Kationen- und Anionenanordnung und Clusterbildung in dem System Lithium-Muskovit, Trilithionit und Polylithionit

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Michael Fechtelkord; Dr. Bernd Marler
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 405948055

Ziel des weiterführenden Projekts ist zunächst die Fertigstellung der Synthesereihen, gefolgt von der Standardcharakterisierung mittels Festkörper-NMR und XRD. Dies bedeutet, die verbleibenden Synthesen entlang der binären Linie Muskovit-Trilithionit zu beenden und ausgewählte Synthesen entlang der binären Linie Polylithionit-Trilithionit und Muskovit-Trilithionit mit erhöhtem Hydroxyl- und / oder Fluorgehalt in Abhängigkeit von den Ergebnissen der beiden früheren Hauptreihen durchzuführen.Das zweite Ziel ist die Durchführung anspruchsvoller NMR-Experimente mit dem neuen Bruker AVANCE NEO 400-Festkörper-NMR-Spektrometer, einschließlich eines neuen zusätzlichen 2,5-mm-FAST MAS-NMR-Probenkopfes, das voraussichtlich ab 07/20 betrieben werden kann, Synchrotron-Beugungsexperimenten und der Erfassung von hochaufgelösten Röntgenpulverbeugungsdaten mit Rietveld-Kristallstrukturverfeinerungen. Die NMR-Experimente umfassen hauptsächlich {19F} - und / oder {1H} -X-CPMAS-NMR- und -HETCOR-Spektroskopie (X = 29Si, 27Al, 7Li, 6Li), FAST 19F- und 1H-MAS-NMR mit Rotationsgeschwindigkeiten von bis zu 35 kHz sowie 27Al MQMAS- und DQ-SQ-NMR-Experimente. Die neue digitale NMR-Konsole ermöglicht eine Reihe neuer Experimente (Ramped-CPMAS, MQMAS mit Z-Filter, DQ-SQ-NMR usw.) und aufgrund der digitalen Filterung kann eine viel höhere Auflösung im Vergleich zum alten Spektrometer erzielt werden. Synchrotronbeugungsexperimente und die Erfassung von hochauflösenden Röntgenpulverbeugungsdaten (XRD) mit Rietveld-Kristallstrukturverfeinerungen geben Auskunft über die verschiedenen vorhandenen Polytypen (1M, 2M1, 2M2) und Stapelfehler in der Struktur. Das Vorhandensein der Polytypen 1M und 2M1, die aus den Signalen in den 19F-MAS-NMR- und FAST-MAS-NMR-Spektren abgeleitet wurden, muss durch XRD-Experimente verifiziert werden. Die Nachbarschaft von [6]Al und [4]Al muss mit {19F} - und {1H} -29Si-CPMAS-HETCOR- und 27Al-DQ-SQ-NMR-Spektroskopie untersucht werden. Darüber hinaus können DFT-Berechnungen mit dem WIEN2K-Code theoretische chemische Verschiebungswerte und elektrische Feldgradienten für die verschiedenen Polytypen liefern. Verglichen mit den experimentellen Werten liefert es wertvolle Informationen über die 19F- und 27Al-Umgebung.Zusätzlich geben die Ergebnisse der verschiedenen Untersuchungen einen Einblick in die Phasen- und Feldstabilität. Bisher gibt es nur sehr wenige Studien zur Stabilität von Glimmern, die sich in dem Sytem Muskovit - Trilithionit - Polylithionit befinden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen