Estudio de procesos fotoinducidos de transferencia de carga y energia en sistemas modelo compuestos por colorantes organicos y materiales nanoestructurados

Abstract

Las nanopartículas (NPs) con propiedades semiconductoras han despertado gran interés en la comunidad científica debido a sus múltiples y potenciales aplicaciones. Por tal motivo, en este trabajo de tesis se plateó como objetivo el diseño, síntesis y caracterización fotofísica y fotoquímica de NPs con propiedades semiconductoras en sistemas modelo (SM) compuestos por dichas NPs y colorantes orgánicos De este modo se diseñaron tres sistemas modelo: • SM-I conformados por NPs de TiO2 incorporadas en el interior de NPs de 2-metoxi- 5-(2-etil-hexiloxi)-P-fenilen vinileno (MEH-PPV/Ti02) como modelo de sistemas complejos compuestos por semiconductores orgánicos e inorgánicos. Dicho sistema fue caracterizado a partir de técnicas convencionales y de molécula individual. Esta última, acoplada a la espectroelectroquímica, permitió evaluar el efecto de cambio de nivel fermi en la partícula semiconductora inorgánica sobre el proceso de transferencia de electrones fotoinducido desde el colorante a TiO2 en sistemas heterogéneos • SM-II conformados por perileno/NPs de TiO2 producidas en micelas. Estas estructuras permitieron un mayor grado de control del tamaño y forma de las NPs Adicionalmente, los perilenos utilizados contienen en su estructura molecular grupos de anclaje que permitieron una buena unión con la superficie del óxido. De este modo se logró sensibilizar las NPs TiO2 en micelas con una serie de derivados de perileno. Se determinó que la unión de estos colorantes a la partícula se da a partir de ácidos carboxílicos producidos por hidrólisis de los grupos anhídridos y su subsecuente quimio-adsorción a la superficie del óxido. Los distintos sustituyentes de los perilenos permitieron estudiar el efecto de la estructura sobre el proceso de unión como así también dieron lugar a una variación sistemática de los potenciales redox de los perilenos lo que permitió el estudio comparativo de los procesos de fotosensibilización en dichos sistemas NP-colorante • SM-hl conformados por NPs de Poli(9,9-dioctilfluoreno-altbenzotiadiazol) (F8BT), fueron diseñados como modelos simples los cuales tienen no solo la capacidad de fotosensibilizar la producción de oxígeno singlete sino que también tienen la capacidad de adherir compuestos orgánicos en su superficie. Esto da lugar a un sistema novedoso para ser utilizado en la fotodegradación de contaminantes orgánicos acuosos.