核/壳型纳米粒子的制造方法、使用该方法的烧结体的制造方法及通过该方法制造的热电...的制作方法_2

文档序号:8494249阅读:来源:国知局
。除热电转换 材料外,优选构成催化剂金属的金属。以下,对其进行说明。
[0046] 作为硒系热电转换材料,有Bi2Se3、PbSe、Sb 2Se#P AgSe。虽然不是热电转换材料, 但作为用于光学部件等的硒系材料,有ZnSe。在这些材料中,例如,在Bi2Se 3的情况下,Bi 和Se中氧化还原电位大的一方为第一金属,氧化还原电位小的一方为第二金属。
[0047] 作为碲系热电转换材料,有Bi2Te3、PbTe、Ag 2Te和La2Te3。虽然不是热电转换材 料,但作为用于发光二极管的碲系材料,有ZnTe。另外,作为用于IR透镜等的碲系材料,有 CdTe。在这些碲系材料中,8121^3是典型的,因此在后面详述。
[0048] 作为锑系热电转换材料,有Zn4Sb3&PbSb。虽然不是热电转换材料,但作为用于 霍尔元件的锑系材料,有InSb。在这些材料中,例如在Zn4Sb3的情况下,Zn和Sb中氧化还 原电位大的一方为第一金属,氧化还原电位小的一方为第二金属。
[0049] 作为热电转换材料以外的适用例,有Au核/Cu壳型催化剂金属和Au核/Co壳型 催化剂金属。关于这些催化剂金属,在后面详述。
[0050] 另外,对含有3种以上金属盐的情况进行说明。作为热电转换材料,例如有 AgSbTe2、BiSbTe、BiSbTeSe、Zn4 (Sbci 97Snci tl3)3和 InxCo4Sb12 (0 < X < 1)等热电转换材料。
[0051] 接着,对从施加第一电功率向施加第二电功率转换的方法进行说明。利用伴随金 属粒子的析出和粒子成长,溶液的透射率降低,把握施加电功率产生的金属的析出及粒子 成长的状况。
[0052] 透射率的测定方法没有特别限定,UV-vis分析(可视、紫外分光法)因精度等方 面而优选。
[0053] 就转换的判断基准而言,只要基于由第一金属形成的核成长到足以由第二金属开 始形成壳的大小时,停止第一金属的析出,开始第二金属的析出这样的考虑来决定即可。为 了由第二金属开始形成壳,优选由第一金属形成的核的大小为超过数rim的程度。
[0054] 至成为由第一金属形成的核的大小超过数nm的程度,在第一电功率的施加中,由 于透射率缓慢地直线性地以大体固定的降低率降低,因此优选在该期间从第一电功率转换 为第二电功率。
[0055] 在这样的期间,在大多数情况下,透射率是从[初期透射率-3% ]至[初期透射 率-5%]的范围内的值。因此,也可以将透射率处于该期间中作为转换的判断基准。
[0056] 接着,以典型的方式进一步说明到目前为止说明了的情况。
[0057] 在典型的方式中,可以将本发明应用于Bi2Te3热电转换材料的制造。即,在溶解有 Bi盐和Te盐的溶液中通过小的值和大的值的2阶段的电功率值进行溶液等离子体法。首 先,如果以小的电功率值产生等离子体,则Bi、Te中氧化还原电位大、容易被还原的Te作为 第一金属析出,形成核粒子。接着,如果以大的电功率值产生等离子体,则Bi、Te中氧化还 原电位小且难以被还原的Bi作为第二金属析出。该Bi的析出在已存在的Te核粒子上优 先发生。由此,得到Te核被封入Bi壳内的核/壳型纳米粒子。
[0058] 通过该Te核/Bi壳结构,防止容易蒸发的Te在烧结中蒸发而失去,稳定地确保原 来的Bi 2Te3组成。
[0059] 图1示意性地表示用于本发明的溶液等离子体装置。通过在溶液中于电极间施加 电压,电极间溶液局部地被加热,在生成的微细的气泡中产生绝缘破坏,由此,开始等离子 体放电。
[0060] 图2表示伴随溶液等离子体法产生的Bi、Te的析出和粒子成长的溶液的透射率的 变化。在图中左端所示的溶液中Bi、Te析出。右侧并列的3张照片表示根据随着时间的经 过析出量(析出物的个数和大小)的增大,溶液的透射率降低的情况。本发明中,从用于使 核析出的第一阶段的小的电功率值向用于使壳析出的第二阶段的大的电功率值的转换可 以根据溶液的透射率监视析出量,在达到预先设定的透射率的时刻进行。
[0061] 以下,通过实施例更详细地说明本发明。
[0062] (实施例)
[0063] (比较例1)
[0064] 为了进行比较,通过使用还原剂的现有技术制作Bi2Te3热电转换材料。准备下述 的原料溶液及还原剂溶液。
[0065] (原料溶液)
[0066] BiCl3:〇. 170g
[0067] TeCl4:0. 214g
[0068] 乙醇:100ml
[0069] (还原剂溶液)
[0070] NaBH4:0. 218g
[0071] 乙醇:100ml
[0072] 图3表示制作顺序。首先,如(I)所示,在原料溶液中添加还原剂溶液,使Bi、Te 析出。将所得的Bi、Te的混合粉末如(2)所示进行水热合成而合金化。接着,(3)过滤生 成物,⑷清洗,去除杂质。对于所得的合金粉末进行SEM观察、TEM观察、EDX分析。最后 (5)将合金粉末烧结得到Bi 2Te3热电转换材料。对该Bi 2Te3热电转换材料进行XRD分析、 ICP分析。
[0073] (比较例2)
[0074] 为了进行比较,通过溶液等离子体法,不进行本发明的电功率的转换,制作Bi2Te 3 热电转换材料。使用下述的原料溶液、电压、电功率。
[0075] (原料溶液)
[0076] BiCl3:〇. 170g
[0077] TeCl4:0. 214g
[0078] 乙醇:200ml
[0079] (电压、电功率)
[0080] 施加电压:1.5kV
[0081] 投入电功率:50W (固定)
[0082] 图4表示制作顺序。首先,如⑴所示,在原料溶液中于电极间施加电压I. 5kV,投 入50W的固定的电功率,使Bi、Te析出。(2)过滤所得的Bi、Te的混合粉末,(3)清洗,去 除杂质后,进行SEM观察、TEM观察、EDX分析。最后(4)烧结混合粉末,得到Bi 2Te3热电转 换材料。对于该Bi2Te3热电转换材料进行XRD分析、ICP分析。
[0083] (比较例3)
[0084] 为了进行比较,通过溶液等离子体法,不进行本发明的电功率转换,制作Bi2Te 3$ 电转换材料。使用下述原料溶液、电压、电功率。
[0085] (原料溶液)
[0086] BiCl3:〇. 170g
[0087] TeCl4:0. 214g
[0088] 乙醇:200ml
[0089] (电压、电功率)
[0090] 施加电压:1.5kV
[0091] 投入电功率:140W (固定)
[0092] 图4表示制作顺序。首先,如(1)所示,在原料溶液中于电极间施加电压I. 5kV,投 入140W的固定的电功率,使Bi、Te析出。(2)过滤所得的Bi、Te的混合粉末,(3)清洗,去 除杂质后进行SEM观察、TEM观察、EDX分析。最后(4)烧结混合粉末,得到Bi2Te3热电转 换材料。对该Bi 2Te3热电转换材料进行XRD分析、ICP分析。
[0093] (实施例1)
[0094] 通过溶液等离子体法,进行本发明的电功率的转换,制作Bi2Te3热电转换材料。使 用下述原料溶液、电压、电功率。
[0095] (原料溶液)
[0096] BiCl3:〇. 170g
[0097] TeCl4:0. 214g
[0098] 乙醇:200ml
[0099] (电压、电功率)
[0100] 施加电压:1.5kV
[0101] 投入电功率:50W-140W(转换)
[0102] 图4表示制作顺序。首先,如(1)所示,在原料溶液中于电极间施加电压I. 5kV, 首先投入50W的电功率,使Te析出形成核粒子,接着将投入电功率增加为140W,使Bi析出 形成壳。(2)过滤所得的Te核/Bi壳的核/壳粉末,(3)清洗,去除杂质后进行SEM观察、 TEM观察、EDX分析。最后(4)烧结核/壳粉末,得到Bi2Te3热电转换材料。对该Bi 21^3热 电转换材料进行XRD分析、ICP分析。
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1