This study presents an innovative and environmentally sustainable approach to enhancing the photocatalytic performance of nano-TiO₂ via surface modification with polyaniline (PANi) and phytic acid. Immersion of Nano-TiO₂ electrodes in a highly diluted PANi/phytic acid solution allowed -H₂PO₄ groups to form hydrogen bonds with the TiO₂ surface and simultaneously crosslink with aniline monomers, resulting in a conformal, conductive thin layer. This interfacial structure significantly improved electrode stability. Furthermore, electrostatic interactions between negatively charged TiO₂ and positively charged PANi facilitated efficient charge transfer, forming a robust conductive network around the TiO₂ particles. The PANi/phytic acid-modified Nano-TiO₂ exhibited enhanced photocatalytic activity and electrochemical durability, effectively addressing the limitations of conventional TiO₂, including poor charge separation and limited light utilization. This composite demonstrates strong potential as a scalable, low-cost platform for solar-driven hydrogen production, contributing to the advancement of sustainable and renewable energy technologies.

본 연구에서는 폴리아닐린(PANi)과 피트산(phytic acid)을 이용한 나노 TiO₂의 표면 개질을 통해 광촉매 성능을 향상시키는 새로운 친환경적 접근법을 제시한다. 나노 TiO₂ 전극을 희석된 PANi/피트산 용액에 침지함으로써, -H₂PO₄ 기는 TiO₂ 표면과 수소 결합을 형성하는 동시에 아닐린 단량체와 가교되어 균일한 전도성 박막을 형성하였다. 이 계면 구조는 전극의 안정성을 크게 향상시켰으며, 음전하를 띠는 TiO₂와 양전하를 띠는 PANi 간의 정전기적 상호작용은 효율적인 전하 전달을 촉진하여 견고한 전도성 네트워크를 구축하였다. 그 결과, PANi/피트산으로 개질된 나노 TiO₂는 향상된 광촉매 활성과 우수한 전기화학적 내구성을 나타내었으며, 이는 기존 TiO₂의 낮은 전하 분리 효율 및 제한적인 광 활용성을 효과적으로 극복하였다. 본 복합체는 태양광 기반 수소 생산을 위한 저비용 및 대규모 적용 가능 플랫폼으로서 높은 잠재력을 지니며, 지속가능한 재생에너지 기술 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

Keywords: photocatalyst, polyaniline, phytic acid, water splitting, hydrogen.