[发明专利]一种PbTe纳米热电材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及热电材料技术领域，提供了一种PbTe纳米热电材料的制备方法。

背景技术

PbTe作为一种研究得较早且较成熟的热电材料，在很宽的温度范围内有较高的热电转换效率，是一种普遍使用的热电转换材料。对于遥远的太空探测器来说，放射性同位素供热的热电发电器是其目前唯一的供电系统，而材料早已被成功地应用于美国宇航局发射的“旅行者一号”和“伽利略火星探测器”等宇航器上，为空间探索作出了巨大贡献。而目前PbTe热电材料的热电优值已经达到其峰值，需要通过掺杂或改变微观结构来提高其热电优值。

发明内容

在上述理论基础上，本发明提供一种PbTe纳米热电材料的制备方法，所述制备方法为水热合成法。

本发明的具体技术方案如下：

按化学计量比称取PbCl₂、EDTA二钠置于小烧杯中，并向其中加入NH₃·H₂O和去离子水，称取Na₂TeO₃置于另一只小烧杯中，分别超声分散35min和25min，分别得到了白色浑浊的Pb源和Te源前驱物溶液；将所述Te源前驱物倒入所述Pb源前驱物溶液中，加热至65℃以500rpm的转速搅拌30min，充分溶解，混合均匀；再加入表面活性剂PVP并搅拌，加入质量分数50%的水合联氨（水合肼）继续搅拌，直至溶液开始变为淡棕色；将上述得到的溶液装入高压反应釜中，密封拧紧后放入170℃真空干燥箱中反应12h，自然冷却至室温，收集釜底的暗灰色产物，依次用去离子水和无水乙醇进行反复清洗、超声、离心，即得到了所述PbTe纳米热电材料粉末，所述离心设备为高速离心机，离心转速为21000rpm。

有益效果

本发明提供的水热合成法具有反应条件易控制、反应温度低、时间短、产物产率高等优点；通过所述制备方法获得的PbTe纳米热电材料，粒度大小均一、形貌规则、尺寸约在50nm左右，热电优值有所提高。

具体实施方式

实施例1

按化学计量比称取PbCl₂、EDTA二钠置于小烧杯中，并向其中加入NH₃·H₂O和去离子水，称取Na₂TeO₃置于另一只小烧杯中，分别超声分散35min和25min，分别得到了白色浑浊的Pb源和Te源前驱物溶液；将所述Te源前驱物倒入所述Pb源前驱物溶液中，加热至65℃以500rpm的转速搅拌30min，充分溶解，混合均匀；再加入表面活性剂PVP并搅拌，加入质量分数50%的水合联氨（水合肼）继续搅拌，直至溶液开始变为淡棕色；将上述得到的溶液装入高压反应釜中，密封拧紧后放入170℃真空干燥箱中反应12h，自然冷却至室温，收集釜底的暗灰色产物，依次用去离子水和无水乙醇进行反复清洗、超声、离心，即得到了所述PbTe纳米热电材料粉末，所述离心设备为高速离心机，离心转速为21000rpm。

经测试，所述制备方法获得的PbTe纳米材料粒度大小均一、形貌规则、尺寸约在50nm左右；当测试温度在775K时，ZT_max=1.1，说明材料的热电性能得到了有效的改善。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明权利要求范围之内。