Molekulare Metallsiloxid-Verbindungen als Modelle für funktionale Einheiten oxidischer Gerüste und Oberflächen

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Limberg
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 439279302

Das Ziel dieses Projektes ist die Synthese und die Untersuchung von Molekülverbindungen, welche Struktureinheiten nachempfinden können, die auf den Oberflächen von besonders häufig vorkommenden und anwendungsrelevanten Oxiden auftreten; konkret stehen hier Aluminiumoxid/hydroxide, Eisenoxide und Aluminosilikate im Fokus, wobei im Falle letzterer ein besonderes Augenmerk auf metallmodifizierten Varianten liegt. Die zum Aufbau der Moleküle eingesetzten Siloxid-Liganden dienen zum Abfangen und zur Stabilisierung von Oxid/Hydroxid-Aggregaten und zur Simulierung von Silikat-Umgebungen. Die Untersuchung derartiger Verbindungen soll einerseits zu einem grundsätzlichen Verständnis des Verhaltens solcher Einheiten, beispielsweise im Kontakt mit Wasser, auf atomarer Ebene beitragen. Wasser ist bei der Synthese, Auflösung und Anwendung der genannten Materialien allgegenwärtig und die Aufklärung der entsprechenden Mechanismen daher von grundlegender Bedeutung. Zum anderen sollen funktionale Einheiten, die in Silikat-Materialien (insbesondere metallmodifizierten Zeolithen) interessante Reaktivitäten zeigen, für chemische Untersuchungen und Anwendungen in Lösung zugänglich gemacht und genutzt werden. Nach der Entwicklung entsprechender oberflächeninspirierter Moleküle soll deren Potential zur Aktivierung von Sauerstoff bzw. von O-Atom-Transferreagenzien getestet werden, um schließlich die Oxyfunktionalisierung von Kohlenwasserstoffen zu erreichen, d.h. ein weiteres Ziel besteht in der Entwicklung neuartiger, funktionaler Moleküle. Im Falle Zeolith-ähnlicher Reaktivitäten kann die Anwendung molekülchemischer Methoden auch neuartige mechanistische Informationen liefern, die die Aufklärung der Reaktivitäten der Festkörpermaterialien voranbringen.Entsprechend der Auswahl an Materialien, die als Vorbilder für die Molekülsynthese gewählt wurden, wird es im Projekt um Aluminium-, Kupfer-, Nickel- und Eisen-Siloxide gehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen