[發(fā)明專利]一種電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物修飾的碳納米管及其制備方法與應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810938102.6
• 申請(qǐng)日: 2018-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109119528A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉丹青;譚靜娟;王雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L35/14
• 分類號(hào): H01L35/14;H01L35/34
• 代理公司: 深圳市君勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發(fā)明公開(kāi)一種電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物修飾的碳納米管及其制備方法與應(yīng)用，所述電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的結(jié)構(gòu)式為其中，X₁、X₂、X₃、X₄獨(dú)立地選自H、F中的一種。以所述電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物修飾的碳納米管作為熱電材料，用熱電材料的分散液在柔性襯底上制備出熱電薄膜陣列；用銅箔將熱電薄膜進(jìn)行串聯(lián)，用銅箔從所述柔性襯底首端的熱電薄膜處引出熱端，用銅箔從所述柔性襯底末端的熱電薄膜處引出冷端，然后將柔性襯底卷成筒狀，即制得有機(jī)熱電器件。電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物能在分子間起到高效的電荷轉(zhuǎn)移作用，利于半導(dǎo)體材料間的電荷傳輸，提高碳納米管的熱電性能。本發(fā)明有機(jī)熱電器件的制備方法簡(jiǎn)單、易操作，有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)熱電器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物修飾的碳納米管及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著全世界工業(yè)化進(jìn)程的加快，全球范圍內(nèi)的能源消耗也在不斷地增加。50％以上的工業(yè)生產(chǎn)中使用的熱能都毫無(wú)意義地耗散在空氣中，同時(shí)，為了冷卻建筑物與工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備也會(huì)耗費(fèi)大量的能源。因此，如何有效地回收利用工業(yè)生產(chǎn)的廢熱并高效地實(shí)現(xiàn)熱能與其他形式能源的轉(zhuǎn)化，成了科學(xué)與工業(yè)界亟待解決的問(wèn)題。

熱電材料能夠?qū)崮芘c電能直接相互轉(zhuǎn)化，在廢熱回收及綠色制冷領(lǐng)域中具有巨大的應(yīng)用潛力。相比無(wú)機(jī)塊體熱電材料，柔性熱電材料具有可彎折、體積小、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，還適用于制備可穿戴電子設(shè)備。碳基熱電材料無(wú)毒且原材料豐富，可溶液加工，并且可實(shí)現(xiàn)高能量轉(zhuǎn)換效率。進(jìn)一步提高碳納米管基熱電材料的性能，對(duì)實(shí)現(xiàn)高效的熱能與電能相互轉(zhuǎn)換有重要的應(yīng)用價(jià)值和科學(xué)意義。功率因數(shù)P＝S²δ(S:塞貝克系數(shù)，δ:電導(dǎo)率)，S和δ是此消彼長(zhǎng)的關(guān)系；目前常用的提高材料熱電性能的方法有化學(xué)摻雜、物理復(fù)合和合成新型結(jié)構(gòu)等方法，然而，以上方法大部分都會(huì)同時(shí)影響材料的S和δ，導(dǎo)致該材料最終的熱電性能幾乎沒(méi)有大幅度的提升。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物修飾的碳納米管及其制備方法與應(yīng)用，旨在解決現(xiàn)有熱電性能改進(jìn)方法導(dǎo)致熱電材料的熱電參數(shù)同時(shí)變化，而最終的熱電性能幾乎沒(méi)有提升，且不能實(shí)現(xiàn)高能量轉(zhuǎn)換效率的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物修飾的碳納米管，其中，所述電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的結(jié)構(gòu)式為其中，X₁、X₂、X₃、X₄獨(dú)立地選自H、F中的一種。

所述的電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物修飾的碳納米管，其中，X₁＝X₂＝X₃＝X₄＝H或X₁＝X₂＝X₃＝X₄＝F。

所述的電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物修飾的碳納米管，其中，所述碳納米管為單壁碳納米管。

所述的電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物修飾的碳納米管，其中，基于電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物修飾的碳納米管的總重量，所述電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的含量小于等于5wt％，且所述電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的含量不為0。

一種如上所述的電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物修飾的碳納米管的制備方法，其中，包括步驟：

A、將碳納米管分散在溶劑中，先超聲5-15h，接著磁力攪拌24-72h，得到均勻的碳納米管分散液；

B、采用與步驟A相同的溶劑將TTF、四氰基對(duì)苯二醌二甲烷類化合物分別進(jìn)行溶解，接著按照TTF與四氰基對(duì)苯二醌二甲烷類化合物的摩爾比為0.7-1.5：1將兩種溶液混合，得到電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物溶液；