新型导电高分子热电材料的分子设计合成及性能

开发环境友好型清洁能源是保持国民经济和社会生产可持续发展和缓解能源危机的重要路径。热电材料是一种环境友好型绿色能源转换材料，是国内外的研究热点，目前研究主要以无机材料为主。国内外关于导电高分子热电材料的研究甚少，且大部分都是从事无机热电材料转型到有机热电材料，对导电高分子并不熟悉。本项目主要目的是设计合成以小分子芳香化合物或以稠环芳香化合物为共轭主链结构的新型导电高分子热电材料，如噻吩、吡咯、咔唑、芴、吲哚、硒吩、呋喃、萘、芳香醚、苯绕蒽酮、邻苯二取代衍生物等结构为主链，系统研究不同主链结构、不同形貌、不同制备条件、不同使用温度对导电高分子均聚物和共聚物等热电材料性能的影响，如电导率、Seebeck系数、热导率、热电优值等，主要目标是筛选电学力学性能优异、结构稳定、易加工成型等性能较好的导电高分子热电材料，寻找结构、形貌与性能之间的关系，探讨导电高分子热电材料应用的可能性。

本项目申请目的是设计合成以小分子芳香化合物为共轭主链结构的新型导电高分子热电材料，系统研究影响其热电性能的主要因素，探讨导电高分子热电材料应用的可能性。三年预定目标为：取得具有独立知识产权的成果，三年内预计发表SCI论文3-5篇，申请专利1-2项。从项目的运行情况来看，顺利完成原定计划。首先完成了电化学合成高性能聚噻吩膜的热电性能测试分析。同时对经过不同添加剂处理的PEDOT:PSS自支撑薄膜热电性能进行了系统研究。此外，我们制备了PEDOT与Ca3Co4O9的复合热电材料并进行了表征，还对一系列新型导电聚合物的热电性能进行了研究。在基金资助下，2010-2012共计发表SCI论文47篇（其中影响因子大于3.0的SCI论文14篇），申请专利7项，已经授权4项，获得江西省高校科技成果一等奖等多项奖励。参加国际学术会议2次，并公开宣读研究成果，至今共计被他人引用40次，被3篇综述论文点评10次。共计培养37名硕士研究生。这些成果的取得不仅探讨了新型导电高分子的热电性能，也为导电高分子热电材料的应用奠定了一定基础。