Published February 7, 2024 | Version v1
Publication Open

Prediction Study of Thermoelectric Properties of TiO2 Nanoparticles and Effect on PVA/SiO 2 Hybrid Films Synthesized by sol-gel Method

Creators

  • 1. Tzu Chi University
  • 2. Bridge University
  • 3. King Saud University
  • 4. University of Aveiro
  • 5. University Ferhat Abbas of Setif

Description

Abstract We use an ab initio approach to look into the structural, electronic band structure, and thermoelectric properties of titanium dioxide (TiO 2 in rutile phase), and we then use TiO 2 to create its effects on sol-gel-produced polyvinyl alcohol/silicon dioxide (PVA/SiO2) hybrid films. The synthesis of the hybrid films involved the incorporation of 1% TiO 2 nanoparticles in the PVA/SiO 2 matrix. The thermoelectric properties of the resulting hybrid films were characterized through measurements of the Seebeck coefficient, electrical conductivity, and thermal conductivity. The findings show that the thermoelectric performance of the PVA/SiO2 hybrid films is greatly improved by TiO 2 nanoparticles are added to the rutile phase, with an optimal concentration (1%) of TiO 2 nanoparticles. This study provides insights into the potential applications of TiO 2 nanoparticles in enhancing the thermoelectric properties of hybrid materials and opens up avenues for further research in this area, and contributes to the growing body of knowledge on enhancing the thermoelectric properties of materials by incorporating TiO 2 nanoparticles into hybrid films synthesized by the sol-gel method.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص نستخدم نهج البداية للنظر في البنية الهيكلية، وهيكل النطاق الإلكتروني، والخصائص الكهروحرارية لثاني أكسيد التيتانيوم (TiO 2 في مرحلة الروتيل)، ثم نستخدم TiO 2 لخلق آثاره على أفلام البولي فينيل كحول/ثاني أكسيد السيليكون (PVA/SiO2) الهجينة المنتجة بالجيل المذاب. تضمن تركيب الأفلام الهجينة دمج 1 ٪ من جسيمات TiO 2 النانوية في مصفوفة PVA/SiO 2. تميزت الخصائص الحرارية الكهربائية للأغشية الهجينة الناتجة من خلال قياسات معامل سيبيك والتوصيل الكهربائي والتوصيل الحراري. تظهر النتائج أن الأداء الكهربائي الحراري للأفلام الهجينة PVA/SiO2 يتحسن بشكل كبير عن طريق إضافة جسيمات TiO 2 النانوية إلى مرحلة الروتيل، مع تركيز مثالي (1 ٪) من جسيمات TiO 2 النانوية. تقدم هذه الدراسة رؤى حول التطبيقات المحتملة للجسيمات النانوية TiO 2 في تعزيز الخصائص الكهروحرارية للمواد الهجينة وتفتح سبلًا لمزيد من البحث في هذا المجال، وتساهم في المجموعة المتنامية من المعرفة حول تعزيز الخصائص الكهروحرارية للمواد من خلال دمج الجسيمات النانوية TiO 2 في الأفلام الهجينة التي تم تصنيعها بواسطة طريقة sol - gel.

Translated Description (French)

Résumé Nous utilisons une approche ab initio pour examiner la structure, la structure des bandes électroniques et les propriétés thermoélectriques du dioxyde de titane (TiO 2 en phase rutile), puis nous utilisons TiO 2 pour créer ses effets sur les films hybrides alcool polyvinylique/dioxyde de silicium (PVA/SiO2) produits par sol-gel. La synthèse des films hybrides a impliqué l'incorporation de 1 % de nanoparticules de TiO 2 dans la matrice PVA/SiO 2. Les propriétés thermoélectriques des films hybrides résultants ont été caractérisées par des mesures du coefficient Seebeck, de la conductivité électrique et de la conductivité thermique. Les résultats montrent que les performances thermoélectriques des films hybrides PVA/SiO2 sont grandement améliorées par l'ajout de nanoparticules de TiO 2 à la phase rutile, avec une concentration optimale (1%) de nanoparticules de TiO 2. Cette étude fournit des informations sur les applications potentielles des nanoparticules de TiO 2 dans l'amélioration des propriétés thermoélectriques des matériaux hybrides et ouvre la voie à de nouvelles recherches dans ce domaine, et contribue au corpus croissant de connaissances sur l'amélioration des propriétés thermoélectriques des matériaux en incorporant des nanoparticules de TiO 2 dans des films hybrides synthétisés par la méthode sol-gel.

Translated Description (Spanish)

Resumen Utilizamos un enfoque ab initio para analizar la estructura estructural, la estructura de la banda electrónica y las propiedades termoeléctricas del dióxido de titanio (Tío 2 en fase rutilo), y luego usamos Tío 2 para crear sus efectos en películas híbridas de alcohol polivinílico/dióxido de silicio (PVA/SiO2) producidas por sol-gel. La síntesis de las películas híbridas implicó la incorporación de nanopartículas de Tío 2 al 1% en la matriz de PVA/SiO 2. Las propiedades termoeléctricas de las películas híbridas resultantes se caracterizaron mediante mediciones del coeficiente de Seebeck, la conductividad eléctrica y la conductividad térmica. Los hallazgos muestran que el rendimiento termoeléctrico de las películas híbridas de PVA/SiO2 se mejora en gran medida al añadir nanopartículas de Tío 2 a la fase de rutilo, con una concentración óptima (1%) de nanopartículas de Tío 2. Este estudio proporciona información sobre las posibles aplicaciones de las nanopartículas de Tío 2 para mejorar las propiedades termoeléctricas de los materiales híbridos y abre vías para futuras investigaciones en esta área, y contribuye al creciente cuerpo de conocimientos sobre la mejora de las propiedades termoeléctricas de los materiales mediante la incorporación de nanopartículas de Tío 2 en películas híbridas sintetizadas por el método sol-gel.

Files

latest.pdf.pdf

Files (783.4 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:001f969088e88b81933c4d59358e641f
783.4 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
دراسة التنبؤ بالخصائص الكهروحرارية لجسيمات TiO2 النانوية وتأثيرها على الأفلام الهجينة PVA/SiO 2 المركبة بطريقة sol - gel
Translated title (French)
Étude de prédiction des propriétés thermoélectriques des nanoparticules de TiO2 et de l'effet sur les films hybrides PVA/SiO 2 synthétisés par la méthode sol-gel
Translated title (Spanish)
Estudio de predicción de propiedades termoeléctricas de nanopartículas de Tío2 y efecto sobre películas híbridas de PVA/SiO2 sintetizadas por el método sol-gel

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4391609024
DOI
10.21203/rs.3.rs-3925067/v1

Is supplement to
https://openalex.org/W4206992276 (Other)
https://openalex.org/W3034973333 (Other)
https://openalex.org/W2748952813 (Other)
https://openalex.org/W2372751564 (Other)
https://openalex.org/W2356100954 (Other)
https://openalex.org/W2077149763 (Other)
https://openalex.org/W1973437438 (Other)
https://openalex.org/W1630839468 (Other)
https://openalex.org/W1623206146 (Other)
https://openalex.org/W1532706582 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Algeria

References

  • https://openalex.org/W1974940953
  • https://openalex.org/W1975506087
  • https://openalex.org/W1995696760
  • https://openalex.org/W2000516788
  • https://openalex.org/W2013468975
  • https://openalex.org/W2030138292
  • https://openalex.org/W2056418207
  • https://openalex.org/W2061659292
  • https://openalex.org/W2064766490
  • https://openalex.org/W2080494376
  • https://openalex.org/W2091633783
  • https://openalex.org/W2130471417
  • https://openalex.org/W2160893284
  • https://openalex.org/W2168180825
  • https://openalex.org/W2317541200
  • https://openalex.org/W2322384378
  • https://openalex.org/W2464876474
  • https://openalex.org/W2467534367
  • https://openalex.org/W2571034756
  • https://openalex.org/W2766482640
  • https://openalex.org/W2903319104
  • https://openalex.org/W3018180217
  • https://openalex.org/W3032680706
  • https://openalex.org/W3043600770
  • https://openalex.org/W3109873731
  • https://openalex.org/W3125656270
  • https://openalex.org/W3189496056
  • https://openalex.org/W3196437911
  • https://openalex.org/W3204785526
  • https://openalex.org/W4229499352
  • https://openalex.org/W4251744078
  • https://openalex.org/W4768995