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Projekt
EPR Spektroskopie von paramagnetischen Zentren und Adsorptionskomplexen in porösen metalorganische Gerüstverbindungen: Entwicklung und Anwendung von dielektrischen Resonatoren und Mikroresonatoren für Experimente an kleinen Einkristallen
Antragsteller
Professor Dr. Andreas Pöppl
Fachliche Zuordnung
Analytische Chemie
Förderung
Förderung von 2012 bis 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 221210846
Poröse metalorganische Gerüstverbindungen (MOF) stellen eine relativ neue Materialklasse dar, welche ein breites Anwendungspotential in Adsorptionsprozessen, in der Stofftrennung, Katalyse und Sensorik besitzt. Viele der MOF Materialien enthalten paramagnetische Ionen, die wesentlich deren Eigenschaften und Funktionen mitbestimmen. Deshalb ist eine genaue Charakterisierung dieser paramagnetischen Zentren und ihrer Wechselwirkung mit Adsorbaten und potentiellen Reaktanden mittels der EPR-Spektroskopie von grundlegender Bedeutung für das Verständnis der adsorptiven und katalytischen Eigenschaften dieser porösen, kristallinen Materialien. Bisher sind EPR-Untersuchungen an MOFs weitgehend beschränkt auf Pulverproben, da Einkristalle in meisten Fällen nur in Submillimeter-Dimensionen vorliegen. Jedoch erfordert eine genaue Bestimmung der Struktur der gebildeten Adsorptionszentren häufig auch detaillierte Kenntnisse über die Orientierung der magnetischen Tensoren bezüglich des kristallographischen Achsensystems. Diese Informationen sind aber nur über EPR-Messungen an Einkristallen zugänglich. Wir werden EPR-Experimente mit Holfe dielektrischer Resonatoren mit hoher Permitivität (eps = 80) durchführen, welche in der ersten Förderperiode in unserem Teilprojekt entwickelt wurden. Diese ermöglichen eine Verbesserung der EPR-Empfindlichkeit um eine Größenordnung und erlauben somit Experimente an ausgewählten MOF Einkristallen im Submillimeter-Bereich zur Bestimmung der Orientierung der magnetischen Tensoren der gebildeten paramagnetischen Adsorptionskomplexe. Parallel zu diesen cw-EPR-Untersuchungen entwickeln wir auf der Basis von dielektrischen Resonatoren und von Mikroresonatoren Probenköpfe für Puls-EPR-Spektroskopie an kleinen MOF-Einkristallen. Dabei sollen insbesondere ESEEM-Experimente an paramagnetischen Adsorptionskomplexen in den MOF-Kristallen zur Bestimmung der Orientierung der Ligandenhyperfeinstrukturtensoren im Mittelpunkt der geplanten Untersuchungen stehen, das diese über die cw-Experimente hinausführende Informationen zur Struktur der Adsorptionskomplexe liefern können.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
