Estudios de sensibilización de dióxido de titanio con colorantes tipo antraquinonas

DELL'ARCIPRETE, MARIA LAURA; DI IORIO, YESICA; GRELA, MARIA ALEJANDRA

Olavarria, Buenos Aires

Congreso; XXV Congreso Argentino de Quimica; 2004

Asociacion Quimica Argentina

Los estudios básicos llevados a cabo sobre óxidos de semiconductores, tienen un notable interés aplicado, dado su uso en tecnologías relacionadas con la destoxificación de agua y/o aire, la síntesis orgánica, la construcción de celdas solares y la fabricación de dispositivos optoelectrónicos. Los semiconductores pueden inducir reacciones de transferencia electrónica ya sea por absorción directa de la radiación ó indirectamente a través de un sensibilizador, S. Este último aspecto es particularmente importante en el caso del dióxido de titanio ya que la excitación directa requiere longitudes de onda menores a la separación entre sus bandas, que constituyen menos del 5% del espectro solar, (l BG (TiO2) = 400 nm). El empleo de un colorante adecuado químicamente adsorbido sobre el óxido, permite trabajar en la región del visible. En este caso el sensibilizador absorbe un fotón y se produce una transferencia de carga hacia la banda de conducción:                                              S + hn                                S * (1)                                             S * + TiO2                           S.+ + e -CB (2) Dada la importancia de este proceso para la conversión de energía solar en electricidad, existen numerosos estudios referidos a la dinámica de los pasos 2 y -2 para una variedad de especies S, (complejos de RuII-polibipridilo, ftalocianinas, merocianinas, ó antraquinonas). Comparativamente, muy pocos estudios han explotado la capacidad reductora de los electrones de la banda de conducción y/o la capacidad oxidante de S.+para lograr la transformación de otros substratos A y D en solución (indicada por las reacciones (3) y (4)).                                      A+ e- CB                                        A.- (3)                                     S .+ + D                                        D.+ + S (4) Particularmente, a pesar de que las antraquinonas –el grupo más importante de las quinonas naturales– constituyen la base y fuente de una cantidad importante de colorantes por su disponibilidad y bajo costo, no existe en la literatura información referida a la utilización del potencial redox de las especies fotoinducidas (S.+ y eCB ). Los valores de k2 y k-2 determinados en el caso de la 1,2 dihidroxiquinona (alizarina), así como el rendimiento cuántico de la inyección de carga desde su estado singlete, indican que el proceso es en principio factible. En este trabajo se cuantifica la eficiencia de la alizarina, como sensibilizador de procesos 3 y 4 para distintas moléculas modelo seleccionadas de acuerdo a su potencial redox. moléculas modelo seleccionadas de acuerdo a su potencial redox.