Nachhaltige hybride Nanokatalysatoren auf der Basis grundlegend neuer photoaktiver Komplexe mit häufig vorkommenden Metallen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Cui Wang
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Analytische Chemie ; Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 496811278

Photolumineszierende Übergangsmetallkomplexe erhalten aufgrund ihrer technologisch relevanten photophysikalischen und photochemischen Eigenschaften zunehmend Aufmerksamkeit. Insbesondere die aufkommenden Anforderungen an vielseitige Photokatalysatoren, Bioimaging, chemische Sensorik, klinische Behandlungen, Solarzellen und elektronische Geräte bedingen Fortschritte bei photoaktiven Übergangsmetallkomplexen. Bis vor kurzem stützten sich solche Komplexe meist auf teure und seltene Metalle wie Platin, Ruthenium, oder Iridium, sowie Lanthanide wie Europium oder Ytterbium. Der Wunsch nach nachhaltigerer Chemie motiviert Forschung an photoaktiven Komplexen, die aus häufig vorkommenden Metallen wie zum Beispiel Eisen, Chrom oder Molybdän aufgebaut sind. Lange Zeit konzentrierten sich nur vergleichsweise wenige Studien auf photolumineszierende Komplexe mit diesen Metallen, aber jetzt steigt das Interesse rapide an. Es müssen jedoch noch verschiedene grundlegende Herausforderungen gelöst werden, um Komplexe auf Basis häufig vorkommender Metalle für Anwendungen im täglichen Leben zugänglich zu machen.Parallel zu diesen wichtigen Entwicklungen motivierten Durchbrüche bei Nanomaterialien Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, photolumineszierende (Edelmetall-)Metallkomplexe in anorganische Nanostrukturen einzuführen. Diese neu aufkommenden hybriden Nanokatalysatoren weisen verbesserte photophysikalische Eigenschaften, vielversprechende Katalyse-Eigenschaften, und besondere Vielseitigkeit auf. Dieser spezifische Forschungsbereich konzentrierte sich jedoch bisher fast ausschließlich auf die Einarbeitung photoaktiver Komplexe aus Edelmetallen in Nanomaterialen, wohingegen kaum Versuche unternommen wurden, photoaktive Komplexe aus häufig vorkommenden Metallen einzusetzen. Um diese wichtige Forschungslücke zu schließen, schlägt die Antragstellerin vor, neuartige heterogene Nanokatalysatoren zu entwickeln, die photoaktive Komplexe mit häufig vorkommenden Metallen enthalten und verbesserte Photolumineszenzeigenschaften sowie im Vergleich zu homogenen Katalysatoren robustere katalytische Aktivitäten aufweisen. Die vorgeschlagene grundlegend neue Klasse hybrider Nanokatalysatoren könnte ein erhebliches Potenzial für vielseitige und nachhaltigere Anwendungen in den Bereichen Beleuchtung, Sensorik, Energieumwandlung und Katalyse zeigen.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Gastgeber: Professor Dr. Oliver S. Wenger