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近年来，不少研究者开始尝试利用碳纳米管材料具有的尺寸效应及量子效应，构建新型二维多层膜热电结构复合材料。这种结构采用了n型多壁碳纳米管（MWNTs）与p型MWNTs多层复合膜相互叠加的方式，通过量子输运及膜层间的界面效应，加大材料的能带间隙，改变其热传导系数，从而提高其ZT值，改善热电效率。但因对n型MWNTs与p型MWNTs完全分离的工作较难完成，且其工艺成本非常昂贵，因此，这就限制了该种MWNT基热电材料的推广应用。针对这一问题，本论文利用水热法生长的取向ZnO纳米线阵列为N型层，用聚偏二氟乙烯（PVDF）做绝缘层，以氧等离子改性处理的MWNTs为基材，将其与PVDF混合后的MWNTs/PVDF复合材料为P型层，开发了新型的ZnO纳米线基MWNTs/PVDF复合热电材料。该材料充分利用了MWNTs/PVDF复合材料中电子在相互隔离的纳米管间的跳跃传输特性和一维纳米线的尺寸效应、量子限域效应等特性，研究结果对开发新型廉价热电复合材料具有一定实用价值。论文主要研究结果如下：（1）用水热合成的方法制备了取向ZnO纳米线阵列，用XRD，SEM及TEM等表征手段对不同条件下制备的ZnO纳米线进行了对比分析。利用50%(v/v)氨水浓度条件下制备的密度均匀、取向性好的ZnO纳米线阵列与改性后的MWNTs为基础材料，将ZnO纳米线阵列与MWNTs/PVDF叠加组合，开展了ZnO基MWNTs/PVDF复合热电材料的实验及研究工作。（2）改变MWNTs/PVDF复合材料中MWNTs的质量百分比分别为15%、25%、40%、50%、75%，制备了不同MWNTs比例的ZnO基MWNTs/PVDF复合热电材料样品，对样品的微结构及形貌特征进行了分析。在不同温度梯度下，测试了复合热电材料的短路电流及开路电压，分析了不同MWNTs比例样品热电动势的特点。（3）在一定温度梯度下，复合热电材料中的载电荷子将由高温端向低温端运动，从而在复合材料界面间产生热电效应。随着复合热电材料中MWNTs含量的增加，其热电动势及短路电流也线性增加。当温度差为50摄氏度，外接负载为200时，75%比例的复合材料的热电输出功率最大值为125nW，这个值要比目前文献报道的MWNTs基复合热电材料的数值有所提高。研究还发现，当负载一定时，当热电动势逐渐接近开路条件下的热电动势值时，输出功率达到最大值，随后，逐渐减小。