Extension of the TiO2 absorbance spectrum into the infrared: synthesis and characterization of the surface complex 1,2 dihydroxy 9,10 dihydroxyantracene

DI IORIO Y.; MENDIVE C.; BREDOW T.; GRELA M.A.

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2009

La complejación de dióxido de titanio con ligandos de tipo catecol, da lugar a nuevos compuestos que permiten extender el espectro de acción del semiconductor más allá de la región UV. En esta comunicación se reporta la síntesis y caracterización de un nuevo complejo de TiO2 a partir de la reducción de moléculas de alizarina fuertemente acopladas al semiconductor, A@TiO2.Se demuestra que la irradiación anaeróbica UV de A@TiO2 en presencia de un donor de  electrones da lugar a la reducción cuantitativa de la quinona a través de los electrones de la banda de conducción. El complejo reducido permite extender el espectro de acción del dióxido de titanio hacia la región del infrarrojo (Figura 1) con dos bandas anchas centradas a 480 y 650 nm, cuyos coeficientes de extinción fueron determinados experimentalmente: ελ = 7000 y 4500 M-1 cm-1, respectivamente.La posición de las bandas puede ser adecuadamente predicha mediante cálculos basados en la teoría del funcional densidad (TDDFT) bajo la aproximación B3LYP y una base 6-31+G(*), usando un modelo molecular en el cual el ligando esta unido a un solo átomo de Ti (como se  muestra en el esquema I). La estrategia de cálculo es consistente con información experimental y teórica previa realizada sobre el complejo molecular entre el catecol y el Ti (IV) o una nanopartícula de TiO2 y revela que el orbital que participa en la transición esta fundamentalmente localizado en la molécula orgánica, con una pequeña proporción extendida al átomo de titanio enlazado al ligando.El estudio se completa con cálculos químico-cuánticos utilizando el método semiempírico MSINDO basado en la teoría Hartree-Fock que emplea el modelo del Clúster Cíclico (Cyclic Cluster Model –CCM) para evaluar las energías de adsorción y niveles electrónicos de los ligandos en presencia de moléculas de solvente (agua).