Espectro vibracional de uma interface N719-Cromosforre/Titania da Simulação Empírica-Potencial de Dinâmica Molecular, solvated por um líquido iônico de temperatura ambiente

Resumo

Uma célula solar sensibilizada de tinta foi solizada por RTILs; usando potenciais empíricos otimizados, uma simulação de dinâmica molecular foi aplicada para calcular propriedades vibracionais. Os espectros vibracionais obtidos foram comparados com experimentos e dinâmicamolecular ab initio; vários espectros potenciais empíricos empíricos mostram como a parametrização parcial da carga do líquido iônico afeta a previsão de espectro spectra vibracional.

Resumo

A previsão precisa de simulação molecular de espectros vibracionais, e outras características estruturais, energéticas e espectrais, de superfícies fotoativas de óxido metálico em contato com corantes absorventes de luz é um desafio espinhoso e evasivo contínuo na química física. Com isso em mente, uma simulação de dinâmica molecular (DD) foi realizada usando potenciais empíricos otimizados para uma célula solar bem representativa e prototípica sensibilizada (DSC) solvated por uma temperatura ambiente amplamente estudada Líquido iônico (RTIL), o pretexto de um [bmim]⁺[NTf2]^- RTIL solvating um corante N719-sensibilante adsorbed em 101 anatase-tita. Ao fazê-lo, foram obtidos insights importantes sobre como o uso de um RTIL como o aceitador de buraco seletricamente modula as propriedades dinâmicas e vibracionais de um corante N719, estimando o espectro para a interface foto-ativa DSC através da transformação Fourier de funções de autocorrelação de velocidade ponderada em massa a partir de MD. Os espectros vibracionais adquiridos foram comparados com o espectro do experimento e aqueles amostrados a partir de dinâmica molecular ab initio (AIMD); em particular, vários espectros empíricos-potenciais gerados a partir de MD fornecem uma visão de como a parametrização de carga parcial do líquido iônico afeta a previsão de espectros vibracionais. De qualquer forma, a cuidadosa montagem dos modelos empíricos de campo de força tem se mostrado uma ferramenta eficaz no manuseio de propriedades vibracionais DSC, quando validada pela AIMD e um experimento.

Introdução

Em células solares sensibilizadas (DSCs), a lacuna de banda óptica de semicondutores é superada por um corante absorvedor de luz, ou sensibilização. Os DSCs exigem recarga contínua: portanto, um eletrólito redoxo é essencial para promover esse suprimento constante de carga (tipicamente na forma de um I^-/I^3-em um solvente orgânico). Isso facilita a passagem de buracos do corante sensibilizador para o eletrólito, com elétrons injetados com foto-animado no substrato de óxido de metal passando por um circuito externo, com eventual recombinação acontecendo no cátodo¹. Um aspecto crucial que sustenta a perspectiva positiva dos D....

Protocolo

1. Realizar simulação de MD usando DL_POLY

1. Construa a estrutura inicial dos sistemas DSC do N719-dye adsorbed para uma superfície anatase-titânia (101) solvatada por [bmim]+[NTf2]^- retirada do trabalho anterior^12,13. Desenhe a estrutura necessária usando o software VESTA.
2. Escolha o n719 cis-di(thiocyanato)-bis (2,2'-bipyridl-4-carboxylate-4'carboxílicoácido)-rutênio (II)-sensibilizando o tintura sem contraições e garanta a presença de dois prótons ligados à superfície para fornecer neutralidade de carga geral do sistema.
   NOTA: De fato, estudos em profundidade de De Angelis et ....

Resultados

Propriedades Estruturais de Motivos de Ligação
Motivos representativos de vinculação para os quatro diferentes conjuntos de carga parcial são retratados na Figura 2, após 15 ps de MD. Na Figura 2a, para as (acima descritas) cargas derivadas da literatura, pode-se ver que há uma proeminente interação de ligação de hidrogênio com um próton superficial. A partir de análises cuidadosas da trajetór.......

Discussão

Técnicas de simulação ab initio são caras de executar e, portanto, realizar simulação em escalas de tempo muito mais longas exigiria o uso de campos de força empíricos para pelo menos parte do sistema DSC. Para este fim, foi criado um modelo atomístico equivalente do [bmim]⁺[NTf2]^- interface solvated, usando um campo de força empírico e de simulação clássica para MD. O anatase foi modelado usando o campo de força Matsui-Akaogi (MA), enquanto a estrutura de corantes era manuseada usando parâmetros OP.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Esta foi uma simulação molecular, portanto, nenhum equipamento experimental foi usado.
O nome do software era DL-POLY (cuja versão 'Clássica' está disponível sob a Licença GnuPublic, via sourceforge)