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求助：染料敏化太阳能电池中，羧基是通过怎样的方式吸附在二氧化钛上的？
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求助：染料敏化太阳能电池中，羧基是通过怎样的方式吸附在二氧化钛上的？ 是发生化学反应还是物理吸附？ 是羧基里的羟基与二氧化钛表面的羟基形成酯键？ |
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sadaharu
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【答案】应助回帖
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一般情况下是化学吸附，羟基的羧基与二氧化钛表面的羟基形成酯键。同时电子也是通过酯键完成注入。当然这是对一般的以羧基作为锚连基的染料来说的。还有以磷酸基作为染料的体系，一般会比羧基的体系更牢固一些。无论是稳定性还是在酸性条件下。但是在碱性条件下两种基团都会非常迅速得发生脱附。 对于不同的半导体来说，由于等电点不一样，吸附能力也不同。例如二氧化钛等电点偏酸性，而二氧化锌偏碱性，则后者吸附染料的能力会更强一些。 如果是在量子点敏化电池中的话则有可能出现其他情况：含有巯基丙酸锚连基的QDSSC尽管也是利用形成酯键完成链接，但是电子并不是通过酯键完成注入的，而是通过量子点与二氧化钛的直接接触。 |
2楼2012-10-25 00:21:27
【答案】应助回帖
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
nofrunolif: 金币+1, 解释很详细，这个必须得奖励，欢迎常来本版 2012-12-01 19:02:04
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目前已经有大量的理论和实验用于分析染料在二氧化钛上的吸附方式。 可以肯定是染料多以化学键方式与二氧化钛表面的羟基作用而产生吸附。 以N719为例，主要有两个官能团起作用：一个是楼主提到的羧基-COOH，另一个是-COONBu4解离之后的产物-COO-。 它们通过不同的成键形式而与二氧化钛上的羟基结合。 想要具体了解，可以参考一下两篇文章： http://pubs.acs.org/doi/pdfplus/10.1021/nl071835b Influence of the Sensitizer Adsorption Mode on the Open-Circuit Potential of Dye-Sensitized Solar Cells http://pubs.acs.org/doi/pdfplus/10.1021/la100137u Further Understanding of the Adsorption Mechanism of N719 Sensitizer on Anatase TiO2 Films for DSSC Applications Using Vibrational Spectroscopy and Confocal Raman Imaging 如果不能下载的话，下次再传上全文吧。 |
4楼2012-12-01 18:03:54
chemlh
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