[发明专利]一种柔性有机热电复合薄膜、其制备方法及其应用

说明书

本发明涉及有机热电材料领域，特别是涉及一种柔性有机热电复合薄膜，所述柔性有机热电复合薄膜包括碳纳米管、有机共轭聚合物；所述柔性有机热电复合薄膜由碳纳米管和有机共轭聚合物经过分散、真空抽滤制得。本发明提供一种柔性有机热电复合薄膜，绿色环保，还具有较高的热电性能，可高效将热能转化为电能，长效稳定；本发明还提供一种柔性有机热电复合薄膜的制备方法，其步骤简单、容易实际操作和实现，故可广泛应用于实际的工业化生产当中。

技术领域

本发明涉及有机热电材料领域，特别是涉及一种柔性有机热电复合薄膜、其制备方法及其应用。

背景技术

近年来随着传统能源的日渐匮乏，研发清洁可持续的新能源成为当下的一大热点。在这期间，热电材料具有将自然界中大量存在的热能转化为电能的能力，其转化的效率可由ZT＝S²σT/κ表示，其中S代表Seebeck系数(塞贝克系数)、σ代表导电系数、κ代表导热性。通常认为只有当ZT大于1时才具有实际的生产应用价值。传统的无机热点材料在经过大量研究报告后虽然已达到了此数值，但是其因为材料的价格昂贵、稀缺以及具有毒性等因素而导致实际应用受到限制；与此相比，近些年来有机热电材料因其具有来源广、易合成、轻便且具有较高柔韧性等优点受到广泛研究学者的注意。除此之外，由大量数据显示有机热电材料还具有较低的导热性，故通常情况下亦可用PF＝S²σ，及功率因子来表征其材料的热电性能。

在有机热电材料的研究中发现，通过将N,N-二-(2-戊基)苝二酰亚胺与特定的无机材料，如石墨烯、单壁单壁碳纳米管以及其他金属材料等进行混合掺杂可以突破以往Seebeck系数(塞贝克系数)与导电系数的高度关联，使得在复合材料的这两个参数得到同时的提高。同时，进一步地研究亦表示，合理的溶剂以及合成途径可以显著促进材料热电性能的提升。通过调节单壁单壁碳纳米管与聚合物之间的界面结合，可以有效的改变材料的热电性能。故在此基础上，进一步地探索有机热电复合材料的简易合成步骤有助于推动其在实际生产当中的应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种柔性有机热电复合薄膜，绿色环保，还具有较高的热电性能，可高效将热能转化为电能，长效稳定。

本发明还提供一种柔性有机热电复合薄膜的制备方法，其步骤简单、容易实际操作和实现，故可广泛应用于实际的工业化生产当中。

本发明采用如下技术方案：

一种柔性有机热电复合薄膜，所述柔性有机热电复合薄膜包括碳纳米管、有机共轭聚合物；所述柔性有机热电复合薄膜由碳纳米管和有机共轭聚合物经过分散、真空抽滤制得。

对上述技术方案的进一步改进为，所述碳纳米管为单壁碳纳米管。

对上述技术方案的进一步改进为，所述有机共轭聚合物为N,N-二-(2-戊基)苝二酰亚胺。

一种柔性有机热电复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：

将单壁碳纳米管、N,N-二-(2-戊基)苝二酰亚胺分别按一定配比精确称取，并分别装于带盖玻璃瓶子中；

向分别装有单壁碳纳米管、N,N-二-(2-戊基)苝二酰亚胺的带盖玻璃瓶子中均加入一定体积的纯乙醇溶液，旋紧盖子后进行超声处理一段时间后得到充分分散的溶液；

将分散好的单壁碳纳米管、N,N-二-(2-戊基)苝二酰亚胺进行混合后重新超声共振或将分散好的单壁碳纳米管、N,N-二-(2-戊基)苝二酰亚胺分别进行抽滤；

将滤纸置于抽滤装置上，用纯乙醇溶液先润湿滤纸，随后打开真空抽滤机使滤瓶内部压力下降；将分散好试剂进行真空抽滤；待抽滤完成后，将滤纸取下；

趁滤纸未干之前，将所复合而成的薄膜从滤纸上剥离；用两片称量纸包裹薄膜并用玻璃皿压实，自然风干一晚上或放置烘箱中烘干2h。