【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光熱電轉換。更具體地，涉及一種堿木質素負載硫化銅納米顆粒、光熱電器件及其制備方法與應用。
技術介紹
1、在全球能源需求持續增長和環境問題日益嚴峻的背景下，研究能源轉換技術已成為當下十分迫切的科學問題。光熱電轉換技術，作為一種創新且綠色環保的新能源轉換方式，在可再生資源的探索中展現出前所未有的潛力。這項技術不僅能夠捕獲生活環境、工業生產過程、太陽輻射以及低品位熱能（溫度低于100?℃），還能夠將捕獲的光能與熱能協同轉換為電能，極大拓寬了能源利用的邊界。
2、光熱電轉換技術的核心優勢在于其獨特的光熱轉換和熱電轉換雙重機制，其中光熱轉換將光能轉換為熱能，而熱電轉換則進一步將熱能轉換為電能，從而實現光能到電能的轉換。然而，目前大多數光熱電轉換技術主要是利用可見光和部分紫外光進行光熱轉換，對于近紅外光這一重要波段的利用尚不充分，所以制備得到的光熱電器件的性能也未能達到預期水平。因此，開發具有近紅外吸收的光熱轉換材料是必然選擇，這類材料能夠拓寬光譜響應范圍、提高光熱轉換效率以實現更好的光電轉換，完成更高效的電能輸出，從而達到顯著提高制備得到的光熱電器件的光熱電性能的目的。如xie?yuanxiang等人（xie?y,qian?y,?li?z,?et?al.?near-infrared-activated?efficient?bacteria-killing?bylignin-based?copper?sulfide?nanocomposites?with?an?enhanced?photothermaleffect
技術實現思路
1、本專利技術旨在解決現有技術中光熱轉換材料在寬光譜響應范圍內存在的光熱轉換效率低的問題，以及將其應用于光熱電轉換器件中面臨的巨大挑戰，提供一種堿木質素負載硫化銅納米顆粒、光熱電器件及其制備方法與應用。
2、具體地，本專利技術的目的之一在于提供一種堿木質素負載硫化銅納米顆粒的制備方法。
3、本專利技術的另一目的是提供上述制備方法制備得到的堿木質素負載硫化銅納米顆粒。
4、本專利技術的另一目的是提供一種光熱電器件。
5、本專利技術的再一目的是提供上述堿木質素負載硫化銅納米顆粒或上述光熱電器件在光熱電轉換及可穿戴設備領域中的應用。
6、本專利技術上述目的通過以下技術方案實現：
7、本專利技術保護一種堿木質素負載硫化銅納米顆粒的制備方法，包括以下步驟：
8、將堿木質素納米顆粒與銅鹽溶液充分混勻后離心，取沉淀與含s2-離子的溶液充分混勻后離心，取沉淀干燥，即得堿木質素負載硫化銅納米顆粒。
9、堿木質素存在豐富的芳香族環和羥基，不僅能吸收可見光和近紅外光，實現光熱轉換，還能提升材料的分散性和穩定性；硫化銅的高光吸收能力，使其能夠有效吸收可見光和近紅外光。本專利技術創新地將堿木質素制備成納米顆粒后先吸附銅鹽中的cu2+再與s2-反應制備堿木質素負載硫化銅納米顆粒，上述制備方法采取的逐步反應策略有效避免了粒子的聚集，得到的堿木質素負載硫化銅納米顆粒具有較小的粒徑（也意味著大的比表面積）和較好的分散性，這一制備方法有利于促進堿木質素納米顆粒對cu2+的高效吸附，確保在與s2-反應時形成均勻的硫化銅結構，從而提升了所得堿木質素負載硫化銅納米顆粒的光熱轉換效率和長期穩定性。另外，基于上述制備方法制備得到的堿木質素負載硫化銅納米顆粒具有較大的比表面積，其大比表面積進一步增強了所得堿木質素負載硫化銅納米顆粒與光的相互作用，并提高了其熱傳導性能。
10、進一步地，所述堿木質素納米顆粒的制備方法包括以下步驟：
11、將堿木質素在溶劑中充分溶解后進行離心，取上清液和水混合制備懸浮液，離心，取沉淀即為堿木質素納米顆粒。
12、進一步地，所述溶劑包括γ-戊內酯水溶液、甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、氫氧化鈉、二甲基亞硫酰胺、二甲基甲酰胺、乙酸中的一種或多種。
13、優選地，所述溶劑為γ-戊內酯水溶液。γ-戊內酯水溶液能夠更好的溶解堿木質素，提高其利用率。
14、更優選地，所述γ-戊內酯和水的體積比為1：（0.1~0.2）。
15、進一步地，所述堿木質素和溶劑的質量份數比為1：（50~150）。
16、進一步地，所述混合制備為超聲混合。
17、更進一步地，所述超聲的時間為30~60?min。
18、進一步地，所述充分溶解后離心的速率為1000~2000?g。其中，g表示重力加速度。
19、進一步地，所述充分溶解后離心的時間為15~30?min。
20、進一步地，所述懸浮液離心的速率為8000~12000?g。
21、進一步地，所述懸浮液離心的時間為30~60?min。
22、優選地，所述銅鹽包括硫酸銅、氯化銅、醋酸銅中的一種或多種。
23、進一步地，所述堿木質素納米顆粒、銅鹽的混合比為1：（0.0004~0.004）?g/mol。
24、進一步地，所述混勻為攪拌。
25、更進一步地，所述攪拌的時間為12~24?h。
26、進一步地，所述離心的速率為8000~10000?r/min。
27、優選地，所述離心的時間15~30?min。
28、進一步地，所述s2-離子選自包括九水硫化鈉、硫化氫、硫代硫酸鈉中的一種或多種。
29、進一步地，所述沉淀、s2-離子的混合比為1：（0.0004~0.002）?g/mol。
30、進一步地，所述干燥為將沉淀冷凍干燥1~3天。
31、本專利技術保護上述制備方法制備得到的堿木質素負載硫化銅納米顆粒。
32、本專利技術保護一種光熱電器件，所述光熱電器件主要由光熱轉換材料和熱電轉換器件連接而成，其中光熱轉換材料與熱電轉換器件通過熱電轉換器件中的電極實現電連接；所述光熱轉換材料為上述堿木質素負載硫化銅納米顆粒。
33、上述光熱電器件的工作原理基于光熱效應和熱電效應的結合。當光熱電器件受到光照時，器件中的光熱轉換材料將光能轉化為熱能，導致器件兩端產生溫度差異。這種溫度差異會驅動熱電轉換器件內部的陰陽離子發生遷移，然后在熱電轉換器件中的電極兩側聚集形成電勢差或電流。通過測量這種電勢差或電流，可以實現對光輻射的檢測和測量。
34、本專利技術將制備的光熱轉換材料與熱電轉換本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種堿木質素負載硫化銅納米顆粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述堿木質素納米顆粒的制備方法包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述S2-離子選自包括九水硫化鈉、硫化氫、硫代硫酸鈉中的一種或多種。
4.權利要求1~3任一所述制備方法制備得到的堿木質素負載硫化銅納米顆粒。
5.一種光熱電器件，其特征在于，所述光熱電器件主要由光熱轉換材料和熱電轉換器件連接而成，其中光熱轉換材料與熱電轉換器件通過熱電轉換器件中的電極實現電連接；所述光熱轉換材料為權利要求4所述堿木質素負載硫化銅納米顆粒。
6.根據權利要求5所述光熱電器件，其特征在于，所述熱電轉換器件包括依次設置的層疊結構：第一電極、熱電轉換材料和第二電極。
7.根據權利要求6所述光熱電器件，其特征在于，所述光熱轉換材料設置于所述第一電極的表面。
8.根據權利要求6所述光熱電器件，其特征在于，所述熱電轉換材料為具有熱電功能的水凝膠。
9.根據權利要求8所述光熱電器
10.權利要求4所述堿木質素負載硫化銅納米顆粒或權利要求5~9任一所述光熱電器件在光熱電轉換領域或可穿戴設備領域中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種堿木質素負載硫化銅納米顆粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述堿木質素納米顆粒的制備方法包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述s2-離子選自包括九水硫化鈉、硫化氫、硫代硫酸鈉中的一種或多種。
4.權利要求1~3任一所述制備方法制備得到的堿木質素負載硫化銅納米顆粒。
5.一種光熱電器件，其特征在于，所述光熱電器件主要由光熱轉換材料和熱電轉換器件連接而成，其中光熱轉換材料與熱電轉換器件通過熱電轉換器件中的電極實現電連接；所述光熱轉換材料為權利要求4所述堿木質素負載...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱東雨，曾奕紫，邱學青，陳樹生，俎喜紅，陳理恒，
申請(專利權)人：廣東工業大學，
類型：發明
國別省市：
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