概述

4-叔丁基吡啶又名對(duì)叔丁基吡啶，英文名稱4-tert-butylpyridine，，簡(jiǎn)稱TBP，是一種分子式是C₉H₁₃N，分子量為135.21的化學(xué)品。常溫常壓下，該物質(zhì)表現(xiàn)為白色至米色固體粉末。

用途

因?yàn)槟軌蛱岣吖怆姵氐拈_(kāi)路電壓，所以4-叔丁基吡啶常常用作染料敏化太陽(yáng)能電池電源液的添加劑。例如文獻(xiàn)公開(kāi)了一種含低4-叔丁基吡啶量的小分子空穴傳輸材料，該傳輸材料無(wú)定形態(tài)好，便于旋涂，即使在低輔劑用量的情況下，也能夠很好的優(yōu)化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能[1]。

此外，在金屬催化領(lǐng)域，以4-叔丁基吡啶等吡啶化合物為配體，與釕鹽、碳載體可以制得吡啶類配體改性的釕基催化劑。通過(guò)引入特定的吡啶類配體，不僅可以幫助穩(wěn)定高價(jià)釕物種的價(jià)態(tài)，同時(shí)還可以減少金屬釕的摻入量，能夠有效提升釕基催化劑的活性與穩(wěn)定性，能有效催化乙炔氫氯化反應(yīng)[2]。

電化學(xué)研究

為了進(jìn)一步研究染料敏化太陽(yáng)能電池的性質(zhì)，研究人員采用強(qiáng)度調(diào)制光電流譜(IMPS)/強(qiáng)度調(diào)制光電壓譜(IMVS)技術(shù)，從電子傳輸和復(fù)合動(dòng)力學(xué)的角度，研究電池的液態(tài)電解質(zhì)中加入4-叔丁基吡啶后，電池光伏性能變化的電荷傳輸機(jī)理。研究結(jié)果表明：染料敏化太陽(yáng)能電池電解質(zhì)中加入4-叔丁基吡啶后，會(huì)發(fā)生TiO₂導(dǎo)帶邊負(fù)移，導(dǎo)致染料敏化太陽(yáng)能電池的開(kāi)路電壓明顯增大，同時(shí)光生電子注入動(dòng)力降低，多孔薄膜中光生電子濃度減少，電子傳輸時(shí)間Td延長(zhǎng)，短路電流密度有所下降。具體數(shù)據(jù)表明，4-叔丁基吡啶加入后，染料敏化太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率相比沒(méi)有4-叔丁基吡啶時(shí)增加了37%[3]。

應(yīng)用光譜電化學(xué)方法測(cè)定納米晶TiO₂電極在不同濃度的4-叔丁基吡啶電解液中的平帶電勢(shì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)4-叔丁基吡啶對(duì)納米晶TiO₂電極的能帶結(jié)構(gòu)具有顯著的影響。在不含和含有0.2或0.4 mol.L^-1TBP的0.2 mol.L^-1高氯酸四丁基銨/乙腈溶液中，TiO₂電極的平帶電勢(shì)依次為-2.25，-2.46和-2.60 V。當(dāng)加入Li⁺后，TiO₂電極的平帶電勢(shì)正移。在不含和含有0.2或0.4 mol.L^-14-叔丁基吡啶的0.2 mol.L^-1 LiClO₄/乙腈溶液中，TiO₂電極的平帶電勢(shì)依次為-1.12，-1.22和-1.30 V。用時(shí)間分辨電流方法測(cè)定陷阱態(tài)分布，在不含和含有0.2或0.4 mol.L^-14-叔丁基吡啶的0.2 mol.L^-1 高氯酸四丁基銨/乙腈溶液中，TiO₂電極的陷阱態(tài)密度依次為3.52×10¹⁶，3.18×10¹⁶和3.37×10¹⁶ cm^-2，陷阱態(tài)分布的最大值分別位于-1.99，-1.89和-1.85 V處。Li⁺的加入進(jìn)一步減少了陷阱態(tài)密度。在不含和含有0.2或0.4 mol.L^-14-叔丁基吡啶的0.2 mol.L^-1 LiClO₄/乙腈溶液中，TiO₂電極的陷阱態(tài)密度依次為8.39×10¹⁵，1.11×10¹⁶和9.22×10¹⁵cm^-2，陷阱態(tài)分布的最大值分別位于-0.72，-0.84和-0.95 V處。最后，研究了N3染料敏化的納米晶TiO₂電極在含有不同濃度4-叔丁基吡啶的電解質(zhì)溶液中的光電化學(xué)性質(zhì)。結(jié)果顯示，隨著4-叔丁基吡啶濃度的增加，Voc增大，使TiO₂電極的光電轉(zhuǎn)化效率增加[3]。

參考文獻(xiàn)

[1]陳瑜,薛松,王江,等.含咔唑基且低4-叔丁基吡啶用量的小分子空穴傳輸材料及其在鈣鈦礦電池的應(yīng)用:CN201610084462.5[P].CN105753769A.

[2]韓沖,何邦淇,李偉,等.吡啶類配體改性的釕基催化劑在乙炔氫氯化反應(yīng)中的應(yīng)用:CN202310645290.4[P].CN116655447A.

[3]奚小網(wǎng),胡林華,劉偉慶,等.基于4-叔丁基吡啶的染料敏化太陽(yáng)電池中電子傳輸研究[J].材料研究學(xué)報(bào), 2011, 25(6):5.DOI:10.1134/S1063774513040032.

[4]楊術(shù)明,王紀(jì)超,寇慧芝,等.4-叔丁基吡啶對(duì)納米晶TiO₂電極的能帶結(jié)構(gòu)及光電化學(xué)性質(zhì)的影響[J].電化學(xué), 2011, 17(2):8.DOI:CNKI:SUN:DHXX.0.2011-02-015.