(shí)，隨著PVP濃度增加，產(chǎn)物Te納米線(xiàn)的結(jié)構(gòu)更均勻，晶粒尺寸分布更窄;隨著水合肼滴加速率的減慢，納米線(xiàn)尺寸不均勻性增大;隨著反應(yīng)溫度升高，納米線(xiàn)直徑變粗，長(zhǎng)度變短，長(zhǎng)徑比變小;隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，所得產(chǎn)物由“三角形”的小薄盤(pán)晶核逐步發(fā)展為“花骨朵”結(jié)構(gòu)

3、，隨后通過(guò)原位沉積生長(zhǎng)為中間部分實(shí)心兩端呈空心管的“竹節(jié)”狀納米管，最后通過(guò)毛細(xì)效應(yīng)吸附Te原子生長(zhǎng)為納米線(xiàn)。
　　在合成Te納米線(xiàn)/棒的基礎(chǔ)上，加入Bi的前驅(qū)液，通過(guò)控制保溫時(shí)間可以獲得一維Te/Bi、Te/Bi2Te3核殼結(jié)構(gòu)和均勻的一維Bi2Te3。在合成Te納米線(xiàn)以后加入Bi的前驅(qū)液，升溫至160℃不保溫直接冷卻，可獲得Te/Bi核殼結(jié)構(gòu);160℃保溫30 min，可獲得Te/Bi2Te3核殼結(jié)構(gòu);160℃保溫60 min

4、，可制備純相Bi2Te3。
　　在合成Te納米線(xiàn)/棒的基礎(chǔ)上，加入Bi2Te3前驅(qū)液，Bi2Te3分子將在Te納米線(xiàn)徑向和兩端形核沉積、外延生長(zhǎng)形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)，獲得中間納米線(xiàn)徑向附著大量超薄納米片而兩端成“蘑菇狀”的Te/Bi2Te3核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)。
　　在合成Te納米線(xiàn)/棒的基礎(chǔ)上，加入Sb2Te3前驅(qū)液，Sb2Te3分子將在Te納米線(xiàn)徑向形核沉積、外延生長(zhǎng)形成包裹的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，獲得Te/Sb2Te3核殼異質(zhì)結(jié)納米線(xiàn)。