低维纳米热电材料的可控合成、机理与性能研究

随着全球工业化步伐的加快，世界性的能源短缺已经成为制约经济和社会发展的重要因素。然而在我们的生活中有许多耗费能源所生成、却又被废弃的热能，不仅浪费了大量能量，而且污染环境、造成温室效应。如果能将这些热能善加利用，即可成为再次使用的能源。热电转换技术是一种利用半导体材料实现热能和电能直接相互转换的绿色能源。因此研究和开发新型热电材料对于我们发展循环经济，建设节约型社会意义重大。在本项目执行三年的时间里，我们围绕热电纳米材料这种绿色能源材料的研究热点和难点进行了大量系统的研究，开发了一系列V-VI主族纳米化合物热电材料。目前大部分热电材料热电转换效率偏低成为制约热电材料应用的主要因素，我们采用无有机添加剂辅助的合成方法，大大地提高了材料的电导率，从而提高了材料的热电优值（ZT），使材料具有较高的热电转换效率。并且我们在热电材料的研究基础上，拓展了新功能材料的研究领域，对负载型贵金属纳米催化剂体系，光催化材料和锂离子电池材料也进行了初步的探讨，取得了一系列创新性研究成果，主要包括：（1）V-VI型纳米热电材料的可控合成及其热电性能研究；（2）负载型贵金属纳米催化剂的制备及催化性质研究；（3）半导体光催化纳米材料的制备及其降解污水染料的性能；（4）稀土元素掺杂纳米结构材料的合成及其光学性质的研究；（5）锂离子电池材料的制备。项目执行期间共发表SCI研究论文17篇，包括Chem. Eur. J., Chem. Asian. J., CrystEngComm, Dalton Trans., J. Alloy Compd., ACS Appl Mater Inter.等国际著名期刊，申请4项发明专利，并授权2项，培养博士研究生3名，硕士研究生13名（其中9名毕业），受邀参加国际会议并作分组报告1次，参加国内会议3次，并作分组报告2次。