三元Bi-Sb-Te熱電材料納米晶的調(diào)控合成及塊體性能.pdf

1、納米結(jié)構(gòu)塊體的制備是目前熱電材料領(lǐng)域一個(gè)極其活躍的研究熱點(diǎn)，通過(guò)優(yōu)化納米晶粒和晶粒中納米結(jié)構(gòu)的大小和形貌是獲得最佳熱電性能的核心關(guān)鍵所在。本文以成熟使用的三元Bi2Te3基熱電材料為研究對(duì)象，采用水熱/溶劑熱合成納米顆粒，探索合成不同大小和形貌的納米晶控制條件，獲得不同納米結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的熱電性能，得到以下主要結(jié)論：
　　 1．采用簡(jiǎn)單的水熱/溶劑熱方法調(diào)控合成單相Bi0.5Sb1.5Te3納米晶。通過(guò)溫度、溶劑的種類、表面修飾劑的

2、種類和添加量的改變，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)Bi0.5Sb1.5Te3納米晶體的尺寸和形貌的控制。獲得只有數(shù)十納米大小Bi0.5Sb1.5Te3晶粒，有望為高性能納米結(jié)構(gòu)的塊體熱電材料的原始粉末。產(chǎn)物的顆粒尺寸減小和形貌向低維片狀形貌過(guò)渡，都可能是反應(yīng)條件變化引起生成物的合成速率減緩所致。
　　 2．選擇合適的溶劑種類和修飾劑含量，溶劑熱合成六邊形的Bi0.5Sb1.5Te3納米片，TEM和SAED圖像顯示合成產(chǎn)物具有很高的結(jié)晶性，沒(méi)有位錯(cuò)和

3、堆跺層錯(cuò)出現(xiàn)。隨著CTAB的濃度和溶劑中乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大，產(chǎn)物中六邊形的納米片狀比例逐漸增大，修飾劑的導(dǎo)向生長(zhǎng)機(jī)制可以解釋納米片的形成原因。
　　 3．首次提出層狀前驅(qū)體輔助酸性溶劑熱調(diào)控合成Bi0.5Sb1.5Te3納米晶的方法，即首先制備含Bi、Sb的層狀前驅(qū)體（BiC14－-CTA+）和（SbCl4-CTA+），后利用該前驅(qū)體在酸性溶液中合成Bi0.5Sb1.5Te3納米單晶，并通過(guò)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間得到單晶的Bi0.5Sb1