Zr-based metal-organic frameworks with tailored linkers: Immobilized liquids for sorption, extraction and ionic conduction

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Peter Behrens (†); Professorin Dr. Adelheid Godt; Professor Dr. Michael Wark
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 79828012

Ziel ist es, in den Poren von metallorganischen Gerüsten (MOFs) eine Flüssigkeits-ähnliche Phase zu erzeugen und für den Transport von Molekülen und Ionen zu nutzen. Zugrunde liegt die Vorstellung, dass die Seitenketten der organischen Bausteine (Linker) die Hohlräume ausfüllen und dort einen Nanotropfen einer Phase bilden, die bezüglich ihrer Ordnung an eine Flüssigkeit erinnert, mit dem wesentlichen Unterschied, dass Translation durch Verankerung an den Linkern unterbunden ist, weshalb wir von immobilisierten Flüssigkeiten sprechen. Die Immobilisierung verhindert ein Ausbluten der Flüssigkeit sowie Mikrophasenseparation. Die regelmäßige Anordnung der Poren bietet energetisch homogene Pfade für die zu transportierende Spezies, die Steifigkeit des Gerüstes schränkt Quellen oder Schrumpfen der Flüssigkeit stark ein. Diese Eigenschaften sind für Sorption, Extraktion und Ionenleitung sehr bedeutsam - Prozesse, hinsichtlich derer wir diese MOFs untersuchen wollen. Im Fokus werden Zr-MOFs des UiO- und PIZOF-Typs stehen. Die Seitenketten werden für die Anwendung maßgeschneidert: hydrophob, hydrophil, fluorophil für Sorption und Extraktion; Polyether für Li+-Leitung; Polyether mit protogenen Gruppen für Protonenleitung. Sie werden entweder vor der MOF-Synthese an den Linkern angebracht oder durch postsynthetische Modifikation der MOFs eingeführt.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1362: Poröse metallorganische Gerüstverbindungen