80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

  有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合熱電（TE）材料作為一種綠色環(huán)保有效的新型能源轉(zhuǎn)換材料，能夠有效利用一些難以被利用的低品質(zhì)的廢熱、余熱。鑒于無(wú)機(jī)熱電材料成本高﹑難加工、有毒與有機(jī)熱電材料易加工﹑成本低﹑資源豐富、導(dǎo)熱率低和導(dǎo)電率低的特點(diǎn)，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)郭存悅教授團(tuán)隊(duì)基于電化學(xué)聚合過(guò)程，將兩者復(fù)合，提高了材料的熱電性能。

  聚苯胺（PANI）通常緊縮的線圈狀構(gòu)象，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)二甲基亞砜（DMSO）可以優(yōu)化PANI的分子結(jié)構(gòu)，使其構(gòu)象成伸展結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化了高分子鏈的有序排列。他們采用電化學(xué)聚合結(jié)合物理混合的方法，制備出PANI-DMSO/SWCNT復(fù)合熱電材料（圖1）。這項(xiàng)研究工作為高性能有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合熱電材料的制備提供了一種新的策略。

圖1. PANI-DMSO/SWCNT和PANI/SWCNT復(fù)合熱電材料示意圖

  電聚合過(guò)程中添加DMSO，有利于PANI與SWCNTs形成更多接觸界面，增強(qiáng)PANI分子與SWCNTs之間的界面相互作用（π-π共軛相互作用）。PANI分子的有序排列以及PANI與SWCNTs之間的π-π共軛相互作用有利于載流子傳輸，從而顯著增強(qiáng)材料的熱電性能。

  加入DMSO后，電導(dǎo)率（σ）明顯增加，值得注意的是，塞貝克系數(shù)（S）幾乎沒(méi)有明顯變化（圖2）。因此，如圖2 c所示，PANI-DMSO/SWCNT復(fù)合熱電材料在室溫下的最大PF（236.4±5.9 μW m^-1 K^-2）明顯高于純PANI/SWCNT（179±6.3 μW m^-1 K^-2）。

圖2. PANI/SWCNT和PANI-DMSO/SWCNT復(fù)合熱電材料的（a）電導(dǎo)率，（b）塞貝克系數(shù)和（c）功率因數(shù)

  PANI-DMSO/SWCNT和PANI/SWCNT是一種優(yōu)良的柔性TE材料，經(jīng)1000多次彎曲試驗(yàn)后，材料的熱電性質(zhì)僅稍有下降（圖3）。兩者的電導(dǎo)率分別比原始值降低了~1%和~2%，功率因子（PF）分別保持在原值的91.9%和92.6%。

圖3. PANI-DMSO/SWCNT (a)和PANI/SWCNT (b)彎曲前后的熱電性能

  此外，該團(tuán)隊(duì)在苯胺-吡咯共聚物（poly(ANi-co-Py)）基熱電材料方面取得了新進(jìn)展。通過(guò)自制SWCNTs工作電極，用電聚合方法制備出poly(ANi-co-Py)/SWCNT復(fù)合熱電材料。該材料在不降低SWCNTs薄膜柔韌性的前提下，在SWCNTs管束間筑起導(dǎo)電通道，促進(jìn)了復(fù)合材料內(nèi)部電荷傳輸。通過(guò)優(yōu)化電化學(xué)聚合反應(yīng)過(guò)程中的電壓和時(shí)間，提高共聚物在SWCNTs管束間的有序排列，促進(jìn)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成，最高PF達(dá)111.4 ± 3.2 μW m^-1 K^-2。

圖4. Poly(ANi-co-Py)/SWCNT復(fù)合熱電材料合成過(guò)程示意圖

  該團(tuán)隊(duì)首先將SWCNTs制成柔性可自支撐的SWCNTs電極（尺寸3 cm × 0.6 cm，圖5a），然后以SWCNTs條為工作電極，在一定的反應(yīng)電壓和反應(yīng)時(shí)間下，苯胺和吡咯的二乙二醇溶液電沉積形成poly(ANi-co-Py)。反應(yīng)后SWCNTs電極管束的直徑由10-15 nm（圖5b）增加至60-75 nm（圖5c），柔性未受影響。共聚物包覆的SWCNTs較純SWCNTs更加光亮。

圖5. SWCNTs電極照片（a），SWCNT的SEM照片（b），Poly(ANi-co-Py)/SWCNT復(fù)合薄膜的柔韌性照片（c）和SEM照片（d）

  聚合物鏈的排列對(duì)導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性有顯著影響，拉曼光譜（圖6 a）和XRD（圖6 b）顯示，poly(ANi-co-Py)的分子排列優(yōu)于純PANi和PPy。共聚物垂直于主鏈方向的有序度高于平行于主鏈方向的有序度，從而減少共聚物的缺陷，提高其規(guī)整性。共聚物與SWCNTs表面的接觸更緊密，增強(qiáng)了兩者之間的界面相互作用（π-π共軛）。在電壓為4 V，反應(yīng)時(shí)間為5 min時(shí)，在室溫下的最大PF值達(dá)111.4 ± 3.2 μW m^-1 K^-2（圖6 c），在316.5 K時(shí)，復(fù)合材料達(dá)到最大功率因子為119.9 ± 0.6 μW m^-1 K^-2（圖6 d）。

圖6. (a) PANi、PPy和poly (ANi-co-Py)的Raman光譜，(b) PANi、PPy、poly (ANi-co-Py)、SWCNT和poly (ANi-co-Py)/SWCNT的XRD圖譜，(c) 反應(yīng)電壓4V時(shí)，反應(yīng)時(shí)間對(duì)poly (ANi-co-Py)/SWCNT復(fù)合材料性能的影響，(d) 變溫測(cè)試熱電性能變化曲線

  以上相關(guān)成果分別發(fā)表在ACS Appl. Mater. Interfaces和J. Mater. Chem. C上，論文第一作者分別為中國(guó)科學(xué)院大學(xué)化學(xué)科學(xué)學(xué)院碩士生尹四星和鹿文濤。

  論文鏈接：

  https://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c19100

  https://doi.org/10.1039/D0TC05757F