安徽
成果简介
由p型和n型单壁碳纳米管（SWCNTs）薄膜组成的热电（TE）器件可以收集废热并将其转化为电能，在为可穿戴电子设备供电方面具有潜在的应用前景。本文，武汉工程大学张云飞、杜飞鹏等研究人员在《Diamond and Related Materials》期刊发表名为“High-performance g-C3N4 coated single-walled carbon nanotube composite films for flexible thermoelectric generators”的论文，石墨氮化碳（g-C3N4）采用三聚氰胺高温热解法制备，并分别通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射图（XRD）证实。然后制备的g-C3N4通过机械混合和真空过滤方法与单壁碳纳米管复合，得到独立的柔性g-C3N4/单壁碳纳米管热电复合薄膜。
结果表明，g-C3N4通过界面π-π相互作用有效地包覆在SWCNT表面，在SWCNT上包覆了几纳米的g-C3N4层，同时提高了g-C3N4/SWCNT的电导率（σ）和塞贝克系数（S）。当 g-C3N4/SWCNT 的质量比为 2.5 % 时，g-C3N4/SWCNT 在室温下的最佳功率因数值为 163.0 ± 1.0 μW m-1 K-2，σ 为 702.6 ± 1.6 S cm-1，S 为 48.2 ± 0.2 μV K-1。最后，制造了一个由三对p-n结组成的自供电TE器件，实际输出功率约为1.13 μW，温差为50 K。因此，本研究提供了一种直接的方法来增强单壁碳纳米管的热电性能，可用于柔性发电机。
图文导读
图 1：（a）g-C3N4 的合成原理图和照片；（b）g-C3N4/SWCNT 复合薄膜的制备原理图、（c）外观和（d）柔韧性。
图2. (a) g-C3N4、(b) SWCNT、(c) 2.5 %g-C3N4/SWCNT 和 (d) 10%g-C3N4/SWCNT 的扫描电镜图像。
图3。（a）g-C3N4，（b）SWCNT，（c）2.5 %g-C3N4/SWCNT和（d）10%g-C3N4/SWCNT的TEM。
图4.单壁碳纳米管的XPS、2.5%g-C3N4/SWCNT和10%g-C3N4/SVCNT。
图5. (a) g-C3N4 和 SWCNT 的能级示意图，以及 (b) g-C3N4/SWCNT 界面的载流子能量过滤效应。
图6：（a）TE 设备的结构示意图和（b）照片；（c）设备两端在不同温差下产生的电压和电流；（d）温差为 50 K 时模块的电压/电流和功率/电流曲线。
小结
本工作提出了一种使用机械混合和真空过滤方法制备独立柔性g-C3N4涂层单壁碳纳米管复合膜（g-C3N4/SWCNT）的简单方法。
文献：
https://doi.org/10.1016/j.diamond.2023.110225
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
