Welches C/N-Verhältnis führt bei sehr hohen Drücken und Temperaturen zur Polymerisierung von kleinen Molekülen des Systems C-H-N-O?

• Antragstellerin: Dr. Nadine Schrodt
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 256141921

Chemische Reaktionen von kleinen Molekülen bei sehr hohen Drücken und Temperaturen sind von großem Interesse, da die Reaktionsprodukte besondere chemische, physikalische und mechanische Eigenschaften besitzen können. Beispiele hierfür sind die Polymerisation von Kohlenstoffdioxid, Stickstoff und Kohlenstoffmonoxid. Eine Literatursuche ergab, dass im System C-H-N-O viele kleine Moleküle zur Polymerisierung tendieren, dass aber Moleküle des H-N-O Systems nicht polymerisieren sondern ionische Verbindungen bilden. Im Rahmen des beantragten Projekts soll daher die Frage beantwortet werden, wie groß der Kohlenstoffanteil sein muss, damit es zu einer Polymerisierung und nicht zur Bildung von ionischen Verbindungen kommt. Um diese Frage zu beantworten sind Experimente bei sehr hohen Drücken (bis zu 1 Mbar) und hohen Temperaturen in Diamantstempelzellen geplant. Im Rahmen dieser Experimente wird versucht, unterschiedliche Edukte, die aus relativ kleinen Molekülen mit unterschiedlichem C/N-Verhältnis bestehen, zur Reaktion zu bringen. Die chemischen Reaktionen werden durch Druck, durch Druck und Laserbestrahlung sowie durch Druck und Laserheizen induziert. Teilziele des Projekts sind die Synthese neuer Verbindungen aus kleinen Molekülen mit unterschiedlichem C/N-Verhältnissen, die Charakterisierung der Edukte und Produkte sowie die Strukturanalyse der kristallinen oder nicht-kristallinen Produkte mittels Röntgenbeugung, Spektroskopie und Modelling.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen