CN101913575B - 一种In4Se3热电化合物粉体的制备方法 - Google Patents
一种In4Se3热电化合物粉体的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101913575B CN101913575B CN2010102712197A CN201010271219A CN101913575B CN 101913575 B CN101913575 B CN 101913575B CN 2010102712197 A CN2010102712197 A CN 2010102712197A CN 201010271219 A CN201010271219 A CN 201010271219A CN 101913575 B CN101913575 B CN 101913575B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- indium
- compound powder
- thermoelectric compound
- preparation
- powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 30
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- BVTBRVFYZUCAKH-UHFFFAOYSA-L disodium selenite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Se]([O-])=O BVTBRVFYZUCAKH-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 15
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229960001471 sodium selenite Drugs 0.000 claims abstract description 15
- 235000015921 sodium selenite Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- 239000011781 sodium selenite Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 12
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 9
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 8
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229940091258 selenium supplement Drugs 0.000 claims abstract description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000002223 garnet Substances 0.000 claims description 9
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims description 9
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 2
- DKAGJZJALZXOOV-UHFFFAOYSA-N hydrate;hydrochloride Chemical compound O.Cl DKAGJZJALZXOOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 abstract 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K indium(iii) chloride Chemical class Cl[In](Cl)Cl PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 description 1
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010671 solid-state reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
本发明属于新能源材料领域。一种In4Se3热电化合物粉体的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：1)根据亚硒酸钠与铟的水合可溶性盐中硒元素和铟元素的物质的量比为3∶4～3.1∶4，配制铟的水合可溶性盐与亚硒酸钠的混合溶液A；2)在混合溶液A中加入还原剂水合肼，控制反应温度为50～80℃，反应3～12小时，得到产物B；3)将产物B进行离心，将离心得到的沉淀进行冷冻干燥，得到暗红色粉末；4)将暗红色粉末在氢气气氛下于450～525℃还原1～3小时，得到In4Se3热电化合物粉体。本发明所采用的原料廉价易得，工艺简单易控，反应时间短，能耗低，污染小，重复性好，且适用于大规模制备。
Description
技术领域
本发明属于新能源材料领域，具体涉及一种In4Se3热电化合物粉体的制备方法。
背景技术
热电材料是一种环境友好型功能材料，在取代传统石化燃料、改善环境等方面有巨大的潜力。热电转换技术正是利用半导体热电材料的Seebeck效应和珀耳贴效应将热能和电能进行直接转换的技术。由于其不含其它发电技术所需要的庞大传动机构，具有体积小、寿命长、可靠性高、制造工艺简单、制造及运行成本低、应用面广等特点而受到科学工作者的重视，在诸多领域有着广阔的发展前景。
In4Se3化合物是新近报道的一种n型热电材料，在室温至中温领域极低的热导率使该材料具有较其他传统材料高的ZT值。目前，已报道的In4Se3多晶化合物的制备方法一般为固相反应法(Solid state reaction，SSR)、熔融法(Melt reaction，MR)等，但是上述方法普遍存在着重复性差、反应温度高、周期长，能耗大等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种In4Se3热电化合物粉体的制备方法，该方法原料廉价易得、工艺简单易控、反应时间短。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种In4Se3热电化合物粉体的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：
1)根据亚硒酸钠与铟的水合可溶性盐中硒元素和铟元素的物质的量比为3∶4～3.1∶4，称取铟的水合可溶性盐与亚硒酸钠原料，以去离子水作为溶剂，搅拌混合，得到混合溶液A；
2)在混合溶液A中加入还原剂水合肼，控制反应温度为50～80℃，反应3～12小时，得到产物B，此处加入还原剂水合肼的目的在于将亚硒酸钠中的硒还原为单质硒；
3)将产物B进行离心，将离心得到的沉淀进行冷冻干燥，得到暗红色粉末；
4)将步骤3)得到的暗红色粉末在氢气气氛下于450～525℃还原1～3小时，得到In4Se3热电化合物粉体。
按上述方案，步骤1)所述的铟的水合可溶性盐为铟的水合氯化物或者铟的水合硝酸盐。
按上述方案，步骤2)所述的反应是在超声反应条件下或搅拌状态下进行反应。
按上述方案，步骤2)所述的还原剂水合肼与亚硒酸钠的物质的量的配比至少为10∶1。
按上述方案，步骤3)所述的离心时间为3～5min，离心转速为8000～12000r/min。
上述方案中，理论上是按照所合成的In4Se3热电化合物粉体的化学计量比称取铟的水合可溶性盐与亚硒酸钠原料即可，而在实际过程中，考虑到硒元素在整个反应过程中因挥发存在少量损失，可适当提高亚硒酸钠的配比，即将亚硒酸钠中硒元素和铟的水合可溶性盐中铟元素的物质的量比调整为3∶4～3.1∶4。
本发明获得的In4Se3热电化合物粉体可以应用于制备In4Se3块体热电材料。
本发明的有益效果：与固相反应法或高温熔融法相比，本发明提供的In4Se3热电化合物粉体的制备方法，所采用的原料廉价易得，工艺简单易控，反应时间短，能耗低，污染小，重复性好，且适用于大规模制备。
附图说明
图1是本发明的制备工艺流程图。
图2是本发明实施例1制备的In4Se3热电化合物粉体的XRD图谱。
图3是本发明实施例1制备的In4Se3热电化合物粉体的SEM形貌图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
如图1所示，一种In4Se3热电化合物粉体的制备方法，它包括如下步骤：
1)取400毫升烧杯，依次称取0.5865克分析纯四水合氯化铟、0.2681克亚硒酸钠，取用200毫升去离子水，搅拌混合均匀，得到混合溶液A；
2)在步骤1)所得混合溶液A中加入1mL市售85％的水合肼溶液作为还原剂，控制反应温度为60℃，超声反应3小时，得到产物B，所述超声频率为42KHz，功率为100-400W；
3)将步骤2)得到的产物B进行离心，离心速率为8000r/min，时间为3min，将离心得到的沉淀在冷冻干燥设备中进行冷冻干燥，冷冻干燥温度为-80℃，干燥时间为2h，得到暗红色粉末；
4)将步骤3)得到的暗红色粉末于气氛炉中，在氢气气氛下于450℃还原1小时，得到In4Se3热电化合物粉体。
将步骤4)得到的In4Se3产物进行XRD和SEM测试，分别见图2和图3，图2中：本发明制备的In4Se3热电化合物粉体的衍射峰与In4Se3标准谱图中的衍射峰一致，这说明所得最终产物为单相In4Se3热电化合物；图3说明所得In4Se3热电化合物的粒径约200nm。
实施例2：
如图1所示，一种In4Se3热电化合物粉体的制备方法，它包括如下步骤：
1)取500毫升烧杯，依次称取1.5276克分析纯四点五水合硝酸铟、0.5188克亚硒酸钠，取用400毫升去离子水，搅拌混合均匀，得到混合溶液A；
2)在步骤1)所得混合溶液A中加入10mL市售85％的水合肼溶液作为还原剂，控制反应温度为80℃，超声反应12小时，得到产物B，所述超声频率为42KHz、功率为100-400W；
3)将步骤2)得到的产物B进行离心，离心速率为10000r/min，时间为5min，将离心得到的沉淀在冷冻干燥设备中冷冻干燥，冷冻干燥温度为-85℃，干燥时间为6h，得到暗红色粉末；
4)将步骤3)得到的粉末置于气氛炉中，在氢气气氛下于525℃还原3小时，得到In4Se3热电化合物粉体。
将步骤4)得到的In4Se3产物进行XRD和SEM测试，结果说明：所得最终产物为单相In4Se3热电化合物，粒径约200nm。
实施例3：
如图1所示，一种In4Se3热电化合物粉体的制备方法，它包括如下步骤：
1)取400毫升烧杯，依次称取0.5865克分析纯四水合氯化铟、0.2594克亚硒酸钠，取用200毫升去离子水，搅拌混合均匀，得到混合溶液A；
2)在步骤1)所得混合溶液A中加入3mL市售85％的水合肼溶液作为还原剂，控制反应温度为50℃，在搅拌状态下反应10小时，得到产物B；
3)将步骤2)得到的产物B进行离心，离心速率为12000r/min，时间为3min，将离心得到的沉淀在冷冻干燥设备中进行冷冻干燥，冷冻干燥温度为-75℃，干燥时间为2h，得到暗红色粉末；
4)将步骤3)得到的暗红色粉末于气氛炉中，在氢气气氛下于475℃还原2小时，得到In4Se3热电化合物粉体。
将步骤4)得到的In4Se3产物进行XRD和SEM测试，结果说明：所得最终产物为单相In4Se3热电化合物，粒径约200nm。
本发明所列举的各具体原料，以及各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
Claims (4)
1.一种In4Se3热电化合物粉体的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：
1)根据亚硒酸钠与铟的水合可溶性盐中硒元素和铟元素的物质的量比为3∶4～3.1∶4，称取铟的水合可溶性盐与亚硒酸钠原料，以去离子水作为溶剂，搅拌混合，得到混合溶液A；
2)在混合溶液A中加入还原剂水合肼，所述的还原剂水合肼与亚硒酸钠的物质的量的配比至少为10∶1，控制反应温度为50～80℃，反应3～12小时，得到产物B；
3)将产物B进行离心，将离心得到的沉淀进行冷冻干燥，得到暗红色粉末；
4)将步骤3)得到的暗红色粉末在氢气气氛下于450～525℃还原1～3小时，得到In4Se3热电化合物粉体。
2.根据权利要求1所述的In4Se3热电化合物粉体的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的铟的水合可溶性盐为铟的水合氯化物或者铟的水合硝酸盐。
3.根据权利要求1所述的In4Se3热电化合物粉体的制备方法，其特征在于：步骤2)所述的反应是在超声反应条件下或搅拌状态下进行反应。
4.根据权利要求1所述的In4Se3热电化合物粉体的制备方法，其特征在于：步骤3)所述的离心时间为3～5min，离心转速为8000～12000r/min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102712197A CN101913575B (zh) | 2010-08-31 | 2010-08-31 | 一种In4Se3热电化合物粉体的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102712197A CN101913575B (zh) | 2010-08-31 | 2010-08-31 | 一种In4Se3热电化合物粉体的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101913575A CN101913575A (zh) | 2010-12-15 |
| CN101913575B true CN101913575B (zh) | 2012-05-30 |
Family
ID=43321260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010102712197A Expired - Fee Related CN101913575B (zh) | 2010-08-31 | 2010-08-31 | 一种In4Se3热电化合物粉体的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101913575B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3023463A1 (en) * | 2013-07-19 | 2016-05-25 | Lg Chem, Ltd. | Ink composition for producing light-absorbing layer comprising metal nanoparticles, and production method for thin film using same |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102154692B (zh) * | 2011-02-25 | 2012-07-18 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种In-Se基热电材料的制备方法 |
| CN102786038B (zh) * | 2012-08-29 | 2014-03-12 | 江苏大学 | 一种立方晶相InSe纳米片的水热合成方法 |
| CN102849687B (zh) * | 2012-09-19 | 2014-03-12 | 江苏大学 | 溶剂热法合成纳米花球状In2Se3(DETA)杂化材料的方法 |
| CN102925955B (zh) * | 2012-09-19 | 2015-04-22 | 江苏大学 | 水热法合成In2Se3(en)纳米空心球的方法 |
| CN103022336B (zh) * | 2012-12-14 | 2015-07-15 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 双掺杂In4Se3基热电材料及其制备和用途 |
| CN103107278B (zh) * | 2012-12-14 | 2018-09-28 | 中国科学院福建物质结构研究所 | Pb掺杂In4Se3热电材料及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101159298A (zh) * | 2007-11-22 | 2008-04-09 | 北京科技大学 | 一种制备铜铟硒薄膜太阳能电池富铟光吸收层的方法 |
| WO2009051387A2 (en) * | 2007-10-18 | 2009-04-23 | Lg Chem, Ltd. | Process for preparation of compound containing 6a group element using reductant |
-
2010
- 2010-08-31 CN CN2010102712197A patent/CN101913575B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009051387A2 (en) * | 2007-10-18 | 2009-04-23 | Lg Chem, Ltd. | Process for preparation of compound containing 6a group element using reductant |
| CN101159298A (zh) * | 2007-11-22 | 2008-04-09 | 北京科技大学 | 一种制备铜铟硒薄膜太阳能电池富铟光吸收层的方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3023463A1 (en) * | 2013-07-19 | 2016-05-25 | Lg Chem, Ltd. | Ink composition for producing light-absorbing layer comprising metal nanoparticles, and production method for thin film using same |
| EP3023463A4 (en) * | 2013-07-19 | 2017-04-05 | Lg Chem, Ltd. | Ink composition for producing light-absorbing layer comprising metal nanoparticles, and production method for thin film using same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101913575A (zh) | 2010-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101913575B (zh) | 一种In4Se3热电化合物粉体的制备方法 | |
| CN101746738B (zh) | 纳米片状Bi2Se3热电化合物的制备方法 | |
| CN101219783B (zh) | 由磷铁制备电极材料的方法 | |
| CN104046876B (zh) | 一种石墨烯/Cu2AX3型热电复合材料及制备方法 | |
| CN101944594B (zh) | 一种高性能锂离子电池用硅酸亚铁锂正极材料及其制备方法 | |
| CN103928604A (zh) | 一种超快速制备n型碲化铋基高性能热电材料的方法 | |
| CN102583499A (zh) | 形貌可控氧化亚铜微/纳米晶的制备方法 | |
| CN103539085A (zh) | 一种六方氮化硼纳米片的合成方法 | |
| CN103157461A (zh) | 一种纳米光催化剂钨酸铋及其制备方法 | |
| CN102964368B (zh) | 一种具有大的磁热效应的高核钆簇配合物及其制备方法 | |
| CN101577328A (zh) | 一种LiFePO4/C复合正极材料的制备方法 | |
| CN103787406B (zh) | 一种PbS热电化合物的制备方法 | |
| CN103818948B (zh) | 一种热电化合物制备方法 | |
| CN101332987B (zh) | 一种利用亚磷酸或亚磷酸盐制备磷酸亚铁锂正极材料的制备方法 | |
| Shan et al. | Topologically Tunable Conjugated Metal–Organic Frameworks for Modulating Conductivity and Chemiresistive Properties for NH3 Sensing | |
| CN102765757A (zh) | 高压相镁钒氧化物及其高温高压制备方法 | |
| CN101602494B (zh) | AgSbTe2热电化合物粉体的超声化学制备方法 | |
| CN103320636A (zh) | 一种快速制备高性能Mg2Si0.3Sn0.7基热电材料的新方法 | |
| CN103924109B (zh) | 一种自蔓延燃烧合成超快速制备高性能CoSb3基热电材料的方法 | |
| CN103043728A (zh) | 钴酸钡热电材料粉体及其制备方法 | |
| CN104630531B (zh) | 一种超快速制备高性能In4Se3基热电材料的方法 | |
| CN102168308A (zh) | 一种Ag-Pb-Sb-Te-Se热电材料的制备方法 | |
| CN103626138A (zh) | 一种碲化铋系纳米热电材料的制备方法 | |
| CN107324292A (zh) | 一种超快速制备高性能Cu2Se块体热电材料的方法 | |
| CN101327962B (zh) | Bi2Sr2Co2Oy热电化合物的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120530 Termination date: 20130831 |