Skip to main content
Erschienen in: Journal of Electronic Materials 8/2021

29.05.2021 | Original Research Article

Controllable Synthesis of Mesoporous Cu7Te4 Flowerlike Structures by Cation-Exchange Method and Their Thermoelectric Properties

verfasst von: Weiwei Xu, Yongguang Cheng, Xinxin Qu, Ruixue Li, Zhaohan Li, Shuaipu Zang, Jinzhong Niu

Erschienen in: Journal of Electronic Materials | Ausgabe 8/2021

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Developing reliable synthetic methods for metal telluride micro-nanostructures is essential to achieve a breakthrough in the enhancement of their thermoelectric properties. In this article, a simple and reproducible cation-exchange method to fabricate mesoporous Cu7Te4 flowerlike structures by using pre-synthesized β-ZnTe(ethylenediamine)0.5 (β-ZnTe(en)0.5) flowerlike templates for thermoelectric applications is proposed. The cation-exchange temperature plays a key role in the formation of products, and the optimal reaction temperature for mesoporous Cu7Te4 flowerlike structures is about 135°C. During this process, the Cu ions rapidly occupy the vacancies created by the loss of en-molecules and Zn ions in β-ZnTe(en)0.5 templates, and the crystal grains grow to mesoporous Cu7Te4 flowerlike structures, which are proved by the characterization results of x-ray diffraction, electron microscopy, x-ray photoelectron spectroscopy, and nitrogen adsorption-desorption isotherms. Finally, in thermoelectric measurements, mesoporous Cu7Te4 flowerlike structures exhibit higher figure of merit (ZT) than Cu7Te4 flowerlike structures without pores due to the improvement of phonon scattering and electrical conductivity.

Graphic Abstract

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
2.
Zurück zum Zitat C. Han, Z. Li, W.J. Li, S.L. Chou, and S.X. Dou, J. Mater. Chem. 2, 11683 (2014).CrossRef C. Han, Z. Li, W.J. Li, S.L. Chou, and S.X. Dou, J. Mater. Chem. 2, 11683 (2014).CrossRef
3.
Zurück zum Zitat W. Li, R. Zamani, P.R. Gil, B. Pelaz, M. Ibanez, D. Cadavid, A. Shavel, R.A. Alvarez-Puebla, W.J. Parak, and J. Arbiol, J. Am. Chem. Soc. 135, 7098 (2013).CrossRef W. Li, R. Zamani, P.R. Gil, B. Pelaz, M. Ibanez, D. Cadavid, A. Shavel, R.A. Alvarez-Puebla, W.J. Parak, and J. Arbiol, J. Am. Chem. Soc. 135, 7098 (2013).CrossRef
4.
Zurück zum Zitat S. Yamanaka, T. Sako, K. Seki, and M. Hattori, Solid State Ionics 53–56, 527 (1992).CrossRef S. Yamanaka, T. Sako, K. Seki, and M. Hattori, Solid State Ionics 53–56, 527 (1992).CrossRef
5.
Zurück zum Zitat F. Leroux, M. Adachi-Pagano, M. Intissar, S. Chauvière, C. Forano, and J.P. Besse, J. Mater. Chem. 11, 105 (2001).CrossRef F. Leroux, M. Adachi-Pagano, M. Intissar, S. Chauvière, C. Forano, and J.P. Besse, J. Mater. Chem. 11, 105 (2001).CrossRef
6.
Zurück zum Zitat S. Kumar, A. Vohra, and S.K. Chakarvarti, J. Mater. Sci.-Mater. El. 24, 711 (2013).CrossRef S. Kumar, A. Vohra, and S.K. Chakarvarti, J. Mater. Sci.-Mater. El. 24, 711 (2013).CrossRef
7.
Zurück zum Zitat C. Nethravathi, C.R. Rajamathi, M. Rajamathi, R. Maki, T. Mori, D. Golberg, and Y. Bando, J. Mater. Chem. A 2, 985 (2014).CrossRef C. Nethravathi, C.R. Rajamathi, M. Rajamathi, R. Maki, T. Mori, D. Golberg, and Y. Bando, J. Mater. Chem. A 2, 985 (2014).CrossRef
8.
Zurück zum Zitat K. Kurosaki, K. Goto, A. Kosuga, H. Muta, and S. Yamanaka, Mater. Trans. 47, 1432 (2006).CrossRef K. Kurosaki, K. Goto, A. Kosuga, H. Muta, and S. Yamanaka, Mater. Trans. 47, 1432 (2006).CrossRef
9.
Zurück zum Zitat C. Li, H. Xu, K. Li, X. Ma, L. Wu, W. Wang, J. Zhang, W. Li, B. Li, and L. Feng, J. Electron. Mater. 47, 1250 (2018).CrossRef C. Li, H. Xu, K. Li, X. Ma, L. Wu, W. Wang, J. Zhang, W. Li, B. Li, and L. Feng, J. Electron. Mater. 47, 1250 (2018).CrossRef
10.
Zurück zum Zitat L.P. Tan, T. Sun, S. Fan, L.Y. Ng, A. Suwardi, Q. Yan, and H.H. Hng, Nano Energy 2, 4 (2013).CrossRef L.P. Tan, T. Sun, S. Fan, L.Y. Ng, A. Suwardi, Q. Yan, and H.H. Hng, Nano Energy 2, 4 (2013).CrossRef
11.
Zurück zum Zitat A. Ghosh, M. Mitra, D. Banerjee, and A. Mondal, RSC Adv. 27, 22803 (2016).CrossRef A. Ghosh, M. Mitra, D. Banerjee, and A. Mondal, RSC Adv. 27, 22803 (2016).CrossRef
12.
Zurück zum Zitat W. Yang, H.Y. Wu, R.X. Wang, Q.J. Pan, Z.M. Sun, and H. Zhang, Inorg. Chem. 51, 11458 (2012).CrossRef W. Yang, H.Y. Wu, R.X. Wang, Q.J. Pan, Z.M. Sun, and H. Zhang, Inorg. Chem. 51, 11458 (2012).CrossRef
13.
Zurück zum Zitat G. Song, C. Liang, H. Gong, M. Li, and X. Zheng, Adv. Mater. 27, 6110 (2015).CrossRef G. Song, C. Liang, H. Gong, M. Li, and X. Zheng, Adv. Mater. 27, 6110 (2015).CrossRef
14.
Zurück zum Zitat H. Shen, Q. Gao, Y. Zhang, Y. Lin, Q. Lin, Z. Li, L. Chen, Z. Zeng, X. Li, Y. Jia, S. Wang, Z. Du, L.S. Li, and Z. Zhang, Nat. Photonics 13, 192 (2019).CrossRef H. Shen, Q. Gao, Y. Zhang, Y. Lin, Q. Lin, Z. Li, L. Chen, Z. Zeng, X. Li, Y. Jia, S. Wang, Z. Du, L.S. Li, and Z. Zhang, Nat. Photonics 13, 192 (2019).CrossRef
15.
Zurück zum Zitat M. Karimipour, L. Izadian, and M. Molaei, J. Electron. Mater. 47, 1322 (2018).CrossRef M. Karimipour, L. Izadian, and M. Molaei, J. Electron. Mater. 47, 1322 (2018).CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Y. Du, G. Qiu, Y. Wang, M. Si, X. Xu, W. Wu, and P.D. Ye, Nano Lett. 17, 3965 (2017).CrossRef Y. Du, G. Qiu, Y. Wang, M. Si, X. Xu, W. Wu, and P.D. Ye, Nano Lett. 17, 3965 (2017).CrossRef
17.
Zurück zum Zitat C. Sanchez, B. Julián, P. Belleville, and M. Popall, J. Mater. Chem. 15, 3559 (2005).CrossRef C. Sanchez, B. Julián, P. Belleville, and M. Popall, J. Mater. Chem. 15, 3559 (2005).CrossRef
19.
20.
Zurück zum Zitat X. Huang, J. Li, X. Fang, M. Roushan, R. Zhang, J. Peng, H. Zeng, and J. Li, Chem. Mater. 24, 1710 (2012).CrossRef X. Huang, J. Li, X. Fang, M. Roushan, R. Zhang, J. Peng, H. Zeng, and J. Li, Chem. Mater. 24, 1710 (2012).CrossRef
21.
Zurück zum Zitat W. Feng, Z. Fang, B. Wang, L. Zhang, Y. Zhang, Y. Yang, M. Huang, S. Weng, and P. Liu, J. Mater. Chem. A 5, 1387 (2017).CrossRef W. Feng, Z. Fang, B. Wang, L. Zhang, Y. Zhang, Y. Yang, M. Huang, S. Weng, and P. Liu, J. Mater. Chem. A 5, 1387 (2017).CrossRef
22.
Zurück zum Zitat L. Zhang, H. Yang, J. Yu, F. Shao, L. Li, F. Zhang, and H. Zhao, J. Mater. Chem. C 113, 5434 (2009). L. Zhang, H. Yang, J. Yu, F. Shao, L. Li, F. Zhang, and H. Zhao, J. Mater. Chem. C 113, 5434 (2009).
23.
Zurück zum Zitat J. Yang, G. Wang, H. Liu, J. Park, X. Gou, and X. Cheng, J. Cryst. Growth 310, 3645 (2008).CrossRef J. Yang, G. Wang, H. Liu, J. Park, X. Gou, and X. Cheng, J. Cryst. Growth 310, 3645 (2008).CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Y. Ni, X. Cao, G. Hu, Z. Yang, X. Wei, Y. Chen, and J. Xu, Cryst. Growth. Des. 7, 280 (2009).CrossRef Y. Ni, X. Cao, G. Hu, Z. Yang, X. Wei, Y. Chen, and J. Xu, Cryst. Growth. Des. 7, 280 (2009).CrossRef
25.
Zurück zum Zitat W. Xu, G. Tian, X. Ma, H. Li, and J. Niu, Micro Nano Lett. 14, 99 (2019).CrossRef W. Xu, G. Tian, X. Ma, H. Li, and J. Niu, Micro Nano Lett. 14, 99 (2019).CrossRef
26.
Zurück zum Zitat I. Kriegel, J. Rodríguez-Fernández, A. Wisnet, H. Zhang, C. Waurisch, A. Eychmüller, A. Dubavik, A.O. Govorov, and J. Feldmann, ACS Nano 7, 4367 (2013).CrossRef I. Kriegel, J. Rodríguez-Fernández, A. Wisnet, H. Zhang, C. Waurisch, A. Eychmüller, A. Dubavik, A.O. Govorov, and J. Feldmann, ACS Nano 7, 4367 (2013).CrossRef
27.
Zurück zum Zitat K. Miszta, D. Dorfs, A. Genovese, M.R. Kim, and L. Manna, ACS Nano 5, 7176 (2011).CrossRef K. Miszta, D. Dorfs, A. Genovese, M.R. Kim, and L. Manna, ACS Nano 5, 7176 (2011).CrossRef
28.
Zurück zum Zitat J. Feng, X. Li, G. Zhu, and Q. Wang, ACS Appl. Mater. Inter. 12, 43098 (2020).CrossRef J. Feng, X. Li, G. Zhu, and Q. Wang, ACS Appl. Mater. Inter. 12, 43098 (2020).CrossRef
29.
Zurück zum Zitat C.Y. Moon, G.M. Dalpian, Y. Zhang, S.H. Wei, X.Y. Huang, and J. Li, Chem. Mater. 18, 2805 (2006).CrossRef C.Y. Moon, G.M. Dalpian, Y. Zhang, S.H. Wei, X.Y. Huang, and J. Li, Chem. Mater. 18, 2805 (2006).CrossRef
30.
Zurück zum Zitat X. Li, B. Wei, J. Wang, X. Li, H. Zhai, and J. Yang, J. Alloy Compd. 689, 287 (2016).CrossRef X. Li, B. Wei, J. Wang, X. Li, H. Zhai, and J. Yang, J. Alloy Compd. 689, 287 (2016).CrossRef
31.
Zurück zum Zitat L. Nasi, D. Calestani, T. Besagni, P. Ferro, F. Fabbri, and R. Mosca, J. Phys. Chem. C 116, 6960 (2012).CrossRef L. Nasi, D. Calestani, T. Besagni, P. Ferro, F. Fabbri, and R. Mosca, J. Phys. Chem. C 116, 6960 (2012).CrossRef
32.
Zurück zum Zitat S. Bhumia, P. Bhattacharya, and D.N. Bose, Mater. Lett. 24, 307 (1996).CrossRef S. Bhumia, P. Bhattacharya, and D.N. Bose, Mater. Lett. 24, 307 (1996).CrossRef
33.
Zurück zum Zitat H. Wang, P. Zuo, A. Wang, S. Zhang, C. Mao, J. Song, H. Niu, B. Jin, and Y. Tian, J. Alloys Compd. 581, 816 (2013).CrossRef H. Wang, P. Zuo, A. Wang, S. Zhang, C. Mao, J. Song, H. Niu, B. Jin, and Y. Tian, J. Alloys Compd. 581, 816 (2013).CrossRef
34.
Zurück zum Zitat J. Matienzo, L.I. Yin, S.O. Grim, and W.E. Swartz, Inorg. Chem. 12, 2762 (1973).CrossRef J. Matienzo, L.I. Yin, S.O. Grim, and W.E. Swartz, Inorg. Chem. 12, 2762 (1973).CrossRef
35.
36.
Zurück zum Zitat W. Xu, Z. Li, H. Wu, X. Qu, and J. Niu, J. Inorg. Organomet. P. 30, 2736 (2020).CrossRef W. Xu, Z. Li, H. Wu, X. Qu, and J. Niu, J. Inorg. Organomet. P. 30, 2736 (2020).CrossRef
Metadaten
Titel
Controllable Synthesis of Mesoporous Cu7Te4 Flowerlike Structures by Cation-Exchange Method and Their Thermoelectric Properties
verfasst von
Weiwei Xu
Yongguang Cheng
Xinxin Qu
Ruixue Li
Zhaohan Li
Shuaipu Zang
Jinzhong Niu
Publikationsdatum
29.05.2021
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Electronic Materials / Ausgabe 8/2021
Print ISSN: 0361-5235
Elektronische ISSN: 1543-186X
DOI
https://doi.org/10.1007/s11664-021-08991-9

Weitere Artikel der Ausgabe 8/2021

Journal of Electronic Materials 8/2021 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt