New type of photoactive materials based on TiO2 modified by anthraquinone derivatives

Anthraquinone derivatives chemisorbed at nanocrystalline TiO2 present a new type of photoactive hybrid materials. These systems consist of organic chromophores anchored to the semiconductor surface via oxygen atoms of hydroxyl or carbonyl group. The bond between the chromophore and the titanium atom at the semiconductor surface reveals strong covalent character which makes the material stable in wide spectrum of electric potential and in an acidic environment. In alkaline solutions hydrolysis can be observed. The electrodes made of a modified TiO2 generate photocurrents within 300-700 nm, compared, with 300-400 nm for unmodified TiO2. Such an efficient photosensitization is a result of mutual arrangement of energy levels of the molecule and energy bands of the semiconductor.

Zaadsorbowane na powierzchni nanokrystalicznego dwutlenku tytanu pochodne antrachinonu tworzą nowy rodzaj fotoaktywnych materiałów hybrydowych. Układy te są zbudowane z organicznych barwników zakotwiczonych na powierzchni półprzewodnika poprzez atomy tlenu grup hydroksylowych lub karbonylowych. Wiązanie pomiędzy barwnikiem a atomem tytanu na powierzchni półprzewodnika wykazuje silny charakter kowalencyjny, co czyni materiał stabilnym w szerokim zakresie potencjałów, a także w srodowisku kwasnym. W srodowisku zasadowym materiał ulega hydrolizie. Elektrody na bazie modyfikowanego TiO2 generuja fotoprady w zakresie 300-700 nm, podczas gdy elektrody z czystego TiO2 daja fotoprady w zakresie 300-400 nm. Tak wydajną fotosensybilizacją jest wynikiem wzajemnego położenie poziomów energetycznych cząsteczki oraz pasmami półprzewodnika.