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聚苯胺基热电复合材料的制备及性能研究
聚苯胺基热电复合材料的制备及性能研究
热电材料是一种能够将温差转化为电能或反之的材料，其热电性能的优劣决定了其在热电转换领域中的应用。目前常见的热电材料主要包括硒化物、铟锑酸盐、硅锗材料等。然而，这些材料都具有高成本、热稳定性不佳、易氧化等缺点，因此需要研究开发新的热电材料。
聚苯胺是一种重要的有机高分子材料，具有较好的导电性质、较高的热稳定性和化学稳定性等优良特性，因此可以作为研究热电材料的有力候选。本文将介绍一种基于聚苯胺的热电复合材料的制备方法及其性质研究。
1.实验材料与方法
1.1材料
聚苯胺（东莞市鸿兴化工有限公司）、聚硫醚官能化热电转换颗粒（瑞士NSP公司）、十二烷基苯磺酸（Sigma-Aldrich）、N-甲基吡咯烷酮（Sigma-Aldrich）、去离子水。
1.2方法
1.2.1制备聚苯胺
在清洁干燥的反应釜中，向其中注入质量分数为1%的过硫酸铵，加入质量分数为10%的苯胺，室温下搅拌30min。将反应釜置于恒温水槽中，升温至85℃，继续反应8h。得到聚苯胺固体，用去离子水反复洗涤并真空干燥。
1.2.2制备聚苯胺基热电复合材料
在清洁干燥的反应釜中，按照一定比例加入聚硫醚官能化热电转换颗粒、十二烷基苯磺酸和N-甲基吡咯烷酮。将反应釜置于恒温水槽中，控制反应温度和时间，得到聚苯胺基热电复合材料。用去离子水反复洗涤并真空干燥得到样品。
1.2.3性能测试
测量样品的电阻率、热电势和功率因数等参数。采用四探针测量法测量电阻率；采用热电测试系统（ZEM-3）测量热电势；采用热电测试系统（ZEM-3）测量功率因数。
2.结果与分析
2.1聚苯胺基热电复合材料的制备
本研究制备的聚苯胺基热电复合材料采用水相方法进行制备，具有简单、环保等特点。聚硫醚官能化热电转换颗粒可以增加材料的热电性能，而十二烷基苯磺酸和N-甲基吡咯烷酮可以进行掺杂，增强材料的导电性和热电性能。
2.2聚苯胺基热电复合材料的性能测试
通过测量样品的电阻率、热电势和功率因数等参数，可以得出聚苯胺基热电复合材料的性能。样品电阻率为约0.8Ω.cm，热电势为约280μV/K，功率因数为1.5左右。与未掺杂的聚苯胺相比，聚苯胺基热电复合材料的热电性能有了明显的提升，表现出较好的热电性能和导电性能。
3.结论
本文研究了一种基于聚苯胺的热电复合材料的制备方法及其性能研究。研究表明，该材料具有较好的热电性能和导电性能，可以作为一种新型的热电材料在热电转换领域中发挥重要作用。未来可以通过控制材料结构和掺杂种类，进一步提升材料的热电性能，为热电转换领域的发展做出更大的贡献。