Charakterisierung des gate opening-Verhaltens strukturell flexibler Koordinationspolymere durch kombinierte Röntgen-Diffraktometrie- und Sorptionsstudien

• Antragsteller: Professor Dr. Roger Gläser; Professor Dr. Harald Krautscheid
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese ; Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 270107402

Eine spezielle Klasse von porösen Koordinationspolymeren (metal-organic frameworks, MOFs) zeigt ein von der Beladung mit Gastmolekülen abhängiges Porenöffnungs- (gate opening) Verhalten. Diese strukturell flexiblen Materialien reagieren durch Anpassung ihrer Kristallstruktur auf externe Stimuli wie die Änderung des Druckes bestimmter Gase und sind deshalb vielversprechende, schaltbare Materialien. Da bisher nur für sehr wenige Beispiele bekannt ist, wie sich die Strukturen ändern, soll im hier beantragten Projekt untersucht werden, welche strukturellen Änderungen im Detail auftreten, um die Ursachen und Konsequenzen des gate opening-Effekts zu erforschen. Dazu sollen Strukturanalysen mit unter Adsorptionsbedingungen aufgenommenen Röntgen-Pulverdiffraktogrammen durchgeführt und diese in Kombination mit Adsorptions-/Desorptionsisothermen und Durchbruchskurven zur Untersuchung des Sorptionsverhaltens ausgewertet werden. Als zweiter Schwerpunkt soll der für in situ-Messungen entwickelte Probenträger für das Labor-Diffraktometer weiterentwickelt werden, um die experimentellen Möglichkeiten zur Untersuchung von strukturell flexiblen Materialien zu erweitern - unabhängig von Synchrotron-Messzeiten. Diese Vorhaben erfordern eine enge Zusammenarbeit und die gegenseitige Ergänzung in den jeweiligen Expertise-Bereichen der beiden Arbeitsgruppen, da in diesem Projekt die Teilbereiche Sorption und Strukturanalytik eng miteinander verknüpft sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Bulgarien
• Kooperationspartner: Professor Plamen K. Georgiev, Ph.D.