本發(fā)明涉及一種熱電材料制備方法，屬于鈣鈷基氧化物熱電材料制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來，隨著氟利昂對環(huán)境的破壞作用和廢熱的再利用被人們普遍認(rèn)識，熱電材料受到了廣泛的關(guān)注和研究。熱電效應(yīng)可以實現(xiàn)熱與電的相互轉(zhuǎn)換。目前，Ca₃Co₄O₉熱電材料由于熱穩(wěn)定性好，可以在高溫氧化氣氛下長期工作，無毒性、無污染，因此，在工業(yè)廢熱再利用領(lǐng)域有極大的應(yīng)用潛力，是目前研究的熱點(diǎn)之一?，F(xiàn)階段，Ca₃Co₄O₉熱電材料的制備方法主要是溶膠凝膠法，以硝酸鈣和硝酸鈷為原料進(jìn)行制備，原料成本較高，且產(chǎn)物中存在大量的氮氧化物，對空氣存在較大的污染，制備所得的Ca₃Co₄O₉熱電材料孔洞較少，一般很難制備出致密均勻的Ca₃Co₄O₉熱電材料，雖然性能也還可以，但無法達(dá)到Ca₃Co₄O₉熱電材料的最優(yōu)性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種Ca₃Co₄O₉熱電材料的制備方法，以解決現(xiàn)有方法制備的Ca₃Co₄O₉熱電材料孔洞較少，無法實現(xiàn)Ca₃Co₄O₉熱電材料的最優(yōu)性能，以硝酸鈣和硝酸鈷為原料進(jìn)行制備，原料成本較高，且產(chǎn)物中存在大量的氮氧化物，對空氣存在較大污染的問題。

為解決上述問題，擬采用這樣一種Ca₃Co₄O₉熱電材料的制備方法，該方法采用溶膠-凝膠法，以醋酸鹽為原料，檸檬酸為絡(luò)合劑，形成溶膠、凝膠后，再通過預(yù)燒得到前驅(qū)體納米粉末，然后燒結(jié)而成，其工藝按如下步驟進(jìn)行：

(1)按化學(xué)計量比將碳酸鈣、醋酸鈷加入反應(yīng)容器中，加入檸檬酸,比例為碳酸鈣：醋酸鈷：檸檬酸＝3mol:4mol:7～8mol，然后加去離子水溶解混合物，將混合物放入磁攪拌器上加熱攪拌，攪拌設(shè)定轉(zhuǎn)速80-100轉(zhuǎn)/min，攪拌的同時，溫度由室溫逐漸升溫至105～120℃，直至溶液變成紫紅色干凝膠；

(2)將步驟(1)中所得干凝膠經(jīng)研磨后在300℃～500℃預(yù)燒，除去其中的檸檬酸，所得粉體在750℃～900℃溫度條件下燒結(jié)即得Ca₃Co₄O₉。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要優(yōu)點(diǎn)是該方法制備的Ca₃Co₄O₉熱電材料通過SEM觀察即可發(fā)現(xiàn)其形貌均為多孔的蜂窩狀，這表明通過該方法合成的Ca₃Co₄O₉熱電材料的結(jié)構(gòu)非常致密且均勻，多孔的蜂窩狀結(jié)構(gòu)可以使聲子散射增強(qiáng)，從而使熱導(dǎo)率降低，這對提高材料的熱電性能極為有利的，相比現(xiàn)有方法，其制備的Ca₃Co₄O₉熱電材料性能有了很大的提升，且以碳酸鈣和醋酸鈷作為原料，成本更為低廉的同時，也不會對環(huán)境造成污染，適宜推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1為所制得Ca₃Co₄O₉熱電材料的XRD圖；

圖2為所制得Ca₃Co₄O₉熱電材料的SEM圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，

實施例：

制備Ca₃Co₄O₉熱電材料：以無機(jī)醋酸鹽為原料，檸檬酸為絡(luò)合劑，形成溶膠、凝膠后，再通過預(yù)燒得到前驅(qū)體納米粉末，然后燒結(jié)而成，其工藝按如下步驟進(jìn)行：

(1)按化學(xué)計量比將碳酸鈣、醋酸鈷加入反應(yīng)容器中，加入檸檬酸,比例為碳酸鈣：醋酸鈷：檸檬酸＝3mol:4mol:7.5mol，然后加去離子水溶解混合物，將混合物放入磁攪拌器上加熱攪拌，攪拌設(shè)定轉(zhuǎn)速90轉(zhuǎn)/min，攪拌的同時，溫度由室溫逐漸升溫至115℃，直至溶液變成紫紅色干凝膠；

(2)將步驟(1)中所得干凝膠經(jīng)研磨后在350℃預(yù)燒，除去其中的檸檬酸，所得粉體在800℃溫度條件下燒結(jié)即得Ca₃Co₄O₉。