Organiczno-nieorganiczne materiały hybrydowe stanowią coraz większy odsetek wszystkich materiałów, ze względu na ich wielofunkcyjność i różnorodność oraz niskie koszty otrzymywania. U podstaw rozpatrywanych materiałów hybrydowych leży oddziaływanie materii organicznej z nieorganiczną, przy zachowaniu stabilności chemicznej. Przykładem takiego oddziaływania jest adsorpcja molekuły na powierzchni metalu lub półprzewodnika, w wyniku której, modyfikacji ulega struktura elektronowa obydwóch składników. Synteza materiałów wykorzystująca oddziaływania na granicy faz jest znacznie szybszą i prostszą metodą niż modyfikacja w objętości. Dodatkowo daje możliwość zmiany, w znacznie szerszym zakresie, parametrów takich jak: szerokość przerwy wzbronionej, położenie krawędzi pasm energetycznych oraz potencjały redukcji i utleniania. Ma to szczególnie istotne znaczenie w procesach fotochemicznych i fotofizycznych poprzez fotosensybilizację, kontrolowanie potencjałów redoks, zwiększenie aktywności, czy też selektywności procesów fotokatalitycznych. Niniejsza praca doktorska dotyczy materiałów hybrydowych, w których fazę nieorganiczną stanowi nanokrystaliczny TiO2, natomiast fazę organiczną cztery pochodne antrachinonu:
alizaryna, chinizaryna, antrarufina oraz chryzazyna. Molekuły poszczególnych barwników różnią się między sobą położeniem jednej z dwóch grup hydroksylowych. Celem pracy było udowodnienie przyjętej wcześniej tezy, głoszącej że geometria podstawników w czterech izomerach dihydroksyantrachinonu ma istotny wpływ na właściwości fotoelektrochemiczne materiałów hybrydowych, powstałych poprzez zakotwiczenie cząsteczek barwnika na powierzchni TiO2.
Organic-inorganic hybrid materials are more and more popular among all materials, due to their multifunctionality, diversity and low costs of synthesis. Mutual interaction between organic and inorganic phase, while maintaining chemical stability, is the core of hybrid materials. An example of such interaction is absorption of molecules on the surface of a metal or semiconductor, which leads to the modification of the electronic structure of both components. Synthesis using the interactions at the interphase is faster and simpler method than bulk modification. What is more, this method provides modulation in wider range such parameters as: width of the band-gap. the position of edges of the energy bands and redox potentials. This is particularly important for photochemical and photophysical processes by photosensitization, controlling of the redox potential and increase in activity or selectivity of photocatalytic processes. This dissertation concerns hybrid materials, in which inorganic phase is nanocrystalline TiO2 and organic phase four anthraquinone derivatives: alizarin, quinizarin, anthrarufin and chrysazin. Molecules of selected dyes differ in the position one of the two hydroxyl groups. The aim of the study was to prove the thesis, that geometry of substituents in four dihydroxyanthraquinone isomers has significant effect on the photoelectrochemical properties of hybrid materials, formed by attaching dye molecules on the surface of TiO2.
