Steigerung der Komplexität atmender metall-organischer Gerüstverbindungen durch die Nutzung intrinsisch flexibler organischer Baueinheiten

• Antragsteller: Dr. Helge Reinsch
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 362562990

Es sollen neue metall-organische Gerüstverbindungen (engl. metal-organic frameworks, MOFs) synthetisiert werden, die als organische Komponente intrinsisch flexible Moleküle enthalten und daraus resultierend reversible Strukturänderungen zeigen. Besonders geeignete Kandidaten als organische Bausteine sind dabei lineare Alkandicarbonsäuren verschiedener Länge und deren funktionalisierte Derivate, partiell aliphatische Dicarbonsäuren die als zentralen Baustein einen Benzolring enthalten sowie Ferrocendicarbonsäure. Die strukturelle Charakterisierung der erhaltenen Verbindungen wird dabei hauptsächlich mittels Röntgenpulverbeugung erfolgen. Es wird erwartet, dass neben neuen Verbindungen auch Analoga bereits bekannter MOFs erhalten werden, deren Eigenschaften dann einen Richtwert für den Einfluss der Flexibilität der organischen Komponente auf die Materialeigenschaften geben können. Die Flexibilität der erhaltenen Verbindungen in Abhängigkeit von externen Stimuli wie Druck, Temperatur oder eines chemischen Reizes wird ebenfalls mittels Röntgenpulverbeugung untersucht werden, und die erwarteten strukturellen Änderungen sollen dann in Beziehung zum Verhalten von verwandten Verbindungen gesetzt werden, die auf starren organischen Baueinheiten basieren. Dabei sind insbesondere auch druckabhängige Strukturänderungen von Interesse, die mittels Synchrotronstrahlung in einer Diamantstempelzelle untersucht werden sollen. Des Weiteren sollen die Übergänge zwischen verschiedenen Gerüstkonformationen der flexiblen MOFs während der Adsorption von Gastmolekülen aus Lösung in-situ mittels Synchrotronstrahlung untersucht und deren Kinetik analysiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Belgien, Frankreich
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Rob Ameloot, Ph.D.; Dr. Alexandra Lieb; Professor Dr. Guillaume Maurin