【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源材料，具体涉及一种石墨烯改性热电材料及其制备方法。
技术介绍
1、利用热电材料进行热电能量转换技术可实现热能和电能的直接相互转换，在工业余废热回收利用发电、半导体制冷等方面具有重要的应用价值。高性能热电材料一般具有高对称且复杂的晶体结构、组成元素较重且电负性差异小等特点。含硫等轻元素的化合物(如pbs、bi2s3等)的热电性能一般都比较低，而含硒或碲等较重元素的化合物(如pbse、pbte、bi2te3等)则表现出优异的热电性能。这主要是因为重元素的热导率往往更低；此外，硒或碲元素的电负性小，与其它阳离子成键时所含的离子键成分少，因而迁移率要也较高。然而，在cu2x(x＝s,se,te)材料体系中却存在反常现象：cu2s和cu2se的zt值分别高达1.9和2.3，而cu2te已报道的最高热电优值(zt值)仅为1.1。虽然有大量科研人员投入到cu2te的研究中，但其热电性能一直未得到明显改善，zt值在0.4-1.1之间徘徊。因此，如何进一步提高cu2te的热电优值是一大难点，需要开发新型热电材料。此外，cu2te等热电材料的合成主要采用分子束外延生长等复杂或非常规制备工艺，制备设备要求高且周期长，限制了热电材料性能的优化与开发。因此，亟需开发一种制备流程短、简单快速、能耗低的新型热电材料及其制备方法。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种石墨烯改性热电材料及其制备方法，所述制备方法的流程短、简单快速、能耗低。
2、
3、本专利技术提供了一种石墨烯改性热电材料的制备方法，包括以下步骤：
4、s1：取cu粉、gr粉和te粉，制得三元纳米粉末，后将三元纳米粉末放入球磨罐中，抽真空后充入惰性保护气体，直至惰性保护气体充满球磨罐后密封；
5、s2：与石墨烯混合后进行球磨，再进行湿磨，制得粉末；
6、s3：将粉末干燥，将干燥后的粉末进行放电等离子烧结，制得石墨烯改性热电材料。
7、本专利技术进一步，所述s1中，所述三元纳米粉末中cu粉、gr粉和te粉的摩尔比为(0.90～0.95)：(0.05～0.10)：0.5。
8、本专利技术进一步，所述s2中，所述石墨烯的质量分数为0.1％～0.5％。
9、本专利技术进一步，所述s2中，所述球磨的时间为15min～20min，所述球磨的转速为2100～2600rpm。
10、本专利技术进一步，所述s2中，所述湿磨采用无水乙醇进行湿磨，所述湿磨的时间为15min～20min，所述湿磨的转速210～260rpm。
11、本专利技术进一步，所述s3中，所述干燥的温度为200～260℃，所述干燥的时间为1.5～2.0h。
12、本专利技术进一步，所述s3中，所述放电等离子烧结的温度为550～650℃，所述放电等离子烧结的压力为60～70mpa，所述放电等离子烧结的保温时间为25～30min。
13、根据任意一项所述的石墨烯改性热电材料的制备方法制得的石墨烯改性热电材料。
14、本专利技术进一步，所述石墨烯改性热电材料的最高热电优值大于1.96。
15、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
16、本专利技术提供了一种石墨烯改性热电材料的制备方法，通过在cu2te中引入适量的gr，增加铜空位形成能，从而降低空位浓度，同时降低了材料的载流子浓度，使材料电导率和塞贝克系数得到平衡和优化，总热导率也因载流子热导率贡献的下降而大幅降低。最终，采用相同制备工艺下，掺gr的cu2te的最高热电优值zt值高达1.96，相比未掺杂的cu2te提高了158％。进一步，采用固相反应法，不需要通过分子束外延生长等复杂制备工艺，制备流程简单，且耗时短、速度快。
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1.一种石墨烯改性热电材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的石墨烯改性热电材料的制备方法，其特征在于，所述S1中，所述三元纳米粉末中Cu粉、Gr粉和Te粉的摩尔比为(0.90～0.95)：(0.05～0.10)：0.5。
3.根据权利要求1所述的石墨烯改性热电材料的制备方法，其特征在于，所述S2中，所述石墨烯的质量分数为0.1％～0.5％。
4.根据权利要求1所述的石墨烯改性热电材料的制备方法，其特征在于，所述S2中，所述球磨的时间为15min～20min，所述球磨的转速为2100～2600rpm。
5.根据权利要求1所述的石墨烯改性热电材料的制备方法，其特征在于，所述S2中，所述湿磨采用无水乙醇进行湿磨，所述湿磨的时间为15min～20min，所述湿磨的转速210～260rpm。
6.根据权利要求1所述的石墨烯改性热电材料的制备方法，其特征在于，所述S3中，所述干燥的温度为200～260℃，所述干燥的时间为1.5～2.0h。
7.根据权利要求1所述的石墨烯改性热电材料的制备方法
8.根据权利要求1至7任意一项所述的石墨烯改性热电材料的制备方法制得的石墨烯改性热电材料。
9.根据权利要求8所述的石墨烯改性热电材料，其特征在于，所述石墨烯改性热电材料的最高热电优值大于1.96。
...【技术特征摘要】
1.一种石墨烯改性热电材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的石墨烯改性热电材料的制备方法，其特征在于，所述s1中，所述三元纳米粉末中cu粉、gr粉和te粉的摩尔比为(0.90～0.95)：(0.05～0.10)：0.5。
3.根据权利要求1所述的石墨烯改性热电材料的制备方法，其特征在于，所述s2中，所述石墨烯的质量分数为0.1％～0.5％。
4.根据权利要求1所述的石墨烯改性热电材料的制备方法，其特征在于，所述s2中，所述球磨的时间为15min～20min，所述球磨的转速为2100～2600rpm。
5.根据权利要求1所述的石墨烯改性热电材料的制备方法，其特征在于，所述s2中，所述湿磨采用无水乙醇进行湿磨...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋龙，侯树成，姜奇，计东东，李立伟，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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