Forschung

Poröse Koordinationspolymere - Gasspeicherung, -trennung und Katalyse

Metal Organic Frameworks (MOFs) sind Koordinationspolymere, die u. a. aufgrund ihrer Porosität interessante Materialien hinsichtlich Adsorption, Stofftrennung, Katalyse sowie Protonenleitfähigkeit darstellen. Koordinationspolymere sind anorganisch-organische Hybridmaterialien und bestehen aus Metallionen bzw. Metallclustern als sekundäre Baueinheit (SBU), an die organische Liganden koordinativ gebunden sind. Speziell im Hinblick auf Adsorptionsanwendungen ist es wesentlich, die Porengröße dem zu adsorbierenden Gas anzupassen. Daher liegt der Schwerpunkt unserer Arbeitsgruppe auf der Synthese von Liganden mit einer Kombination von neutralen Triazol- und negativ geladenen Donorgruppen (z. B. Carboxylat, Phosponat, Sulfonat). Diese werden dann mit verschiedenen Metallsalzen zum Aufbau neuer Gerüststrukturen verwendet. Zur Charakterisierung werden vorrangig röntgenographische Methoden (Röntgenkristallstrukturanalyse, Röntgenpulverdiffraktometrie) und ebenso simultane Thermoanalyse verwendet. Dabei kommen in unserem Arbeitskreis z.B. folgende Linker zum Einsatz:

Ziel ist die zwei- oder dreidimensionale Verknüpfung der Liganden mit anorganischen Knotenpunkten zu Koordinationspolymeren, die im Inneren eine Porenstruktur aufweisen.  Diese sind dann in der Regel mit dem zur Synthese genutzten Lösungsmittel gefüllt. Zur Anwendung ist es notwendig, dieses zu entfernen. Dabei kann es oftmals zu einer Strukturänderung kommen (Abb. rechts). Sind die Hohlräume jedoch nach dem Entfernen des Solvens noch intakt (Abb. links), so erfolgen an den Proben weiterführende Untersuchungen zu Adsorptionseigenschaften und Aktivität in katalytischen Testreaktionen durch unsere Kooperationspartner (z.B. Institut für nichtklassische Chemie, Technische Chemie der Universität Leipzig).

letzte Änderung: 01.02.2018