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在化石能源即将枯竭的背景下,能源的有效利用显得至关重要,然而人类工业生产和日常生活产生的热能大部分以扩散形式被浪费掉。热电材料是一种能将热能直接转化为电能的材料,吸引着人们研究它并将其用于能量回收。近年来,有机/无机复合的热电材料相比较于无机热电材料,具有柔性好、热导率低、成本低、无移动相或流体,从而引起人们的极大关注。迄今为止p型有机/无机复合热电材料的发展已经取得巨大进步,然而发展n型有机/无机复合热电材料依然面对巨大的挑战。本文的研究工作主要集中在基于单壁碳纳米管与有机小分子复合制备n型热电材料,包括以下三部分内容:1、我们利用SWCNT与有机小分子DETA通过溶液共混的方法制备了SWCNT/DETA复合材料,然后通过CaH2再次还原得到一种高性能的n型复合热电材料。该材料Seebeck系数和电导率分别为-41.0±1.5μV K-1,160±10 S cm-1。我们利用扫描电子显微镜和吸收红外光谱对复合材料的微观形貌和组分进行了表征,并且阐释了单壁碳纳米管经过掺杂由p型导电转变为n型导电的机理模型,用以指导材料的掺杂。最后我们基于该材料制备了性能优异的热电器件,经过测试,由14个p-n结构成的热电器件在温度梯度为55 K条件下,可产生62 mV的开路电压和649 nW输出功率。2、设计合成了有机导电小分子苝酰亚胺(PDINE)、萘酰亚胺(NDINE)并制备了具有n型特性的SWCNT/PDINE和SWCNT/NDINE纳米复合材料。较高的电导率和Seebeck系数使得材料展现出非常高的PF值(135?14μW m-1 K-2),在当前n型有机热电材料中最高的性能之一。然后我们利用该材料构成五个p-n结的热电器件,经过测试,该器件在温度梯度为50 K下,展现出很大的输出功率3.3μW。同时我们还利用了热重分析,测试了复合材料的热稳定性,相比较于其他有机热电材料,这种n型有机热电复合材料具耐高温特性(≥200℃),极大拓展了材料的应用温度范围。3、简单制备了基于氧化还原反应的SWCNT/PMMA复合水凝胶温差热电池材料,不仅仅避免了温差热电池液态电解液造成使用上的不方便,而且由于SWCNT的增强作用提供了复合材料的更好的机械性能。同时SWCNT给体系所带来的网络结构渗透过滤效应、表面极化等促进了Sn2+/Sn4+氧化还原对迁移,使得热电池材料展现出了较大的Seebeck系数(1200μV K-1)和电导率(0.11 S cm-1)。