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随着人们对绿色能源需求的日益增多以及可持续发展的需要，研发寻求新型清洁能源材料是应对这一难题的关键所在。热电材料是一种环境友好型功能材料，它可以实现热能与电能之间的直接相互转换，可广泛应用于温差发电、废热回收以及制冷技术等领域。与传统无机热电材料相比，有机聚合物基热电材料具有原材料丰富、易合成、易加工、质量轻、成本低以及极低的热导率等显著优势，近年来成为研究的热点。然而，与无机热电材料相比，现阶段对有机热电材料的研究仍处于起步阶段，急需开展大量深入和系统的研究。而且聚合物基热电材料的性能偏低，离实际应用尚存在很大差距。已有研究结果表明，降低材料的维数或将有机导电聚合物材料与高导电性的碳纳米粒子进行复合，是制备具有优异热电性能聚合物/碳纳米粒子复合材料的有效途径。 在此背景下，本论文采用聚吡咯(PPy)和单壁碳纳米管(SWCNT)为研究体系，设计并制备了具有一维(1D)电缆结构的PPy/SWCNT纳米复合材料、PPy纳米线以及有层状结构的PPy纳米线/SWCNT纳米复合材料，通过多种反应条件（如反应介质、氧化剂的种类及浓度、反应时间、SWCNT的含量等）的系列调控，得到形貌可控且热电性能较高的PPy纳米结构或PPy/SWCNT复合材料。主要研究内容和结果如下: 1)在十二烷基磺酸钠(SDS)的水溶液或水+乙醇体系中，以SWCNT为模板，采用原位化学氧化聚合和真空抽滤辅助的方式制备了大面积、柔性、可拉伸且热电性能较高的PPy/SWCNT电缆结构复合材料薄膜。通过反应物质的含量或滤膜的尺寸可以直接调控该薄膜的厚度及大小。与粉末状的纯PPy相比，该复合材料薄膜具有超高的柔性，不仅可以进行弯曲、扭转、缠绕等各种变形，而且其最小弯曲半径小于0.6mm。应力-应变测试表明，该复合材料薄膜还具有一定的可拉伸性。此外，反应介质和SWCNT的含量对复合材料的形貌和性能具有重要影响。乙醇在复合材料的形貌调控方面起到了至关重要的作用，使得PPy在SWCNT表面包覆地更加均匀致密，进一步增强了PPy与SWCNT之间的界面相互作用，所制备的复合材料薄膜具有更好的柔性、更强的力学性能以及更高的热电性能;随着SWCNT含量的增加，复合材料的电导率先增加，在SWCNT∶Py的质量比为60 wt％时达到最大值，之后开始下降，而Seebeck系数却基本不变，其最高功率因子可达19.7±0.8μW m-1 K-2。更值得注意的是，该复合材料的热电性能还具有一定的力学稳定性。 2)以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为表面活性剂，采用化学氧化聚合法可控构筑了不同纳米结构的PPy，开展了大量的实验工作，系统研究了氧化剂的类型和浓度、反应时间以及反应介质等因素对PPy的形貌和热电性能的影响，总结了反应条件、结构与性能之间的影响规律。相较于铁盐氧化剂(Fe2SO4或FeCl3)，只有选择过硫酸铵(APS)为氧化剂时，才能得到1D纳米结构的PPy纳米线，而且APS的浓度和反应时间会显著影响PPy纳米线的直径、卷曲程度以及聚合程度，进而影响其热电性能。较为舒展的、形貌规整且尺寸均匀的PPy纳米线具有较高的热电性能。此外，含醇体系下随着乙醇含量的增加，PPy的形貌由较直的纳米线逐渐变为卷曲程度高的纳米线、项链状结构以及无定形片状团聚体形貌，而且其电导率明显降低。 3)将1D-PPy纳米线分散在CTAB或十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液中，之后与分散在SDBS溶液中的SWCNT进行物理共混，最后通过真空抽滤的方式制备了热电性能高、自支撑、层状结构的C/S-或S/S-PPy纳米线/SWCNT纳米复合材料薄膜，研究了分散体系以及SWCNT的含量对复合材料的形貌和热电性能的影响。相比之下，S/S体系下PPy纳米线与SWCNT之间相互分散程度好，形成了更有效的导电网络，因而S/S-PPy纳米线/SWCNT纳米复合材料具有更高的热电性能。随着SWCNT含量的增加，复合材料的层状结构越明显，电导率持续增加，而Seebeck系数基本不变;当SWCNT∶PPy的质量比为60 wt％时，其最高功率因子达21.7±0.8μW m-1 K-2，是纯PPy纳米线功率因子的988倍。