Barwniki inspirowane naturą jako sensybilizatory dla fotokatalizatora ditlenku tytanu

• Autorzy: Gusiak N. B. , Kobasa I. M. , Kurek S. S.

Warianty tytułu

EN

Nature inspired dyes for the sensitization of titanium dioxide photocatalyst

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Przebadano trzy barwniki polimetinowe z grupami indolinowymi na końcu. Na podstawie danych elektrochemicznych i spektroskopowych wykazano, że energia ich LUMO jest wyższa od krawędzi pasma przewodnictwa anatazy (TiO₂), a zatem mogą one działać jako sensybilizatory. Wyniki testów fotokatalitycznych wskazały, że najbardziej aktywny jest barwnik bez podstawników w łańcuchu polimetinowym.

EN

Three polymethine dyes with indoline end groups were studied. Based on electrochemical and spectroscopic data it was shown that their LUMO energy is higher in energy than the conductance band edge of anatase TiO₂), and hence they may act as sensitisers. Photocatalytic test results showed that the most active is the dye without any substituents in the polymethine chain.

Słowa kluczowe

PL

barwniki polimetinowe; merocyjaniny; sensybilizatory TiO2; fotokataliza

EN

polymethine dyes; merocyanine; TiO2 sensitization; photocatalysis

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, ZW CHEMPRESS-SITPChem
• Czasopismo: Chemik
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 67, nr 12
• Strony: 1191--1198
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gusiak N. B.

• Wydział Chemii, Narodowy Uniwersytet Czerniowiecki im. Fedkowycza, Czerniowce, Ukraina

autor

Kobasa I. M.

• Wydział Chemii, Narodowy Uniwersytet Czerniowiecki im. Fedkowycza, Czerniowce, Ukraina

autor

Kurek S. S.

• Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej, Politechnika Krakowska, Kraków

Bibliografia

• 1. Mukohata Y., Ihara K., Tamura T., Sugiyama Y.: Halobacterial Rhodopsins. J. Biochem. 1999, 125,649-657.
• 2. Béjá O., Aravind L., Koonin E.V, Suzuki M.T., Hadd A., Nguyen L.R, Jovanovich S.B., Gates C.M., Feldman R.A., Spudich J.L., Spudich E.N., DeLong E.F.: Bacterial Rhodopsin: Evidence for a New Type of Phototrophy in the Sea. Science 2000, 289, 1902-1906.
• 3. Balashov S.R, Imasheva E.S., Boichenko VA., Antön J., Wang J.M., LanyiJ.K.: Xanthorhodopsin: A Proton Pump with a Light-Harvesting Carotenoid Antenna. Science 2005, 309,2061-2064.
• 4. Krauß N.: Mechanisms for photosystems I and II. Curr. Op. Chem. Biol. 2003, 7,540-550.
• 5. Labat F., Le Bahers T., Ciofini I., Adamo C.: First-Principles Modeling of Dye-Sensitized Solar Cells: Challenges and Perspectives. Acc. Chem. Res. 2012, 45,1268-1277.
• 6. Kavan L., Grätzel M., Gilbert S.E., Klemenz C., Scheel H.J.: Electrochemical and Photoelectrochemical Investigation of Single-Crystal Anatase. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 6716-6723.
• 7. Sakai N., Ebina Y., Takada K., Sasaki T.: Electronic Band Structure of Titania Semiconductor Nanosheets Revealed by Electrochemical and Photoelectrochemical Studies. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5851 -5858.
• 8. Scanlon D. O., Dunnill C. W., Buckeridge J., Shevlin S. A., Logsdail A. J., Woodley S. M., Catlow C. R. A., Powell M. J., Palgrave R. G., Parkin I. R, Watson G. W., Keal T. W., Sherwood R, Walsh A., Sokol A. A.: Band alignment of rutile and anatase TiOr Nature Mat. 2013, 12, 798-801.
• 9. Beranek R.: (Photo)electrochemical Methods for the Determination of the Band Edge Positions of Ti02-Based Nanomaterials. Adv. Phys. Chem. 2011, Article No. 786759.
• 10. Boschloo G., Hagfeldt A.: Characteristics of the lodide/Triiodide Redox Mediator in Dye-Sensitized Solar Cells. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1819-1826.
• 11. Snaith H.J.: Estimating the Maximum Attainable Efficiency in Dye-Sensitized Solar Cells. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 13-19.
• 12. Burschka J., Pellet N., Moon S.-J., Humphry-Baker R., Gao R, Nazeeruddin M.K., Grätzel M.: Sequential deposition as a route to high-performance pero-vskite-sensitized solar cells. Nature 2013, 499, 316-319.
• 13. Mishra A., Behera R.K., Behera RK., Mishra B.K., Behera G.B.: Cyanines during the 1990s: A Review. Chem. Rev. 2000, 100, 1973-2011.
• 14. Dugave C., Demange L.: Cis-Trans Isomerization of Organic Molecules and Biomolecules: Implications and Applications. Chem. Rev. 2003, 103, 2475-2532.
• 15. Chibisov A.K., Zakharova G.V, Görner H., Sogulyaev Yu.A., Mushkalo I.L., Tolmachev A.I.: Photorelaxation Processes in Covalently Linked Indocarbocy-anine and Thiacarbocyanine Dyes. J. Phys. Chem. 1995, 99, 886-893.
• 16. Gusiak N., Kobasa I., Kurek S.S.: Organic Dye Sensitisers for Solar Cells and Semiconductor Photocatalysts - A Method for Suitability Evaluation Explained. Czasop. Techn. Polit. Krak. Chemia 2011, 108/2-Ch, 59-73.
• 17. Gusiak N. B., Kobasa I. М., Kurek S. S.: Вплив природи поліметинового барвника на фотокаталітичні властивості гетероструктур на основі діоксиду титану в реакцп окиснення калій йодиду. Naukovyy Visnyk Cher- nivetskoho Universitetu, Khimiya, 2013,(658), 52-58.
• 18. Kulinich A.V., Derevyanko N., Ishchenko A.A.: Synthesis and spectral properties of cyanine dyes—Derivatives of 10,10-dimethyl-7,8,9,10-tetrahydro-6H-pyrido[l,2-a] indolium. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2008, 198, 119-125.
• 19. Trasatti S.: The Absolute Electrode Potential: An Explanatory Note. Pure Appl. Chem. 1986, 58, 955-966.
• 20. OhnoT., SarukawaK.,TokiedaK., MatsumuraM.: Morphology fo Ti02 Photocatalyst (Degussa, P-25) Consisting of Anatase and Rutile Crystalline Phases. J.Catal. 2001,203,82-86.