Heterogeneous photosensitizers of singlet oxygen. Titanium dioxide surface engineering.

The aim of this work was a synthesis of TiO2-based materials, which would show a higher ability to generate singlet oxygen on its surface. For surface modification fluorides of various metals (Zr, Ti, Sb, K) were used.Our tests show that each of chosen modifier can be chemisorbed at the P25. The degree of binding of the modifier depends on the type and amount of used compound as well as the preparation method.After surface modification 12 stable materials were obtained. For all of them photocatalytic activity under UV-VIS light (λ > 320 nm) was checked. Azur B and para-chlorophenol were used in this experiment as model pollutants.For every material with modified surface decrease of ability for 4CP photocatalytic degradation was observed. On the other hand the increase of ability of dye degradation was noticed. All the measurements were compared with tests for unmodified P25. In further test the ability to azure B photodegradation in methanol was checked. This tests were done to define the role of the OH• in this process. Reaction rates were much lower than those for measurements without methanol, but reactions didn’t stop. This tests show the presence of ROS different from hydroxyl radicals, and possibility of 1O2 generation. Analyzed materials presents ability of photocatalytic degradation of AB which strictly depended on way in which they were chemisorbed on P25 surface.Celem pracy była synteza materiałów na bazie dwutlenku tytanu, które wykazywałyby zwiększone zdolności do generowania tlenu singletowego na ich powierzchni. Do modyfikacji powierzchni wykorzystano związki fluoru z metalami (Zr, Sb, Ti, K).Po przeprowadzeniu odpowiednich testów stwierdzono, że wszystkie wykorzystane modyfikatory wiążą się do powierzchni TiO2 w różnym stopniu, zależnym od rodzaju i ilości modyfikatora oraz sposobu przygotowania materiału.W wyniku modyfikacji otrzymano 12 stabilnych materiałów. Zbadano ich aktywność fotokatalityczną w zakresie naświetlania promieniowaniem UV-Vis (λ > 320 nm) w procesie degradacji azuru B, oraz para-chlorofenolu.Dla wszystkich materiałów o zmodyfikowanej powierzchni zaobserwowano zmniejszoną zdolność do fotokatalitycznej degradacji 4CP oraz zwiększoną zdolność do degradacji barwnika niż dla niemodyfikowanego P25. W celu rozstrzygnięcia, które z aktywnych form tlenu miały decydujący wpływ na przebieg procesów wykonano również naświetlania azuru B w obecności metanolu. Wystąpiło znaczne spowolnienie zachodzących procesów, jednak nie ustały one wskazuje to na obecność w układach innych aktywnych form tlenu niż •OH, w tym możliwie 1O2. Wykorzystanie do modyfikacji kompleksów heksafluorometalanów zwiększa zdolność do generowania rodników hydroksylowych, a zmniejsza pozostałych ROS, w porównaniu z modyfikacją KF.Wzrost aktywności analizowanych materiałów w procesach fotokatalitycznej degradacji AB przedstawiał się w takim samym szeregu zależności co stopień zablokowania powierzchni przez użyty modyfikator