聚3%2c4-二氧乙撑噻吩%3a聚苯乙烯磺酸及其复合材料热电性能地研究

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1、学位论文独创性声明㈨Ⅷm洲Ⅲ0111l㈣删lY1910431本人声明所呈交的学位论文是本人在导!『11i指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和敛埘的地方外，沦文l}l刁i包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为扶得江西科技师范学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同jJ，：作的川志埘小研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并农示谢意。学位论文作者签名c手写，：参l币辱签字⋯叭_·7年‘月v同学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解选耍叠}丝!巫堑堂瞳有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复

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3、摘要热Fcl材料是一种应用二F发电和制冷领域的环境友好型绿色能源转换材料，利用热fU技术可以直接实现热能和f【l能之I'兀J的相互转换，实现废热的充分利刚和能源的

4、：肖约而不污染环境。与传统的无机热f【l材料相比，导电高分子山于具有资源丰寓、可加工性强、较低的热导率和良好的环境稳定性等优点，作为一种新型的热I乜材料受到科研人员越来越多的关注。聚(3，4．二氧乙撑噻吩)：聚苯乙烯磺酸(PEDOT：PSS)是应Jfj最为广泛的一种导f乜高分子材料，具有较高的电导率、较低的热导率和良好的坏境稳定性以及独特的“会属及非余属”性能，是一种非常具有潜在价值的有机热f乜材料。因此，研究PEDOT：PSS的热电性能具有十分重要的理论和现实意义。本文采用二次掺杂以及同无机微纳米材料复合的方法制备了PEDOT：PSS薄膜及其复合材料，并对它们的热电性能进行了测试和

5、分析。具体研究内容和结论如下：1．利用具有高接触角(870)表面光滑的聚丙烯(PP)薄膜作为基底制备了经有机溶剂二甲基亚砜(DMSO)或乙二醇(EG)二次掺杂后的高电导率的PEDOT：PSS自支撑薄膜，其最大值可以达到300S·cm～。PEDOT：PSS在PP基底上接触角的大小是影响形成自支撑薄膜的重要因素。经DMSO或EG二次掺杂后的PEDOT：PSS自支撑薄膜的电导率有很大的提高，但是其Seebeck系数并没有明显的改变。DMSO或EG的掺杂过程导致了PEDOT：PSS自支撑薄膜载流子迁移率的提高，并没有明弘的改变』e绒流二f浓度。经DMSO或EG掺杂的PEDOT：PSS白支撑薄

6、膜的最大热电优值(Z乃可以达到1．07×lO～；2．以表匝i光滑的聚丙烯(PP)薄膜作为fj．驽底，采川物理混合的方法制衙了PEDOT：PSS与多壁碳纳米管(MWNTS)的纳米复合材料。透射Ib镜(TEM)和扫描I乜镜(SEM)表征结果．湿示PEDOT：PSS与MwNTs复合在了一起。热f乜性能测试表明，随着MWNTs的加入，复合材料的电导率有所降低，但其Seebeck系数变化不明显。PEDOT：PSS／MWNT纳米复合材料的最大功率因子毋为4．3×lO。6W．m一．K～：3．以表ifii光滑的聚内烯(PP)簿膜作为^≮底，采川物耻混合的方法制舔了PEDOT：PSS与钻酸钙(Ca3C

7、0409)粉木的复合物f{8f腆。热}乜性能测试结果表明，随着Ca3Co。09含嫩的增加，复合物材料的电导率减小，而Seebeck系数升高，摘要最大提高值可以到24．8％。PEDOT：PSS／Ca3C0409复合材料的最大功率因子D∥为3．8×10‘6W·m～·K～，然而这依然低于Ca3C0409陶瓷的热电性能。PEDOT：PSS／Ca3C0409复合材料热电性能的降低手要是由于电导率的降低和Seebeck系数提高的幅度有限导致的；4．通过向PEDOT：PSS水溶液中添加离子液(1L)，制备了PEDOT：PSS／IL薄膜。随着薄膜中离f液含量的增加，电导率和Seebeck系数同时得剑

8、了显著的提高，其最大值分别达到了175S·cm一和31，，V·K～。通过原子粒扫批fU镜分析，电导率和Seebeck系数的提高主要足由rr离子液的』J【l入使得PEDOT：PSS在成膜过程中形成了一种三维结构，提高了费米能级附近的电子态密度，从而导致了PEDOT：PSS／IL薄膜热}U性能的提高。关键词：聚(3，4．二氧乙撑噻吩)，聚苯乙烯磺酸，复合材料，热电，电导率，Seebeck系数。ABSTRACTThe册oeleclric(TE)materiali