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，隨著全球能源危機、環(huán)境惡化等問題的日益凸顯，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競相研究的熱點課題。開發(fā)利用半導(dǎo)體熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)，對于我國能源利用、經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本文采用微波輔助濕化學(xué)法在合成Te納米線/棒的基礎(chǔ)上，通過原位沉積，在Te納米線/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，重點研究微波輔助濕化學(xué)工藝對產(chǎn)物的物相、微觀結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，并探討一維核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)的生長機理。
　　研究結(jié)果表明:在制備Te納米線/棒時，隨著PVP濃度增加，產(chǎn)物Te納米線的結(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，納米線尺寸不均勻性增大;隨著反應(yīng)溫度升高，納米線直徑變粗，長度變短，長徑比變小;隨著反應(yīng)時間的延長，所得產(chǎn)物由“三角形”的小薄盤晶核逐步發(fā)展為“花骨朵”結(jié)構(gòu)

3、，隨后通過原位沉積生長為中間部分實心兩端呈空心管的“竹節(jié)”狀納米管，最后通過毛細(xì)效應(yīng)吸附Te原子生長為納米線。
　　在合成Te納米線/棒的基礎(chǔ)上，加入Bi的前驅(qū)液，通過控制保溫時間可以獲得一維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/棒的基礎(chǔ)上，加入Bi2Te3前驅(qū)液，Bi2Te3分子將在Te納米線徑向和兩端形核沉積、外延生長形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)，獲得中間納米線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/棒的基礎(chǔ)上，加入Sb2Te3前驅(qū)液，Sb2Te3分子將在Te納米線徑向形核沉積、外延生長形成包裹的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，獲得Te/Sb2Te3核殼異質(zhì)結(jié)納米線。