的氧化石墨烯凝胶分散均匀，所得薄膜柔韧性好，且具有多孔结构。所组装的热电转换器件柔韧性好，耐高温性好，可耐300°C高温。在75°C温差下热电势达?24.5mV0
[0036]其中，图1为本实施例中的三维石墨烯薄膜扫描电子显微镜(SEM)照片；
[0037]图2为本实施例中所得的热电转换器件。
[0038]实施例2
[0039](i)将1.5g氧化石墨分散在100mL的去离子水中，机械搅拌15min，水浴超声80min，探头超声60min，得到分散均勾的氧化石墨稀凝胶；
[0040](i i)采用自动刮涂机在1000目砂纸基底上刮涂制备氧化石墨烯薄膜，调节刮涂厚度ΙΟΟμπι，在室温环境下干燥8h，用液氮冷冻120s，冷冻干燥15h，从基底剥离，得到自支撑的三维氧化石墨烯薄膜；
[0041](iii)将(ii)中所得薄膜裁剪成lOXlOOmm的矩形条，在流量为15mL/min氨气气氛下，600°C退火20min，制得η型石墨稀导电薄膜材料；
[0042](iv)将(ii)中所得薄膜裁剪成10Χ 100mm的矩形条，在室温条件下55%的氢碘酸中还原1.5h，制得ρ型石墨稀导电薄膜材料；
[0043](V)分别将10个(iii)和(iv)中所得薄膜矩形条交替固定在陶瓷纤维毡柔性基底上，采用导电银丝将矩形条进行串联，并用导电银浆和导电胶带帮助接触，制得柔性热电转换器件。
[0044]经上述步骤制得的氧化石墨烯凝胶分散均匀，所得薄膜柔韧性好，且具有多孔结构。所组装的热电转换器件柔韧性好，耐高温性好，可耐1000°C高温。在200°C温差下热电势达?75mV0
[0045]实施例3
[0046](i)将0.75g氧化石墨分散在50mL的去离子水中，机械搅拌15min，水浴超声60min，探头超声45min，得到分散均勾的氧化石墨稀凝胶；
[0047](ii)采用自动刮涂机在铜箔基底上刮涂制备氧化石墨稀薄膜，调节刮涂厚度30μm，在室温环境下干燥8h，用液氮冷冻60s，冷冻干燥15h，从基底剥离，得到自支撑的三维氧化石墨烯薄膜；
[0048](i i i)将(i i)中所得薄膜裁剪成7 X 90mm的矩形条，在流量为10mL/min氨气气氛下，800°C退火lOmin，制得η型石墨稀导电薄膜材料；
[0049](iv)将(ii)中所得薄膜裁剪成7 X90mm的矩形条，在室温条件下55%的氢碘酸中还原2h，制得ρ型石墨稀导电薄膜材料；
[0050](V)分别将15个(iii)和(iv)中所得薄膜矩形条交替固定在陶瓷纤维布柔性基底上，采用导电铜丝将矩形条进行串联，并用导电银浆和导电胶带帮助接触，制得柔性热电转换器件。
[0051]经上述步骤制得的氧化石墨烯凝胶分散均匀，所得薄膜柔韧性好，且具有多孔结构。所组装的热电转换器件柔韧性好，耐高温性好，可耐800°C高温。在75°C温差下热电势达28.5mV0
【主权项】
1.一种基于石墨烯的耐高温柔性热电器件的制备方法，包括: (1)将1重量份氧化石墨分散在10-30重量份的去离子水中，机械搅拌，水浴超声，探头超声，得到氧化石墨烯凝胶，然后在基底上进行刮涂，得到氧化石墨烯薄膜； (2)将上述氧化石墨烯薄膜进行干燥，液氮冷冻，冷冻干燥，剥离，得到自支撑的三维氧化石墨烯薄膜； (3)将步骤(2)中自支撑的三维氧化石墨烯薄膜裁剪为矩形条，在氨气气氛下退火，制得η型石墨稀导电薄膜材料； (4)将步骤(2)中自支撑的三维氧化石墨烯薄膜裁剪为矩形条，在氢碘酸中还原，制得ρ型石墨烯导电薄膜材料； (5)将步骤(3)、(4)中的石墨烯导电薄膜材料交替固定在柔性基底上，采用导电纤维进行串联，即得柔性电热器件。2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的耐高温柔性热电器件的制备方法，其特征在于:所述步骤(1)中机械搅拌5_30min，水浴超声10-120min，探头超声10-180min。3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的耐高温柔性热电器件的制备方法，其特征在于:所述步骤(1)中在基底上进行刮涂:刮涂速度为0.5-20 cm/s，刮涂厚度为10-500μηι；其中基底为铜箔、铝箔、砂纸、PET中的一种。4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的耐高温柔性热电器件的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中干燥为:室温条件下干燥l_24h;液氮冷冻时间为30-300S;冷冻干燥时间为5_48h。5.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的耐高温柔性热电器件的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中氨气气氛下退火为:氨气气氛流量为1-50 111171^11，退火温度为300-1000°C，退火时间为5-480 min。6.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的耐高温柔性热电器件的制备方法，其特征在于:所述步骤(4)中氢碘酸为55 wt.%氢碘酸;还原为:室温条件下，还原30-240 min。7.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的耐高温柔性热电器件的制备方法，其特征在于:所述步骤(5)中柔性基底为PE1、陶瓷纤维毡或陶瓷纤维布;导电纤维为碳纤维、铜丝、银丝中的一种或几种。8.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的耐高温柔性热电器件的制备方法，其特征在于:薄膜材料为大于或等于2的偶数对。9.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的耐高温柔性热电器件的制备方法，其特征在于:步骤(5)中薄膜材料间用导电银浆和导电胶带帮助接触。10.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的耐高温柔性热电器件的制备方法，其特征在于:步骤(5)得到的柔性热电器件耐高温温度为300-1200°C。
【专利摘要】本发明涉及一种基于石墨烯的耐高温柔性热电器件的制备方法，包括：将氧化石墨分散在去离子水中，机械搅拌，水浴超声，探头超声，得到氧化石墨烯凝胶，然后在基底上进行刮涂，干燥，液氮冷冻，冷冻干燥，剥离，得到自支撑的三维氧化石墨烯薄膜，然后裁剪为矩形条，在氨气气氛下退火，制得n型石墨烯导电薄膜材料；矩形条在氢碘酸中还原，制得p型石墨烯导电薄膜材料；将石墨烯导电薄膜材料交替固定在柔性基底上，串联，即得。本方法工艺简单、成本低廉，所制备的热电转换器件既具有有机热电材料优异的柔韧性，又具有无机热电材料耐高温的特点，可应用于曲面等复杂形状的工业机械废热的回收利用。
【IPC分类】H01L35/22, H01L35/34
【公开号】CN105489748
【申请号】CN201510906991
【发明人】李耀刚, 郭洋, 王宏志, 张青红, 侯成义
【申请人】东华大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月9日