高錳硅基納米復(fù)合熱電材料的制備及性能研究的開題報(bào)告

高錳硅基納米復(fù)合熱電材料的制備及性能研究的開題報(bào)告一、研究背景和意義隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題的日益突出，熱電材料成為新一代環(huán)保節(jié)能材料的關(guān)鍵之一。熱電材料可以將熱能直接轉(zhuǎn)化為電能，不僅可以實(shí)現(xiàn)廢熱的再利用，還可以用于制造自給自足的微型電源和熱電制冷器等器件，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。目前，熱電材料主要包括金屬硼化物、石墨烯等，但這些材料的熱電性能存在一定的局限性。因此，研究和開發(fā)新型熱電材料是必要的。高錳硅是一種新型的半導(dǎo)體材料，具有良好的熱電性能，但其導(dǎo)電性較差。為了提高高錳硅的導(dǎo)電性和熱電性能，可以采用納米復(fù)合技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改性。納米復(fù)合技術(shù)是將兩種或兩種以上的材料通過(guò)納米級(jí)的反應(yīng)、混合和共同生長(zhǎng)等方式結(jié)合起來(lái)，形成一種新型的復(fù)合材料。納米復(fù)合材料不僅具有母材料的優(yōu)良性能，還具有一系列新的、優(yōu)異的物理化學(xué)性能，為材料改性提供了有效的途徑。因此，采用納米復(fù)合技術(shù)改性高錳硅具有很大的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。二、研究目的和內(nèi)容本研究旨在通過(guò)納米復(fù)合技術(shù)制備高錳硅基納米復(fù)合熱電材料，并研究其導(dǎo)電性、熱電性能和穩(wěn)定性。具體研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：1.采用水熱法制備高錳硅納米材料，并對(duì)其進(jìn)行表征。2.采用化學(xué)還原法制備導(dǎo)電性較好的氧化石墨烯。3.將高錳硅納米材料與氧化石墨烯進(jìn)行混合，并通過(guò)還原劑還原制備高錳硅/氧化石墨烯復(fù)合材料。4.對(duì)高錳硅/氧化石墨烯復(fù)合材料進(jìn)行表征，并研究其導(dǎo)電性和熱電性能。5.研究高錳硅/氧化石墨烯復(fù)合材料的穩(wěn)定性和可靠性。三、研究方法和步驟本研究采用以下方法和步驟進(jìn)行：1.采用水熱法制備高錳硅納米材料。將高純度的無(wú)水硅酸鈉和高純度的高錳酸鉀按一定摩爾比加入蒸餾水中，攪拌均勻后，放入恒溫釜中，在高溫高壓下進(jìn)行水熱反應(yīng)。得到的產(chǎn)物經(jīng)過(guò)離心、洗滌并干燥后即可得到高錳硅納米材料。2.采用化學(xué)還原法制備導(dǎo)電性較好的氧化石墨烯。將氧化石墨按照一定摩爾比加入水中，并加入還原劑，進(jìn)行還原反應(yīng)。得到的產(chǎn)物經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌并干燥后即可得到導(dǎo)電性較好的氧化石墨烯。3.將高錳硅納米材料與氧化石墨烯進(jìn)行混合，并通過(guò)還原劑還原制備高錳硅/氧化石墨烯復(fù)合材料。將高錳硅納米材料和氧化石墨烯按照一定比例混合后，加入還原劑進(jìn)行還原反應(yīng)。得到的產(chǎn)物經(jīng)過(guò)離心、洗滌并干燥后即可得到高錳硅/氧化石墨烯復(fù)合材料。4.對(duì)高錳硅/氧化石墨烯復(fù)合材料進(jìn)行表征，并研究其導(dǎo)電性和熱電性能。采用SEM、TEM、XRD等手段對(duì)高錳硅/氧化石墨烯復(fù)合材料進(jìn)行表征，并通過(guò)熱電性能測(cè)試儀測(cè)試其導(dǎo)電性和熱電性能。5.研究高錳硅/氧化石墨烯復(fù)合材料的穩(wěn)定性和可靠性。采用不同條件下的測(cè)試對(duì)高錳硅/氧化石墨烯復(fù)合材料的穩(wěn)定性和可靠性進(jìn)行研究。四、預(yù)期成果和意義本研究預(yù)期獲得高錳硅基納米復(fù)合熱電材料，并對(duì)其導(dǎo)電性、熱電性能和穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。其具體成果和意義如下：1.成功制備高錳硅/氧化石墨烯復(fù)合材料并進(jìn)行了表征。該復(fù)合材料具有高導(dǎo)電性和優(yōu)異的熱電性能。2.研究高錳硅/氧化石墨烯復(fù)合材料的穩(wěn)定性和可靠性。為進(jìn)一步提高該材料的應(yīng)用價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用提供了