"Snapshots" of intermediate states of the crystallization of dolomite, zinc phosphate and group 4 metal phosphonates

• Applicants: Privatdozentin Dr. Franziska Emmerling; Professorin Dr. Ute Kolb; Professor Dr. Wolfgang Tremel
• Subject Area: Solid State and Surface Chemistry, Material Synthesis
• Term: from 2009 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 140637697

Das Projekt kombiniert etablierte nasschemische Verfahren und einen neuartigen Ansatz zur zeitaufgelösten Untersuchung von Reaktionen, um Einblick in die Primärschritte der Strukturbildung von (i) Dolomit, (ii) Zinkphosphat und (iii) komplexen Phosphonaten in Lösung zu gewinnen. Die transienten Spezies in Lösung sollen durch Titrationen unter genauer Kontrolle der Konzentrationen, gefolgt von Quenchen und Ultrazentrifugation oder durch Abschrecken von Lösungs- oder Mikrowellenreaktionen erhalten werden. Für die Strukturuntersuchung der transienten Spezies sollen unterschiedliche in situ-Untersuchungsmethoden (Röntgenbeugung, SAXS, XAS, Lichtstreuung/stopped-flow, IR/Raman, NMR, ESI-MS) zum Einsatz kommen. Die Kristallisationsprozesse lassen sich online mittels Röntgenkleinwinkelstreuung und Diffraktometrie verfolgen. Über die Elektronenbeugung, sowohl bei Raumtemperatur und mittels Cryo-TEM, können verschiedene Stadien der Kristallisation, also Nucleationskeime, aber auch vakuumempfindliche Nanokristalle wie Hydrate im Elektronenmikroskop untersucht werden. Dazu werden sowohl Reflexintensitäten als auch die Gesamtstreufunktion (z. B. zur PDF-Auswertung) verwendet.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1415: Crystalline Non-Equilibrium Phases - Synthesis, Characterisation and In-situ Investigation of the Formation Mechanisms