[发明专利]一种纳米纤维基柔性高性能热电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米纤维基柔性高性能热电材料，其特征在于：是以聚苯乙烯、聚氨酯或聚丙烯腈高分子纳米纤维为核、以热电半导体硫化银为壳的一维纳米纤维材料，以均匀分散在高分子纳米纤维中的银纳米粒子为晶种，在高分子纳米纤维表面沉积一层银壳，再通过在溶液中与三氯化铁发生氧化还原反应，将表面的银转变成氯化银，最后在硫化氢的气体氛围内将氯化银转变成硫化银，从而使硫化银沉积在高分子纳米纤维表面。

2.一种纳米纤维基柔性高性能热电半导体纳米结构材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将0.3～3.0g高分子化合物加入到5～10ml溶剂中，在室温～100℃条件下搅拌至溶液完全澄清，然后冷却至室温；将0.1～1.0g硝酸银加入到上述高分子化合物溶液中，避光条件下剧烈搅拌使其混合均匀；

2)将步骤1）获得的混合溶液进行电纺丝，从而得到含有高分子化合物的纳米纤维膜；

3)将步骤2）获得的纳米纤维膜中的硝酸银还原为银，采用以下两种方法之一：

方法一：将纳米纤维膜平放在垂直于紫外灯照射方向，辐照时间为30～120min，紫外灯功率为300～1000W、波长为254或365nm；

方法二：配备氢氧化钠的乙二醇溶液，将纳米纤维膜浸泡其中，然后置于微波炉中微波还原，将还原后的纳米纤维膜用去离子水洗涤并干燥；

4)利用无电镀的方法，在步骤3）得到的还原后的纳米纤维膜表面沉积一层银壳，具体是取0.5～1.0g硝酸银溶于30ml去离子水中，继续滴加氨水到溶液变澄清，将步骤3）得到的纳米纤维膜浸泡在该溶液中；另取去离子水溶解的酒石酸钾钠，将该溶液转移到浸有纳米纤维膜的溶液中，在室温下搅拌1～5h，反应结束后取出纳米纤维膜用去离子水洗涤并干燥；

5)将步骤4）得到的纳米纤维膜浸泡到三氯化铁的水溶液中，将纳米纤维膜表面的银转变成氯化银，将纤维膜取出后用去离子水洗涤并干燥；

6)将步骤5）得到的纳米纤维膜放置在硫化氢的气体氛围内，将氯化银转变成硫化银，从而得到纳米纤维基柔性高性能热电半导体纳米结构材料。

3.如权利要求2所述的一种纳米纤维基柔性高性能热电半导体纳米结构材料的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述的溶液为N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的一种或两种混合。

4.如权利要求2所述的一种纳米纤维基柔性高性能热电半导体纳米结构材料的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述的高分子化合物是聚苯乙烯、聚氨酯或聚丙烯腈。

5.如权利要求2所述的一种纳米纤维基柔性高性能热电半导体纳米结构材料的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述的电纺丝是将混合溶液放入静电纺丝设备的玻璃喷丝管中，玻璃喷丝管的管头内径为0.5～3mm，以铝套为阳极，用铝箔作为阴极板接受产物，两极间的距离为10～30cm，在两极间施加6～30KV的电压进行电纺丝，从而在阴极板上得到含有高分子化合物的纳米纤维膜。

6.如权利要求2所述的一种纳米纤维基柔性高性能热电半导体纳米结构材料的制备方法，其特征在于：步骤6）中所述将氯化银转变成硫化银是取一真空干燥器，底部加入5～30ml浓酸溶液，将步骤5）得到的纳米纤维膜放置在干燥器的支架上，取0.5～5g硫化钠加入到底部的酸溶液中，并迅速盖紧干燥器密封，静置24h后在通风橱中取出纳米纤维膜用去离子水洗涤并干燥。

7.如权利要求5所述的一种纳米纤维基柔性高性能热电半导体纳米结构材料的制备方法，其特征在于：浓酸溶液是浓硫酸、浓盐酸或浓磷酸的水溶液。