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Projekt
Lumineszierende gemischte Gerüstsilikate und Zirkonosilikate
Antragstellerin
Dr. Maria Wierzbicka-Wieczorek
Fachliche Zuordnung
Mineralogie, Petrologie und Geochemie
Förderung
Förderung von 2012 bis 2016
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 225986172
Die primären Ziele des Projekts sind die Synthese, die kristallographische und spektroskopische Charakterisierung von neuartigen mikroporösen Silikaten und Zirkonosilikaten mit gemischten Gerüststrukturen, die sowohl SiO4-Tetraeder als auch SEE3+O6-Oktaeder, und zusätzlich Zr4+O6-Oktaeder im Fall von Zirkonosilikaten enthalten. Derartige gemischte Gerüstsilikate und verwandte Verbindungen zeigen vielversprechende, sowohl zeolithische Eigenschaften (d.h. form-selektive Katalyse und Trennung, Adsorption und Ionenaustausch zur Immobilisierung von toxischen oder radioaktiven Kationen und Anionen) als auch nicht-zeolithische Eigenschaften wie Lumineszenz, Ionenleitfähigkeit und Magnetismus. Die gemischten Gerüstsilikate und Zirkonosilikate mit Ln3+ Kationen haben technologisch interessante und nützliche Eigenschaften; speziell ihre Lumineszenzeigenschaften besitzen eine große Bedeutung für ein breites Spektrum von photonischen Anwendungen. Daher ist eine umfassende physikalisch-chemische Charakterisierung von neuartigen mikroporösen gemischten Gerüstsilikaten und Zirkonosilikaten mit dreiwertigen Elementen der Seltenen Erden mit oktaedrischer Koordination oder größeren Koordinationszahlen sehr vielversprechend für die Entwicklung solcher moderner Materialien. Ein weiteres Teilziel ist die Verbesserung der Flux-Methodik zur Synthese von mikroporösen Silikaten.Die Synthesen der neuartigen mikroporösen Silikate und Zirkonosilikate werden sowohl mit der Flux- als auch der Hydrothermal-Technik durchgeführt. Die dreiwertigen SEE3+-Kationen (La3+¿Lu3+; Y3+, Sc3+) werden mit SiO2 oder ZrO2-SiO2 und ausgewählten Alkali- (K+, Rb+, Cs+) und Erdalkalimetallen (Sr2+, Ba2+) kombiniert. Die Kristallstrukturen der erfolgreich synthetisierten Verbindungen werden mittels Röntgenbeugungsmethoden (XRD) an Einkristallen oder Pulvern bestimmt. Strukturelle Veränderungen werden ebenfalls mithilfe von Röntgenbeugungsmethoden in einer Feuchtigkeitskammer bzw. einer Tief- und Hochtemperaturkammer des Röntgendiffraktometers untersucht. Lumineszenz-Spektroskopie und optische Absorptions-Spektroskopie werden eingesetzt, um die Emissionscharakteristik der einzelnen Ln3+-Zentren in verschiedenen Wirtsstrukturen (z.T. dotiert) und insbesondere die aus Kristallfeldeinflüssen resultierenden Bandenaufspaltungen zu erfassen. Weitere Charakterisierungen erfolgen durch chemisch-analytische und spektroskopische (IR, Raman) Methoden.Durch diese strategische Grundlagenforschung können neue Gerüstmaterialien mit technisch interessanten Eigenschaften entdeckt werden. Desweiteren sollen kristallchemische Prinzipien Aufschluss geben, wie diese Eigenschaften verbessert und/oder modifiziert werden können
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen
Internationaler Bezug
Frankreich, Österreich
