Vierfach- versus sechsfach-Koordination in Phosphosilikaten: Synthesen, Strukturen und Auswirkungen auf die Materialeigenschaften

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Erica Brendler; Professor Dr. Edwin Kroke
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Analytische Chemie ; Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese ; Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320823820

Das beantragte Projekt befasst sich mit der Synthese, der strukturellen Charakterisierung und ausgewählten Eigenschaften von Phosphosilikaten, die neben SiO4- und PO4-Tetraedern okta-edrisch koordinierte Siliciumatome enthalten. Derartige Materialien waren bisher nur bei hohen Temperaturen oder hohen Drücken zugänglich. Eigene Voruntersuchungen eröffneten nun eine völlig neue Möglichkeit zur Bildung von Phosphosilikaten mit SiO6-Oktaedern. Die Besonderheiten liegen: -in einer wasserfreien Syntheseroute in organischen Lösungsmitteln -bei Raumtemperatur und Normaldruck. In dem beantragten Projekt soll einerseits die Abhängigkeit der SiO6-Bildung von den eingesetzten Reagenzien und Reaktionsbedingungen untersucht werden. Andererseits werden Phosphosilikate mit ausgewählten Strukturmotiven über neue Präkursoren gezielt hergestellt. Die i.d.R. oligomeren und polymeren Produkte sollen umfassend bezüglich Elementzusammensetzung, Aufbau und Abfolge einzelner Strukturmotive charakterisiert werden, wobei der NMR-Spektroskopie eine zentrale Rolle zukommt. Um möglichst realitätsnahe Strukturmodelle zu gewinnen sollen unter Einbeziehung einer theoretischen Arbeitsgruppe (P. Kroll, Arlington, Texas) quantenmechanische Rechnungen durchgeführt werden, deren Ergebnisse mit spektroskopischen und thermo-chemischen Messungen zu vergleichen und verifizieren sind. Zugleich werden Materialeigen-schaften ausgewählter Produkte geprüft. Im Zentrum des Interesses stehen die thermische und chemische Beständigkeit sowie optische Eigenschaften. Die gewonnenen Kenntnisse über Synthesen, Strukturen und deren Einflüsse auf die Produkteigenschaften liefern eine Basis für mögliche Anwendungen der betrachteten Phosphosilikat-Materialien.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen