聚吡咯碳纳米管复合材料的制备及其热电性能研究的中期报告.docx

聚吡咯碳纳米管复合材料的制备及其热电性能研究的中期报告
摘要：本实验制备了聚吡咯碳纳米管（PPy/CNT）复合材料，并研究了其热电性能。首先制备了PPy/CNT复合材料，通过扫描电子显微镜和能谱分析对制备的材料进行了表征。随后，利用热电偶测试装置研究了PPy/CNT复合材料的热电性能。实验结果表明，PPy/CNT复合材料具有良好的热电性能。综合来看，本实验成功制备了PPy/CNT复合材料，并对其热电性能进行了初步研究，为合成更具优异热电性能的材料提供了一定的参考。
关键词：聚吡咯碳纳米管；复合材料；热电性能；热电偶
一、引言
热电材料是一类尤其重要的功能材料，可以将热能转化为电能或者电能转化为热能。近年来，热电材料在能源转换、传感器、热能采集等领域应用广泛。随着科技的进步和人们对可持续能源的追求，该领域的研究日益受到关注。本实验采用聚吡咯碳纳米管（PPy/CNT）复合材料制备热电材料，并对热电性能进行研究，旨在探究PPy/CNT复合材料的热电性能，为进一步合成更具优异热电性能的材料提供一定的参考。
二、实验材料和方法
1、实验材料
（1）吡咯
（2）FeCl3·6H2O
（3）碳纳米管（CNT）
（4）乙醇
2、实验方法
（1）制备PPy/CNT复合材料
首先将吡咯和FeCl3·6H2O按照1：2配比混合，并加入适量的CNT，然后将混合物溶于乙醇中，加热背驰反应之后，得到PPy/CNT复合材料。
（2）表征PPy/CNT复合材料
利用扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDS）对制备的PPy/CNT复合材料进行表征。
（3）研究热电性能
制备好PPy/CNT复合材料后，我们采用热电偶测试装置，通过测量其电压和温度差，来研究PPy/CNT复合材料的热电性能。
三、结果与分析
1、PPy/CNT复合材料的制备
下图为PPy/CNT复合材料的SEM图片，可以看出PPy/CNT复合材料的中心区域是碳纳米管，在其表面上包裹有聚吡咯。
为了证实PPy/CNT复合材料的组成，我们选用了EDS技术进行分析。下图为PPy/CNT复合材料的EDS结果，从图中可以看出该复合材料中含有C、N、O和Fe四种元素，这一结果与PPy/CNT复合材料的预期组成相符。
2、PPy/CNT复合材料的热电性能
为了研究PPy/CNT复合材料的热电性能，我们选用了热电偶测试装置进行测试。在测试过程中，我们通过控制热电偶的加热端和冷却端的温度差，来观察PPy/CNT复合材料的热电极电位差和温度变化。下图为测试结果，其中横轴为时间，纵轴为电压（V）和温度（℃）。
由上图可知，PPy/CNT复合材料在加热和冷却时，均具有明显的电极电位差，这表明该材料具有优异的热电性能。此外，在冷却期间，PPy/CNT复合材料的温度开始下降，热电极电位差亦逐渐降低。这是因为PPy/CNT复合材料的热电极电位差与温度变化呈正比，随着温度降低，热电极电位差会逐渐降低。
四、结论
本实验采用聚吡咯碳纳米管（PPy/CNT）复合材料制备热电材料，并对其热电性能进行研究。实验结果表明，PPy/CNT复合材料具有良好的热电性能。综合来看，本实验成功制备了PPy/CNT复合材料，并对其热电性能进行了初步研究，为合成更具优异热电性能的材料提供了一定的参考。