導電高分子及其納米復合材料的熱電性質(zhì)

毛健新，乜廣弟，盧曉峰，高　木，王　威，王　策

( 1.吉林大學麥克德爾米德實驗室，化學學院，長春130012;2.哈爾濱工業(yè)大學水資源與水環(huán)境國家重點實驗室，哈爾濱150001)

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導電高分子及其納米復合材料的熱電性質(zhì)

毛健新1，乜廣弟1，盧曉峰1，高木1，王威2，王策1

( 1.吉林大學麥克德爾米德實驗室，化學學院，長春130012;
2.哈爾濱工業(yè)大學水資源與水環(huán)境國家重點實驗室，哈爾濱150001)

摘要與無機熱電材料相比，有機熱電材料具有資源豐富、成本低、質(zhì)量輕、柔韌性好及熱導率低等優(yōu)點，成為熱電研究領域關注的熱點.理論和實驗結(jié)果表明，低維化和小尺度化是熱電材料研究和開發(fā)的發(fā)展方向.本文對低維有機熱電材料的合成、器件組裝及熱電性質(zhì)的影響因素等進行簡要評述，并對低維有機熱電材料的研究方向進行了討論.

關鍵詞有機熱電材料;低維納米復合材料;導電高分子

熱電材料是一種利用固體內(nèi)部載流子運動，實現(xiàn)熱能和電能直接相互轉(zhuǎn)換的功能材料.由電流引起的可逆熱效應和溫差引起的電效應稱為熱電效應，包括Seebeck效應、Peltier效應和Thomson效應.利用熱電效應制備的器件屬于綠色能源，具有結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、無需運動部件、無磨損、無噪音及無污染等優(yōu)點.熱電器件包括熱電發(fā)電和熱電制冷兩類，基本工作原理如圖1所示.將n型半導體(電子供體)與p型半導體(電子受體)一端置于閉路高溫下，另一端置于開路低溫下，由于高溫端熱激發(fā)作用較強導致空穴和電子濃度較高，產(chǎn)生一定的載流子梯度，在載流子梯度的驅(qū)使下，空穴和電子向低溫端移動，由于低溫端為開路，即形成一定的電勢差［圖1( A)］.圖1( B)為根據(jù)珀耳帖效應進行熱電制冷的工作原理.在外加電場的作用下，熱電材料內(nèi)部的電子發(fā)生定向移動，一部分內(nèi)能通過定向移動帶由一端向另一端移動，所以可以在電流的作用下達到一端制冷一端制熱的效果.

Fig.1　Basic working principle of the thermoelectric devices

熱電優(yōu)值( ZT)對熱電能量轉(zhuǎn)換效率具有至關重要的作用，可以表達為ZT=S2Tσ/κ，其中S為材料的塞貝克( Seebeck)系數(shù)(μV/K)，σ為材料的電導率( S/cm)，T為材料的工作溫度，κ為材料的熱導率［W/( m·K)］.由此可知，材料獲得優(yōu)異的熱電性能必須具有塞貝克系數(shù)大、電導率高及熱導率低等特點［1］.目前，提高材料的熱電優(yōu)值的方法主要有增加材料的聲子散射及降低晶格熱導率等.因此，熱電材料的研究熱點也轉(zhuǎn)向了量子點、量子線、超晶格等低維材料［2］，這類材料的ZT可達到1. 5左右［3］.

傳統(tǒng)的無機熱電材料通常具有較高的Seebeck系數(shù)及良好的導電性，如碲化鉛( PbTe)、三銻化鈷( CoSb3)、碲化鉍( Bi2Te3)及具有籠狀結(jié)構(gòu)的β-Zn4Sb3和硼化物等.但這些元素大部分在地殼中的含量匱乏、價格昂貴，部分元素毒性較大，此外這些材料的機械性能普遍較差［4］.因此，人們將視線轉(zhuǎn)移到有機熱電材料［5～7］.與無機熱電材料相比，有機熱電材料具有資源豐富、成本低、質(zhì)量輕、柔韌性好、機械性能佳和熱導率低等優(yōu)點，具有較高載流子濃度的導電高分子材料成為獲得優(yōu)異熱電性能的最佳選擇.目前，以導電高分子為基礎的低維復合納米材料已經(jīng)成為熱電材料領域的研究熱點.本文對聚苯胺( PANI)、聚吡咯( PPy)、聚噻吩( PTH)及聚乙撐二氧噻吩( PEDOT)等導電高分子及其復合納米材料的合成、器件組裝及熱電性質(zhì)的影響因素等進行簡要評述，并對低維導電高分子熱電材料的研究方向進行了討論.

1　聚苯胺及其復合納米材料的熱電性質(zhì)

聚苯胺在二次電池、微波吸收、電磁屏蔽、金屬防腐、傳感器及催化等領域應用廣泛［8］，聚苯胺及其復合物的微納米結(jié)構(gòu)材料在熱電器件的研制及組裝方面也展現(xiàn)出巨大的應用潛力［9，10］.

Toshima等［11］通過拉伸方法獲得各向異性的樟腦磺酸摻雜的聚苯胺薄膜，在拉伸方向上ZT值可達到2. 9×10－2，而垂直于拉伸方向的ZT值只有4. 4×10－3.這主要是因為，聚苯胺分子鏈纏繞結(jié)構(gòu)的伸長導致載流子遷移率的增長，提高了聚苯胺的熱電性能.Liu等［12］報道了聚苯胺材料的制備方法及反應溫度等因素對材料的塞貝克系數(shù)、電導率、熱導率的影響和變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)二次摻雜也能夠提高聚苯胺材料的熱電性能.Tang等［13］將苯胺、過硫酸銨與不同濃度( 0. 25，0. 5，1. 0，1. 25，1. 5 mol/L)的鹽酸混合，制備了鹽酸摻雜的聚苯胺納米棒，并研究了其熱電性質(zhì)，研究發(fā)現(xiàn)，1. 0 mol/L的鹽酸摻雜的聚苯胺在423 K時ZT值達到了最佳，為2. 67×10－4.此時，聚苯胺納米棒的直徑為80 nm，長度為300～400 nm，此時熱電材料由聚苯胺納米棒互相交疊形成.Nath等［14］將過硫酸銨作為氧化劑，通過化學聚合方法獲得了樟腦磺酸摻雜的聚苯胺薄膜，該薄膜具有半結(jié)晶納米結(jié)構(gòu)，在超低溫下具有很高的塞貝克系數(shù)，其ZT值在45 K時為0. 77，而在17 K時達到了2. 17.聚苯胺分子鏈的半結(jié)晶納米管結(jié)構(gòu)是其高熱電優(yōu)值的根本原因(圖2).Yao等［15］使用混合溶劑制備有機磺酸摻雜的聚苯胺薄膜材料，通過改變混合溶劑中間甲酚的含量，調(diào)節(jié)聚苯胺薄膜中高分子鏈的有序程度，獲得塞貝克系數(shù)和電導率可調(diào)的聚苯胺薄膜材料.該材料的最高塞貝克系數(shù)為20 μV/K，電導率可達到220 S/cm.

Fig.2　Schematic of the arrangement of polyaniline chains in a nanotube［14］

由于聚苯胺微納米材料的載流子濃度尚未達到應用的要求，因此，將碳納米管或石墨烯等高導電率的納米材料與聚苯胺進行復合成為提高熱電性能的一種途徑.Wang等［16］通過原位聚合的方法，將聚苯胺均勻包覆在多壁碳納米管上，制備了多孔核殼結(jié)構(gòu)的聚苯胺納米復合材料.當十二烷基磺酸鈉的濃度為0. 183 mol/L時，聚苯胺納米復合材料表面包覆的聚苯胺殼層大約40 nm厚，孔隙率達到了24. 3%，碳納米管的質(zhì)量分數(shù)為復合材料的0. 93%，ZT值為0. 01.Kuriakose等［17］將單壁碳納米管和聚苯胺納米管復合，得到納米結(jié)構(gòu)的熱電材料，其ZT值達到2×10－4，與純聚苯胺材料相比，其ZT值提升了4個數(shù)量級.Yao等［18］采用原位聚合法制備的單壁碳納米管和聚苯胺納米復合材料的ZT值達到4×10－3.由于聚苯胺/碳納米管復合材料不具有多孔結(jié)構(gòu)，小尺寸效應較弱，因此其熱電性質(zhì)未獲得大幅度提高.Islam等［19］制備了石墨烯復合聚苯胺納米薄膜材料，研究發(fā)現(xiàn)，復合材料的塞貝克系數(shù)隨著石墨烯含量的增加而顯著下降，但石墨烯的加入顯著提高了材料的電導率.隨著石墨烯含量的增加，復合材料的ZT值逐漸增大，最高可以達到7×10－6，是聚苯胺材料的2倍.

聚苯胺與無機熱電材料復合制備熱電材料的研究也已取得一定進展.Zheng等［20］使用球磨機研磨不同比例的PANI/Ca3Co4O9混合粉末，當Ca3Co4O9的質(zhì)量分數(shù)為15%時，復合材料的熱電優(yōu)值最大，熱電性能最好，此時材料的密度為1. 66 g/cm3.該材料的熱電優(yōu)值在329 K時達到了5×10－4，比相同環(huán)境下純聚苯胺的熱電優(yōu)值高出50倍左右.將熱電性能較好的碲化鉍與聚苯胺材料相復合制備納米復合熱電材料的研究也引起了一定的關注［21，22］.Li等［22］制備了尺寸在10～600 nm之間的碲化鉍/聚苯胺復合納米片狀材料，研究發(fā)現(xiàn)，材料的熱電功率因數(shù)在常溫下為5. 02×10－6W/( m·K2)，并且熱電性質(zhì)穩(wěn)定，功率因子隨溫度變化極小.2013年，Chatterjee等［23］首次將溶劑熱法與原位聚合法相結(jié)合制備了核殼結(jié)構(gòu)聚苯胺-碲化鉍復合納米棒，其中碲化鉍納米棒作為模板，聚苯胺納米粒子作為殼層材料.獲得的復合納米棒長度在820～1630 nm之間，直徑在127～154 nm之間.在380 K以上時，該復合材料的熱電功率因子高于聚苯胺和碲化鉍材料，ZT為0. 0043，這比目前所報道的聚苯胺基復合納米材料的熱電優(yōu)值更為優(yōu)異.Chatterjee等［24］通過電沉積的方法合成了硝酸鉍摻雜的聚苯胺納米棒，并對其熱電性能進行了研究.當硝酸鉍與聚苯胺的質(zhì)量比為20∶1時，得到的硝酸鉍/聚苯胺復合材料的電導率達到最大，在305 K時可以達到15. 08 S/cm.由于其載流子為負電荷，所以其塞貝克系數(shù)為負值，在340 K時達到最大值，為－18. 9 μV/K.其熱電功率因數(shù)是鹽酸摻雜的聚苯胺納米棒的2倍.

雖然聚苯胺類熱電材料的熱電性質(zhì)較無機熱電材料還有很大差距，但其展現(xiàn)出來的可設計性和多樣性使其極具應用前景.

2　聚吡咯及其復合納米材料的熱電性質(zhì)

聚吡咯是一種穩(wěn)定性好、導電率高的導電高分子.由于其電聚合成膜容易，聚吡咯膜材料的熱電性質(zhì)研究較為廣泛［25］.另外，聚吡咯一維納米結(jié)構(gòu)材料的熱電性質(zhì)逐漸成為研究熱點［26，27］.

Fig.3　TEM image of the rGO/PPy composite［29］

目前，聚吡咯基熱電材料的研究主要集中在聚吡咯及其與碳納米管或石墨烯的復合熱電材料上.Liu等［28］通過熱壓法將多壁碳納米管/聚吡咯復合材料與聚苯胺粉末進行二次復合，獲得多壁碳納米管/聚吡咯/聚苯胺三元復合材料.其中，聚吡咯材料均勻包覆多壁碳納米管，再與聚苯胺材料形成緊密結(jié)合的復合材料.當碳納米管的質(zhì)量分數(shù)為28. 6%時，三元復合材料的功率因數(shù)可達3. 1×10－6W/( m·K2)，與聚苯胺及多壁碳納米管/聚吡咯材料相比，功率因數(shù)大幅度提高.Chen等［29］以還原石墨烯為模板，在十二烷基磺酸鈉的輔助下，通過原位聚合法將聚吡咯附著于還原石墨烯納米薄片表面，片層厚度約為20～40 nm(如圖3)，制得的石墨烯/聚吡咯復合材料在室溫下的功率因數(shù)可達3. 01 ×10－6W/( m·K2)，比聚吡咯材料的熱電功率因數(shù)高出84倍.Yin等［30］將單層石墨烯納米片與聚吡咯復合制備熱電復合材料.當聚吡咯和石墨烯的質(zhì)量比為1∶0. 4時，單層石墨烯/聚吡咯復合材料的熱電優(yōu)值達到2. 80×10－3，是聚吡咯本體材料的210倍，且具有較高的熱穩(wěn)定性.Kaynak等［31］以織物為模板，通過原位聚合獲得具有微納米結(jié)構(gòu)的聚吡咯殼層，進一步組裝成簡易的制冷效果顯著的器件.雖然該器件的使用壽命有待提高，但證實了導電高分子熱電材料的實用性.Zhang等［32］以三氯化鐵為氧化劑，以甲基橙吡咯復合物為自犧牲模板，通過氧化聚合得到聚吡咯納米管材料.聚吡咯納米管的直徑為80 nm，形成無規(guī)則相互交疊的柔性自支撐薄膜，在370 K時，ZT值為7. 84×10－4.

盡管一維聚吡咯及其復合材料的熱電性質(zhì)還沒有達到人們所預期的目標，然而研究者們已經(jīng)證實低維聚吡咯材料作為熱電材料的可行性，值得科研工作者進行深入的研究.

3　聚噻吩及其復合納米材料的熱電性質(zhì)

聚噻吩是一種常見的導電聚合物，具有較窄的帶隙寬度，并且摻雜態(tài)聚噻吩的塞貝克系數(shù)較高［33］.由于聚噻吩的電導率不高，通常采用縮小材料的微觀尺寸或復合電導率較高的材料等方法來改善聚噻吩材料的電導率，進而提高其熱電性能.

Hiraishi等［34］通過電化學方法，以硝基苯為溶劑，四丁基高氯酸鹽為電解質(zhì)，在銦錫氧化物電極上將噻吩聚合，制備了由聚噻吩微米粒子組成的20 μm厚的黑色薄膜，導電率為201 S/cm時，功率因數(shù)達到了1. 03×10－5W/( m·K2).熱導率按0. 1 W/( m·K)計算，聚噻吩微粒材料的ZT達到0. 03.Yue等［35］采用陽極氧化法電化學聚合獲得聚( 3，2-b)并二噻吩( PTT)膜，采用三氟化硼乙醚體系制備的聚( 3，2-b)并二噻吩為自支撐柔性薄膜，表現(xiàn)出良好的電化學性質(zhì)及熱穩(wěn)定性，電導率達到1. 5 S/cm，塞貝克系數(shù)為85 μV/K，306 K時ZT為2. 3×10－3.

與其它導電高分子相比，聚噻吩的電導率偏低，因而Sun等［36］和Golsanamlou等［37］采用復合的方法提高材料的導電性，進而獲得了熱電性能優(yōu)異的聚噻吩復合材料.Wang等［38］采用溶液共混法制備了聚噻吩/多壁碳納米管復合材料，研究發(fā)現(xiàn)，隨著碳納米管含量的增加，聚噻吩/多壁碳納米管復合材料的熱電性能隨之提高.其中塞貝克系數(shù)和熱導率變化幅度不大，但其電導率提升幅度很大，進而使其熱電優(yōu)值獲得了極大地提高.隨著碳納米管含量的增加，聚噻吩/多壁碳納米管復合材料的形貌也逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米纖維狀.當多壁碳納米管的質(zhì)量分數(shù)為80%，溫度為120℃時，聚噻吩/多壁碳納米管復合材料的ZT達到8. 71×10－4.

Du等［39］使用50～200 nm的Bi2Te3與聚噻吩復合，在80 MPa和623 K的條件下制備了聚噻吩/碲化鉍納米復合材料.由于聚噻吩在473 K以上會發(fā)生部分分解，產(chǎn)生的硫元素與碲化鉍反應生成Bi2Te2S.此時，聚噻吩/碲化鉍納米復合材料表現(xiàn)出較高的功率因數(shù)，為2. 54×10－6W/( m·K2).因此可以采取加熱使聚噻吩部分分解的方式來制取新的復合材料.

Lu等［40］用電化學聚合法，將硒酚和3-甲基噻吩混合共聚，制得了聚硒酚( PSE)膜.這種聚合物的電導率達到了1～10 S/cm，其塞貝克系數(shù)維持在45～98 μV/K的范圍內(nèi)，ZT達到了3. 4×10－2，使導電高分子基熱電材料的熱電性質(zhì)大幅度提高.

4　聚乙撐二氧噻吩( PEDOT)及其復合納米材料的熱電性質(zhì)

1991年，Chang等［41］和Gao等［42］率先制備了具有導電率高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點的聚噻吩衍生物3，4-乙撐二氧噻吩.目前，商業(yè)化聚乙撐二氧噻吩的電導率已經(jīng)達到1000 S/cm，在導電薄膜、傳感檢測、電致變色等方面獲得了應用［43］，其中，摻雜聚苯乙烯磺酸鹽( PSS)的改性最為成功.

Zhang等［44］使用商業(yè)用的PEDOT∶PSS( Clevios P，Clevios PH500，Clevios PH1000和Clevios FE-T)，通過滴涂方法制成薄膜后再與碲化鉍微米粒子進行復合，得到導電高分子基復合膜材料.當復合膜中PEDOT的體積分數(shù)為10%時，材料的塞貝克系數(shù)為150 μV/K，ZT達到0. 08.Song等［45］將碲化鉍粉末與含5%(體積分數(shù))二甲基亞砜的PEDOT∶PSS溶液進行復合制得厚度為10～15 μm的膜材料，研究發(fā)現(xiàn)，在室溫下，碲化鉍的質(zhì)量分數(shù)為10%時，復合薄膜的熱電優(yōu)值最高，達到0. 04.Kim等［46］向PEDOT∶PSS( Clevios PH1000)中加入5%的二甲基亞砜或乙二醇，通過旋涂得到導電高分子薄膜.通過圖4的熱電性質(zhì)測試發(fā)現(xiàn)，由二甲基亞砜溶液制備的摻雜聚乙撐二氧噻吩在室溫下的ZT值達0. 42，由乙二醇制備的摻雜PEDOT∶PSS在室溫下的ZT值也達到0. 28，超過當前已知的所有導電高分子基熱電材料.

Fig.4　Illustration of method used to measure S and σ［46］The electrical resistance for each electrode spacing( L)，the temperature difference across the spacing(ΔT)，and the thermal voltage(ΔV)［46］.

利用對甲苯磺酸鐵(氧化劑兼摻雜劑)與聚乙撐二氧噻吩之間的相互作用，可以獲得更高的載流子濃度，進而提高聚乙撐二氧噻吩基的熱電優(yōu)值.Park等［47］采用電聚合方法，將吡啶、聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇三嵌段聚合物( PEPG)與對甲苯磺酸鐵和正丁醇混合，加入一定量的3，4-乙撐二氧噻吩單體，制備出聚乙撐二氧噻吩基熱電復合薄膜材料，其厚度約為130 nm，功率因子為1. 27×10－3W/( m·K2)，該熱電復合膜的熱電優(yōu)值可達1. 02.Bubnova等［48，49］通過電化學聚合方法制備出聚乙撐二氧噻吩，再與體積分數(shù)為20%的對甲苯磺酸鐵共混，將Fe3+離子通過電解和漂洗的方式除去，最后得到150～200 nm厚的聚乙撐二氧噻吩復合膜材料(圖5).通過四(二甲氨基)乙烯將聚乙撐二氧噻吩逐漸還原，通過調(diào)節(jié)四(二甲氨基)乙烯用量，實現(xiàn)聚乙撐二氧噻吩氧化態(tài)的可調(diào)可控.研究發(fā)現(xiàn)，當聚乙撐二氧噻吩的氧化態(tài)為22%時，得到聚乙撐二氧噻吩薄膜的ZT值達到0. 25.大量實驗數(shù)據(jù)(圖6)表明，PEDOT-Tos復合材料的熱電性能要遠遠強于傳統(tǒng)的PEDOT/PSS復合材料，與無機熱電材料之間的差距也逐漸縮小.另外，PEDOT-Tos和PEDOT-Tos-PP復合材料的電導率隨溫度的升高而降低，并且熱導率隨溫度的變化并不是很明顯，因此，PEDOT/Tos復合材料在低溫下?lián)碛懈鼉?yōu)異的熱電性能.

Fig.5　Synthetic steps of PEDOT-Tos［48］

5　其它有機高分子及其復合納米材料的熱電性質(zhì)

聚乙炔( PA)、聚咔唑( PC)及其衍生物聚吲哚并咔唑( PIC)、聚二甲氧基對苯撐乙烯( PMeOPV)、聚對苯撐、聚對苯撐乙烯、四硫富瓦烯-醌二甲烷等材料為基體的復合材料熱電性質(zhì)的研究也見諸報道［50～58］，但熱電性能均不如PEDOT類復合材料.

王兆杰等［59］以利用靜電紡絲技術得到的納米纖維為模板，結(jié)合無電鍍、原位氧化還原及硫化等方法，制備了硫化銀/銀/聚丙烯腈復合納米纖維，在340 K時，硫化銀/銀/聚丙烯腈復合納米纖維的塞貝克系數(shù)達到了1400 μV/K，ZT值達到了0. 9左右.通過與硫化銀/銀塊體材料進行對比發(fā)現(xiàn)，硫化銀/銀/聚丙烯腈復合納米纖維材料具有更優(yōu)異的熱電性能.這主要是由于納米纖維中量子限域效應的增強，界面勢壘的過濾作用及較低的晶格熱導率.另外，納米級的銀粒子對熱電性能也起到了顯著的協(xié)同作用.

Fig.6　Seebeck coefficient versue electrical conductivity( A) and temperature dependence of the electrical conductivity( normalized to 300 K) for various PEDOT derivatives( B)［49］( A) a.PEDOT-PSS; b.PEDOT-PSS( 0.05% diethylene glycol) ; c.PEDOT-PSS( 0. 5% diethylene glycol) ; d.PEDOT-PSS( 5% diethylene glycol) ; e.PEDOT-Tos; f.PEDOT-Tos( Mw= 2900) ; g.PEDOT-Tos( DMF) ; h.PEDOT- Tos( Mw= 5800，DMF) ; i.PEDOT-Tos PP; j.BiSbTe-alloys.( B) a.PEDOT-PSS; b.PEDOT-PSS( 5% diethylene glycol) ; c.PEDOT-Tos; d.PEDOT-Tos( Mw=5800，DMF).

本文中提及的性質(zhì)較為優(yōu)異的導電高分子基熱電材料的性質(zhì)如表S1所示(見本文支持信息).

6　總結(jié)與展望

綜上所述，導電高分子及其納米復合物的熱電材料已經(jīng)取得了許多令人興奮的研究成果，但真正的實用化還需要進一步的研究與突破，尤其是熱電優(yōu)值的提高則更具挑戰(zhàn).我們認為，提高高分子熱電材料的熱電優(yōu)值可以從以下幾個方面入手: ( 1)新型導電高分子的分子設計、合成與加工.例如，鉑炔類聚合物具有4000 S/cm以上的理論電導率，可與金屬半導體、合金等材料相媲美.可以通過調(diào)控共軛鏈段長度、摻雜離子及結(jié)晶性等因素，使其成為性能優(yōu)異的熱電材料.( 2)材料的低維化.低維納米結(jié)構(gòu)相比于塊體材料具有更低的費米能級態(tài)密度，其電子沿軸向運動，損失較小，使得低維材料的電導率增加，同時其熱導率下降，從而提高材料的熱電優(yōu)值.( 3)納米復合材料.納米材料引入所帶來的量子限域效應和聲子散射效應，能夠顯著提高載流子遷移率、調(diào)控界面的能帶結(jié)構(gòu)和塞貝克系數(shù)，進而提高材料的熱電性質(zhì).( 4)靜電紡導電高分子納米復合纖維材料.利用靜電紡絲技術在低維高分子復合材料的制備、結(jié)構(gòu)調(diào)控、納米粒子等功能組分復合等方面的優(yōu)勢，結(jié)合導電高分子較高的電導率，有望使其成為新一代有機熱電材料.

支持信息見http: / /www.cjcu.jlu.edu.cn/CN/10.7503/cjcu20150506.

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Conducting Polymer and Its Nanocomposites with Thermoelectric Properties?

MAO Jianxin1，NIE Guangdi1，LU Xiaofeng1，GAO Mu1，WANG Wei2，WANG Ce1*
( 1.Alan G.MacDiarmid Institute，College of Chemistry，Jilin University，Changchun 130012，China; 2.State Key Lab of Water Resource and Environment，Harbin Institute of Technology，Harbin 150001，China)

?Supported by the National Natural Science Foundation of China( Nos.21474043，21274052).

Abstract With the development of modern science and technology and the increasingly serious environmental crisis，the thermoelectric materials and their resulting devices have attracted considerable attention.Compared to inorganic thermoelectric materials，organic polymer are light weight，flexibility，low thermal conductivity and solution-processable thermoelectric materials that become the focus in this field.Currently，the theoretical and experimental studies have proved that thermoelectric materials with low dimension would exhibit good thermoelectric properties for the practical application.Here，we highlight recent work from different laboratories，including our own，toward the design and the characterization of low-dimension polymer thermoelectric materials，with a particular emphasis on the conducting polymers.

Keywords Organic thermoelectric material; Low-dimension nanocomposites; Conducting polymer

( Ed.: W，Z)

［研究快報］

基金項目:國家自然科學基金(批準號: 21474043，21274052)資助.

收稿日期:2015-06-30.網(wǎng)絡出版日期: 2016-01-14.

doi:10.7503/cjcu20150506

中圖分類號O631. 2

文獻標志碼A

聯(lián)系人簡介:王策，女，博士，教授，博士生導師，主要從事納米纖維制備及導電高分子研究.E-mail: cewang@ jlu.edu.cn