基于纳米复合材料的微孔Zr-金属-有机框架用于热电应用

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 储能和能源转化 储能和能源转化
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• 金属有机框架 (MOF) 由于其独特的结构和低导热性,对热电应用具有前景.
• 在热电的MOF中提高电导率通常需要通过外部导电材料透.
• 现有的基于MOF的热电材料通常在性能和导电性方面存在局限性.

研究的目的:

• 通过现场聚合合成新型PANi@MOF-801纳米复合材料,用于热电应用.
• 为了研究聚氨酸负载对MOF-801.1的电导率,Seebeck系数和热稳定性的影响.
• 通过改变复合材料的组成来探索半导体特性 (p型到n型) 的可调性.

主要方法:

• 在MOF-801.1的多孔结构中,导电性聚氨酸 (PANi) 的现场聚合.
• 合成PANi@MOF-801纳米复合材料的不同素:MOF-801比率 (2:1, 1:1, 1:2).
• 电导率,西贝克系数,热导率和半导体性能的表征.

主要成果:

• 电导率通过聚氨酸透增强了多达6个数量级.
• 西贝克系数达到-141μVK-1,热稳定性得到改善.
• 复合材料表现出可调节的p型到n型半导体行为,n型材料达到0.015的ZT值和低导热率 (0.24Wm-1K-1).

结论:

• 在MOF-801中对聚氨的现场聚合是一种有效的策略,用于制造具有高导电性的热电纳米复合材料.
• 与最近报告的MOF基材料相比,PANi@MOF-801复合材料显示出优越的热电性能.
• 可调节的半导体特性和增强的热电指标将这些纳米复合材料定位为能源转换技术的有希望的候选者.