[发明专利]一种p-n热电纱线及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种p-n热电纱线，其特征在于，所述p-n热电纱线是以碳纳米管纱线为基体，分别以PEI溶液和FeCl₃溶液作为n型改性剂和p型改性剂进行改性处理，并以银涂层作为电极连接n型纱线段和p型纱线段而得到。

2.根据权利要求1所述的p-n热电纱线，其特征在于，所述p型纱线段和n型纱线段依次交替，相邻的p型纱线段和n型纱线段之间被银涂层隔开。

3.权利要求1或2所述的p-n热电纱线的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：将碳纳米管薄膜湿法加捻和固定成型，得到规模化连续碳纳米管纱线；

S2：将S1得到的碳纳米管纱线固定在模板上，分别以PEI溶液和FeCl₃溶液作为n型和p型改性剂，在高温下经物理吸附改性后冷却至室温，并以银涂层作为电极连接n型纱线段和p型纱线段，得到p-n热电纱线。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述湿法加捻过程中持续喷洒去离子水润湿碳纳米管薄膜，加捻速度为300～1250转/min，捻度值为500～1200捻/m。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中碳纳米管纱线固定成型的温度为30～80℃，固定成型时间为6～48h。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中所使用的模板的尺寸：宽4～20mm，厚0.2～2mm。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述改性的温度为100～160℃；所述n型改性试剂PEI溶液的浓度为1～15wt.％；所述p型改性试剂FeCl₃溶液的浓度为10～50wt.％。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中：

所述物理吸附改性是使用耐高温刷分别将PEI溶液和FeCl₃溶液刷涂于模板上下两面的碳纳米管纱线表面上；

所述以银涂层作为电极连接n型纱线段和p型纱线段是以高导电银浆刷涂于模板侧面的碳纳米管纱线表面，形成银涂层。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述耐高温刷的材质选自：尼龙(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PBT)、聚乙烯(PE)、硅胶、以及猪鬃刷。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述刷涂的速度为0.5～5cm/s。

11.权利要求1或2所述的p-n热电纱线的应用，其特征在于，用于制备柔性热电织物。