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huhai725金虫 (正式写手)
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关于DSSC中，阳极材料的等电点的问题！
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看文献中提到，WO3的等电点pH=0.4~1，TiO2的等电点pH=5.9~6.0，ZnO的等电点pH=9,我之前只知道含有H+与OH-的有机分子有等电点的概念，这些无机材料的等电点是怎么回事呢？还有文献中提到The high isoelectric point ( ISP) of ZnO surface ( approximately pH = 9 ) is highly desirable for maximum dye loading ,等电点和染料的吸附量的关系是怎么判别出来的啊？ |
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sadaharu
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【答案】应助回帖
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蒋青松: FPI+1 2012-10-11 07:49:53
huhai725: 金币+15, ★★★★★最佳答案, 回答很明白详细，感谢！ 2012-10-12 15:22:07
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原理和蛋白质也是一样的：因为金属氧化物半导体的颗粒表面是在吸附了其他东西才平衡的。例如TiO2最表面的氧原子只跟一个Ti相连，为了保证电荷平衡，有时不得不再吸附一个氢离子变成-OH来维持表面的电荷平衡。对于ZnO和WO2同样适用。当这些粒子假设大小完全相同的时候，单位比表面积上的不饱和基团由于金属原子的价态不同，必然导致表面态的O不同。因此-OH的数量也就不同。这就导致了其平衡电荷为零的时候的pH是不同的——这也就是等电点不同的由来。 等电点高意味着什么呢？意味着只有在更高的pH环境下电荷才能达到平衡，换句话说，相对应的半导体粒子本身的碱性更强，不饱和O更多。而DSSC中的染料本身的锚连基团一般不是羧基就是磷酸基，就是和这些不饱和的O发生连接后酯键或磷酯键才完成了染料在半导体上的吸附。因此作者会有上述的结论。 PS：一些组为了增强染料吸附利用等离子体处理二氧化钛也是这个原因。是为了让二氧化钛表面有更多的不饱和氧生成。 |
2楼2012-10-11 01:58:38
