Metastabile kristalline Metallimidazolate: Entwicklung von gezielten Synthesen durch Kombination von experimentellen und theoretischen Untersuchungen der Bildungsmechanismen

• Antragsteller: Professor Dr. Klaus Huber; Professor Dr. Stefano Leoni; Dr. Michael Wiebcke
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 142194569

Aufgrund der in der ersten Förderperiode erzielten Ergebnisse und gemachten Erfahrungen sollen in den Folgearbeiten metastabile kristalline Zinkimidazolate („Zeolitic Imidazolate Frameworks", ZIFs) untersucht werden. Es sollen gezielte Synthesen von neuen metastabilen ZlFs mit 4,5-disubstituierten Imidazolat-Brückenliganden (Linkern) entwickelt werden. Ein neuartiger Aspekt soll dabei der Einsatz von einfachen monotopen Liganden (Modulatoren) sein, die über die Komplexgleichgewichte an den Zink-Kationen sowie Deprotonierungsgleichgewichte an den Imidazolderivaten Keimbildung (und Kristallwachstum) beeinflussen und damit eine Phasenselektion ermöglichen. Grundlage für die Syntheseentwicklung soll die Erarbeitung eines detaillierten mechanistischen Verständnisses der Bildungsprozesse auf molekularer und kolloidaler Ebene sein, basierend auf umfangreichen experimentellen zeitaufgelösten ex situ- und in situ-Untersuchungen der Reaktionen, Interpretation der aus Streuexperimenten gewonnenen zeitabhängigen Daten mit kinetischen Modellen sowie theoretischen Modellierungen der Keimbildungsprozesse unter Einbeziehung von Solvenz- und Modulator-Molekülen. Neue, potentiell existenzfähige ZIFs als mögliche Syntheseziele sollen durch theoretische Methoden unter Rückgriff auf topologische Datenbanken vorhergesagt werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1415: Kristalline Nichtgleichgewichtsphasen - Präparation, Charakterisierung und in situ-Untersuchung der Bildungsmechanismen
• Internationaler Bezug: Großbritannien