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[1]李 赞,李 怡,蒋 朵,等.铜离子掺杂聚乙烯亚胺/碳纳米管热电薄膜的制备与表征[J].武汉工程大学学报,2024,46(04):398-403.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202312024]
　LI Zan,LI Yi,JIANG Duo,et al.Preparation and characterization of copper ions-doped polyethyleneimine/carbon nanotubes thermoelectric thin films[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2024,46(04):398-403.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202312024]
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铜离子掺杂聚乙烯亚胺/碳纳米管
热电薄膜的制备与表征
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《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
46
期数:
2024年04期
页码:
398-403
栏目:
材料科学与工程
出版日期:
2024-08-28

文章信息/Info

Title:
Preparation and characterization of copper ions-doped polyethyleneimine/
carbon nanotubes thermoelectric thin films
文章编号:
1674 - 2869（2024）04 - 0398 - 06
作者:
李 赞; 李 怡; 蒋 朵; 杜飞鹏; 张云飞*
武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北 武汉 430205
Author(s):
LI Zan; LI Yi; JIANG Duo; DU Feipeng; ZHANG Yunfei*
School of Materials Science and Engineering，Wuhan Institute of Technology， Wuhan 430205， China
关键词:
铜离子; 铜氨离子; 聚乙烯亚胺; 单壁碳纳米管; 复合薄膜; 热电性能
Keywords:
copper ions;  copper ammonia ions;  polyethyleneimine;  single-wall carbon nanotubes;  composite film;  thermoelectric performance
分类号:
O631；TB34
DOI:
10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202312024
文献标志码:
A
摘要:
以单壁碳纳米管（SWCNT）为基体，掺入适量的Cu2+或[Cu(NH3)4]2+和聚乙烯亚胺（PEI），通过溶液共混和真空抽滤方法制备得到Cu2+-PEI/SWCNT和[Cu(NH3)4]2+-PEI/SWCNT复合薄膜。通过扫描电子显微镜法、X射线能谱仪、红外光谱、拉曼光谱和热电仪器表征了复合薄膜的结构与性能。研究结果表明：适量Cu2+和PEI掺杂SWCNT时，优化了SWCNT的载流子浓度和迁移率，提升了体系的电导率，最大电导率为1 101.3 S·cm-1，功率因子最高达到93.4 μW·m-1·K-2。掺杂[Cu(NH3)4]2+和PEI时，提升了SWCNT的载流子迁移率，显著提升了体系的塞贝克系数，最大塞贝克系数为45.0 μV·K-1，功率因子最高达到72.3 μW·m-1·K-2。虽然Cu2+和[Cu(NH3)4]2+提升SWCNT热电性能的机理不同，但功率因子都高于PEI/SWCNT（55.7 μW·m-1·K-2）。
Abstract:
Using single-wall carbon nanotubes （SWCNTs） as matrix and an appropriate amount of Cu2+ or [Cu(NH3)4]2+ and polyethyleneimine （PEI） as dopants，Cu2+-PEI/SWCNT and [Cu(NH3)4]2+-PEI/SWCNT composite thin films were prepared through solution blending and vacuum filtration methods. The structures and properties of the composite films were characterized using scanning electron microscopy，energy-dispersive X-ray spectroscopy，infrared spectroscopy，Raman spectroscopy，and thermoelectric instrument. The results reveal that optimizing the SWCNT carrier concentration and mobility enhances the system conductivity when doping with an appropriate amount of Cu2+ and PEI. The maximum conductivity achieved is 1 101.3 S·cm-1，with the highest power factor of 93.4 μW·m-1·K-2. Doping with [Cu(NH3)4]2+ and PEI only increased the SWCNT carrier mobility，significantly enhancing the system’s Seebeck coefficient，with a maximum value of 45.0 μV·K-1，and the highest power factor of 72.3 μW·m-1·K-2. The mechanisms through which Cu2+ and [Cu(NH3)4]2+ enhance the thermoelectric performance of SWCNT are different，but both power factors surpassing that of PEI/SWCNT （55.7 μW·m-1·K-2）.

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相似文献/References:

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2023-12-20
基金项目：国家自然科学基金（51803157）
作者简介：李 赞，硕士研究生。Email：[email protected]
*通信作者：张云飞，博士，副教授。Email：[email protected]
引文格式：李赞，李怡，蒋朵，等. 铜离子掺杂聚乙烯亚胺/碳纳米管热电薄膜的制备与表征［J］. 武汉工程大学学报，2024，46（4）：398-403.
更新日期/Last Update: 2024-08-31