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遥望湘江

铜虫 (小有名气)

[求助] 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?

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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回帖置顶 ( 共有2个 )

sadaharu

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
蒋青松: 金币+1, 鼓励交流 2012-10-25 07:41:43
蒋青松: FPI+1, 描述的很详细,值得楼主以及其他虫友学习。 2012-10-25 07:42:28
遥望湘江: 金币+3, ★★★很有帮助 2012-12-02 08:52:17
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。
呼呼啦啦睡大觉混混哈哈没大脑
2楼2012-10-25 00:21:27
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scope

金虫 (正式写手)

【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
chemlh: 金币+1, 欢迎积极交流 2012-12-02 08:42:51
chemlh: FPI+1, 感谢指导 FPI+1 期望为本版做更大的贡献 谢谢 2012-12-02 08:43:28
遥望湘江: 金币+5, ★★★很有帮助 2012-12-02 08:51:58
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
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普通回帖

chemlh

荣誉版主 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与,应助指数 +1
遥望湘江: 金币+2 2012-12-02 08:52:06
其实现在有一篇文献介绍 不止是COOH与TiO2成键,在TiO2与染料界面存在很多的成键方式,可惜这篇文章忘了在哪了,我这脑袋啊
没有伞的孩子,必须努力奔跑!Ibelieve,Ican.
3楼2012-10-25 07:54:44
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Uncle110

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
2楼: Originally posted by sadaharu at 2012-10-25 00:21:27
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 ...

楼主回复很好,但是目前都只测染料吸附量,有没有染料在TiO2表面吸附状态的研究啊?比如说是整个包被一层或几层的,还是比较独立的星星点缀的,我用染料吸附量与比表面积、孔隙率、孔体积算了一下。TiO2比表面积上吸附染料多达300个/nm2,好多呀,应该是好几层,还是染料只是与TiO点接触?
5楼2013-01-13 11:28:01
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wuyiwei

新虫 (初入文坛)

羧基能与纳米 T iO2
表面的羟基结合生成酯, 从而增强 TiO2 导带 3d 轨
道和染料 P*轨道电子的耦合, 电子云扩展到了
TiO2 表面, 使电子转移更为容易
6楼2014-03-27 16:03:06
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