摘要热电材料作为一种功能性的材料在技术上可以达成把电能和热能相互转化的目标，使用热电材料来进行发电和制冷能够做到全固态的方式，相较于传统方法安全且可靠。其自身极高的应用价值和广泛的应用前景充分体现在了利用温差发电和热电材料制冷等相关领域。Bi2Te3基材料相较于所有的Te基热电材料，室温条件下其热电性能表现当属佼佼者，在深入探索了数十年之后，体积较大的块体状Bi2Te3基材料的ZT值在1附近徘徊。有关低维材料中取得高热电优值的报道也随近年来纳米技术的蓬勃发展而相继进入世人的视野里。制备出晶粒大小低至纳米级的低维材料，便可以增益对声子的散射程度，在保持甚至提升电导率的前提下将材料的热导率尽可能降低，进而最终实现提高材料的热电性能这一目的。78154

本文将研究重点放在了Bi2Te3基材料上。采取了水溶液合成方法，合成得到了Bi2Te3纳米晶粉末。由于该水溶液合成的方法在开放体系下进行，故相比较于水热溶剂热合成，能够相对简化整个反应的过程。对反应得到的纳米晶粉末使用了XRD，FE-SEM等方法进行了物相成分和微观形貌结构的分析；实验研究和讨论了Bi2Te3水热合成过程中的化学反应机理。最后采用冷压技术，对Bi2Te3纳米晶粉末进行压片成型，并测试了其热电性能。本文的主要研究结果有以下几点:

1。以BiCl3，Te粉作为基础的反应原料，以去离子水为溶剂，KOH作为碱性调节剂，KBH4作为还原剂，采用水溶液合成的方法，制备了Bi2Te3纳米晶粉末，研究了不同的反应温度（55、65、75℃）对制备Bi2Te3纳米晶粉末的影响，探讨了Bi2Te3水热合成过程中的化学反应机理和形核长大机制，分析了不同的反应温度对Bi2Te3纳米晶物相成分和微观形貌结构的影响，并测试了样品的热电性能。实验结果显示，当在较低的合成温度--55℃温度条件下，可以较迅速地完成反应，并合成出单一纯相的Bi2Te3纳米晶；但是，当反应温度为65℃，得到的纳米晶的电学性能最好，在室温下功率因子可以达到23×10-4W/m-1K-2。

2。以BiCl3，Te粉作为基础的反应原料，以去离子水为溶剂，KOH作为碱性调节剂，KBH4作为还原剂，反应温度为65℃，采用水溶液合成的方法，以乙二胺四乙酸二钠——EDTA为表面活性剂，制备了Bi2Te3纳米晶粉末，探讨了乙二胺四乙酸二钠(EDTA)对Bi2Te3纳米晶形核长大机制的影响，分析了乙二胺四乙酸二钠(EDTA)对Bi2Te3纳米晶物相成分和微观形貌结构的影响，并测试了样品的热电性能。实验结果显示，添加了表面活性剂后，Bi2Te3纳米晶薄片形貌更规则，说明在的合成过程中乙二胺四乙酸二钠(EDTA)起到了控制微观形貌的作用；并且当乙二胺四乙酸二钠(EDTA)含量增加到2g时，Te的特征峰消失，表明合成出单一纯相的Bi2Te3纳米晶；但是其电学性能降低比添加EDTA前低。

毕业论文关键词：热电材料；水溶液合成法；Bi2Te3；纳米晶

Abstract As a functional material, thermoelectric materials can achieve the goal of transforming energy and heat energy into each other, and the use of thermoelectric materials for power generation and refrigeration can be done in a solid state way, which is safer and more reliable than traditional methods。 Its own extremely high application value and the broad application foreground fully manifests in the use thermoelectric power and thermoelectric material refrigeration and so on the related domain。 Compared with all TE-based thermoelectric materials, Bi2Te3-based materials are the best in thermoelectric performance at room temperature, and after decades of deep exploration, the ZT value of the larger block-shaped Bi2Te3 base material hovers around 1。 The report on the high thermoelectric value in low dimensional materials has come into the world's view with the development of nanotechnology in recent years。 The low dimension material with low grain size to nanometer level can gain the scattering degree of phonon and reduce the thermal conductivity of the material as far as possible, and finally realize the purpose of improving the thermoelectric properties of the materials。