Synthese und Charakterisierung neuartiger ternärer und quaternärer Übergangsmetallcarbodiimide
Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Hauptziel dieses Projekts war die Erforschung des Potenzials neuartiger ternärer und quaternärer Übergangsmetallcarbodiimide. Das [NCN]2- Dianion gilt als Pseudo- Chalcogenid oder sogar als zweiwertiges Nitrid, und die binären Mx(NCN)y-Phasen weisen in der Regel ähnliche Kristallstrukturen auf wie ihre Oxid- und Sulfid-Analoga. Aufgrund ihres endothermen Charakters stellt die Synthese von Übergangsmetallcarbodiimiden jedoch eine große synthetische Herausforderung dar. In diesem Projekt wurden die ersten Beispiele für nicht-binäre Übergangsmetall- Carbodiimide durch Festkörper-Metathese-Reaktionen entdeckt, wobei die intrinsische Energie der Reaktionspartner genutzt wurde, um einen exothermen Austausch der konstituierenden Ionen unter relativ milden Bedingungen zu fördern. Interessanterweise weisen die meisten ternären und quaternären Phasen, über die in diesem Projekt berichtet wurde, eine geschichtete Kristallstruktur mit einer hexagonalen dichten Packung von [NCN]2− in [NiAs]-abgeleiteten Strukturen mit Metallkationen in den oktaedrischen Löchern auf. Zusätzlich zu unseren strukturellen Studien wurden auch die physikochemischen Eigenschaften dieser neuartigen Phasen untersucht. Insbesondere haben wir die vielversprechenden magnetischen (MnCr2(NCN)4), nichtlinearen optischen (MnHf(NCN)3), photochemischen (Na2CoSn2(NCN)6), lumineszenten (EuZn(NCN)2) und elektrochemischen (Li2−xMn2+xSn2(NCN)6) Eigenschaften der in diesem Projekt synthetisierten neuen Phasen untersucht. Insgesamt zeigen die Ergebnisse des Projekts das Potenzial von nicht-binären Übergangsmetallcarbodiimiden für eine Reihe von energiebezogenen Anwendungen erwiesen, was zweifellos weitere Arbeiten in diese spannende neue Richtung anregen wird.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Synthetic Engineering in Na2MSn2(NCN)6 (M = Mn, Fe, Co, and Ni) Based on Electronic Structure Theory. Inorganic Chemistry, 61(45), 18221-18228.
Corkett, Alex J.; Chen, Zheng; Ertural, Christina; Slabon, Adam & Dronskowski, Richard
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Finding the ‘Goldilocks Zone’: cationic size and tilting of carbodiimide and cyanamide anions. Zeitschrift für Kristallographie - Crystalline Materials, 239(1-2), 17-25.
Medina-Jurado, Juan; Corkett, Alex J. & Dronskowski, Richard
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NiAs-derived cyanamide (carbodiimide) structures – a group-theoretical view. Zeitschrift für Kristallographie - Crystalline Materials, 0(0).
Pöttgen, Rainer; Corkett, Alex J. & Dronskowski, Richard
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On the path to kinetic solid-state chemistry: Activation energy-controlled stepwise synthesis and crystal structure of LiSc(NCN)2. Journal of Solid State Chemistry, 340, 124970.
Medina-Jurado, Juan; Grysla, Felix; Bourakhouadar, Hicham; Chen, Da; Corkett, Alex J. & Dronskowski, Richard
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Perovskite-Like Carbodiimides AB(NCN)3: Synthesis and Characterization of MnHf(NCN)3 and FeHf(NCN)3. Journal of the American Chemical Society, 146(38), 26071-26080.
Bourakhouadar, Hicham; Hempelmann, Jan; van Leusen, Jan; Drichel, Andreas; Bayarjargal, Lkhamsuren; Koldemir, Aylin; Reimann, Maximilian Kai; Pöttgen, Rainer; Slabon, Adam; Corkett, Alex J. & Dronskowski, Richard
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Synthesis, characterization and chemical bonding analysis of the quaternary cyanamides Li2MnHf2(NCN)6 and Li2MnZr2(NCN)6. Dalton Transactions, 53(48), 19272-19279.
Bourakhouadar, Hicham; Medina-Jurado, Juan; Müller, Peter C.; Corkett, Alex J. & Dronskowski, Richard
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The [NCN]2– Carbodiimide Complex Anion and Its Compounds–A “Divalent Nitride” Unit for Nitridocarbonates in Materials and Applications. Chemistry of Materials, 36(19), 9107-9125.
Corkett, Alex J.; Reckeweg, Olaf; Pöttgen, Rainer & Dronskowski, Richard
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Verfahren zum Herstellen von Metall-Carbodiimidien DE10 2024 112 474.1
Corkett, A. J.; Bourakhouadar H. & Dronskowski, R.
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The Missing Tb2O2NCN Compound: Synthesis, Characterization, and Luminescent Properties. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 651(5).
Medina‐Jurado, Juan; Bourakhouadar, Hicham; Corkett, Alex J.; Enseling, David; Jüstel, Thomas & Dronskowski, Richard
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The Mixed Transition-Metal Cyanamide MnCr2(NCN)4. Inorganic Chemistry, 64(6), 2886-2896.
Corkett, Alex J.; Okhrymenko, Marharyta; Roddatis, Vladimir; Lebedev, Oleg I.; Leusen, Jan van; Delina, Ruth Esther G.; Perez, Jeffrey Paulo H.; Benning, Liane G. & Dronskowski, Richard
