Heptazinderivate zum Aufbau supramolekularer Strukturen und poröser Netzwerke

• Antragsteller: Professor Dr. Arne Thomas
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien ; Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 290138723

Ziel dieses Projekts ist die Synthese neuer Heptazin(C6N7)-basierter Materialien und deren Anwendung als metallfreie Photokatalysatoren. Heptazineinheiten sind Bestandteil der in den letzten Jahren intensiv erforschten polymeren Kohlenstoffnitride, welche als metallfreie Halbleiter in der photokatalytischen Wasserspaltung viel Beachtung gefunden haben. Diese polymeren Kohlenstoffnitride werden jedoch ausschließlich bei hohen Temperaturen hergestellt, so dass eine Kontrolle der Nanostruktur und Morphologie oder eine Modifikation der chemischen Struktur nur schwer möglich ist. Daher sollen in diesem Projekt zunächst definierte molekulare Heptazinderivate hergestellt werden, die dann kontrolliert in verschiedene Heptazin-basierte Materialien überführt werden können. Zum einen ist geplant Heptazinderivate zu synthetisieren, die über nichtkovalente Wechselwirkungen supramolekulare Strukturen aufbauen. Durch kontrolliertes Aufheizen sollen diese Heptazinaggregate in nanostrukturierte polymere Kohlenstoffnitride überführt werden. Zum anderen sollen Heptazinderivate als Monomere zum Aufbau von mikroporösen Polymernetzwerken (MPNs) oder kovalent organischen Gerüstmaterialien (COFs) mit hohen permanenten Oberflächen genutzt werden. Das hier vorgestellt Konzept ermöglicht daher die Synthese neuer metallfreier Photokatalysatoren, mit der Möglichkeit die chemische und elektronische Struktur, sowie die Oberfläche und Morphologie gezielt einzustellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen