Das Projekt "Pseudohalogenchemie in Ionischen Flüssigkeiten mit reaktiven Kationen und Anionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Rostock, Institut für Chemie, Abteilung Anorganische Chemie, Lehrstuhl für Anorganische und Elementorganische Chemie durchgeführt. Dieses Projekt beschäftigt sich mit dem Einsatz von Ionischen Flüssigkeiten, die reaktive Anionen bzw. Kation enthalten, um neue Pseudohalogenborate, -silikate und -phosphate zu synthetisieren. Als reaktive Anion werden entweder zersetzbare Ionen wie Carbonate ((CO2(OMe))-), Borates ((B(OMe)3A)-, (B(OMe)4)-; mit A = Pseudohalogen, z. B. CN, SCN, N3), Silikate ((Si(OMe)4A)-) und Phosphate ((OP(OMe)3A)-) oder die stark-nucleophilen (Pseudo)halogenide, welche auch ILs mit entsprechenden organischen Kationen bilden, eingesetzt. Das Ziel dieses Projektes ist es, neue (oft hoch labile) Pseudohalogen-Spezies wie z. B. (CO2A)-, (A...H...A)-, (B(OMe)3A)-, (B(OMe)2E1A)- (E1 = Halogen), (B(OMe)E2A)- (E2 = Chalkogen), (A-B-E3)- (E3 = Pnictogen) und Salze mit (SiF6-n(CN)n)2- und (PF6-n(CN)n)- mittels funktionalisierter ILs zu quenchen bzw. zu stabilisieren. Reaktive Kationen bzw. Anionen in den ILs bedeutet, dass die ILs sowohl Reaktionsmedium als auch Reaktant sind. Das Projekt lässt sich in fünf Teile gliedern, die miteinander verknüpft sind: (i) Synthese reiner Pseudohalogenid ILs ausgehend von ILs mit zersetzbaren Anionen. Die Darstellung der reinen Pseudohalogenid ILs, (Cat)+A- (A = e.g. CN, SCN, N3) ist bereits gut ausgearbeitet. Darüber hinaus soll besonderes Augenmerk auf die Isolierung bzw. Beobachtung der intermediären (CO2A)- Ionen gelegt werden.(ii) Reaktionen der reinen Pseudohalogenid ILs mit Nichtmetallen (z. B. P4, S8) und deren Oxide und Sulfide. Hier sollen Löslichkeiten der Ionen als auch die Bindungsaktivierungen durch die in den ILs vorhandenen nackten, hoch-nukleophilen Pseudohalogenidionen im Fokus stehen. (iii) Reaktionen der reinen Pseudohalogenid ILs mit reinen Pseudohalogensäuren (HA). Da diese ILs nackte Pseudohalogenidionen enthalten, sollte die Bildung von (A...H...A)- Ionen bei Zugabe reiner HA Säure beobachtet werden. Die Isolation von Salzen mit den (A...H...A)- Ionen wird angestrebt.(iv) Synthese von Pseudohalogenborat, -silikat und -phosphat-Spezies in Pseudohalogenid ILs und deren Reaktion mit persilylaten Verbindungen der Gruppen 15-17.(v) Synthese von Koordinationspolymeren unter Verwendung von Cyanido(fluorido)-phosphaten, -arsenaten und -silikaten durch Verwendung von ILs, die ein zersetzbares Kation enthalten wie z. B. (nPr3NH)+.
Das Projekt "Synthese von halogenierten Materialien mit neuen reaktiven halogenierenden ionischen Flüssigkeiten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität Berlin, Institut für Chemie und Biochemie, Aufgabenbereich Anorganische Chemie durchgeführt. Im Rahmen dieses Projektes sollen neue halogenreiche, reaktive ionische Flüssigkeiten dargestellt und charakterisiert werden und für die Synthese von neuen halogenierten Materialien eingesetzt werden. Die halogenierenden Reagenzien bestehen aus Polyhalogen-Anionen der allgemeinen Zusammensetzung (F(XF)n)- (mit X = Cl, Br, I und n = 1-4). Mit geeigneten Kationen stellen diese Interhalogen-Salze für sich bereits ionische Flüssigkeiten dar. Sie können aber auch gelöst in ionischen Flüssigkeiten verwendet werden. Aufgrund der hohen Löslichkeit von Gasen und der schwachen Wechselwirkungen mit gelösten Substanzen eignen sich ionische Flüssigkeiten besonders für die Synthese und den Einsatz der Polyhalogen-Monoanionen. Des Weiteren können ionische Flüssigkeiten bei Wahl geeigneter Kationen und Anionen auch sehr starken Oxidationsmitteln wie Cl2, ClF oder elementarem Fluor widerstehen. Die vorgeschlagenen Polyhalogen-Monoanionen sollen mit nackten Fluorid-Ionen und Interhalogen-Verbindungen XF in geeigneten ionischen Flüssigkeiten dargestellt werden. Ebenso soll deren Darstellung über die Reaktion von Polyhalogenid-Salzen ((Kat)+(X(X2)n)-, X = Cl, Br, I und n = 1-4) mit F2/N2-Gemischen untersucht werden. Diese Interhalogenid-Salze gelöst in ionischen Flüssigkeiten sollten sehr vielseitige Halogenierungsreagenzien darstellen. Sie sind sicherer und leichter zu handhaben als die gasförmigen starken Oxidationsmittel ClF oder F2. Aufgrund ihrer hohen Wärmekapazität sind sie besonders zur Kontrolle von üblicherweise sehr exothermen Halogenierungsreaktionen geeignet. In der Synthese neuer Materialien sollen diese reaktiven ionischen Flüssigkeiten vornehmlich eingesetzt werden in: i) 1,1- und 1,2- Additionen, ii) Halogenaustausch-Reaktionen und iii) CN-zu CF3-Transformationen. Insbesondere sollen effiziente Syntheserouten zu den als schwachkoordinierende Anionen sehr vielseitig einsetzbaren perhalogenierten closo-Borat- und closo-Carborat-Anionen wie (B12X12)2-, (CB11X12)- (X = F, Cl, Br, I) sowie zu den entsprechenden trifluormethylierten Derivaten entwickelt werden.
Das Projekt "Ionische Flüssigkeiten in der Synthese und Feinabstimmung von porösen Materialien: Wissensbasiertes Design von Eigenschaften durch einen kombinierten experimentellen und theoretischen Ansatz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie - Mulliken Center for theoretical Chemistry durchgeführt. Dieses Projekt soll als bilaterales Projekt zwischen PD Dr. Annegret Stark (Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung, Leipzig) und Prof. Dr. Barbara Kirchner (Universität Bonn) durchgeführt werden. Die Expertise einer experimentell und einer theoretisch arbeitenden Gruppe werden darin kombiniert. Forschungsfokus 1 (FF1) des Projekts behandelt die Untersuchung von ionischen Flüssigkeiten (IF) als Lösungsmittel und strukturdirigierende Agenzien in der Synthese von Zeolithen. Es ist das Ziel, die vorherrschenden und steuernden Wechselwirkungen auf molekularer Ebene zu verstehen, um zu einem Verständnis der Solvations- und Kristallisationsmechanismen, und somit den Hintergründen der hohen Selektivitäten der resultierenden Netzwerke, beizutragen. FF2 untersucht die Eigenschaften von IF in porösen Materialien. Das Ziel ist es, detailliertes Wissen über die Grenzflächenstruktur und Wechselwirkungen zwischen porösen anorganischen Materialien und IFs, welche zu Abweichungen von den Eigenschaften in der Bulk-Flüssigphase (Dichte, Schmelzpunkt etc.) führen, zu erlangen. Systematische Studien, die homologe Reihen von IFs einschließen, in welchen das Kation, das Anion oder die Substituenten des Kations variiert werden, werden durchgeführt. In FF 1 werden dabei unsere bisherigen Untersuchungen von AlPOs auf SAPOS, MaPOs und Aluminosilicate ausgeweitet, um die Grenzen der Ionothermalsynthese hinsichtlich der Präkursoren, der Wahl der IF sowie der resultierenden Netzwerke zu eruieren. In FF2 werden die Eigenschaften, Orientierung der IFs in porösen Materialien in Abhängigkeit der IF-Struktur (homologe Reihen), der Art des Trägermaterials (Porengröße, -geometrie, chemische Zusammensetzung) und der Beladung untersucht. Die folgenden Forschungsfragen sollen beantwortet werden. 1. Welche Strukturmerkmale der IF (Art des Kations, Kationsubstitutent, Art des Anions) beeinflussen das resultierende Netzwerk? Welche Wechselwirkungsmodi herrschen vor? 2. Kann die IF so strukturell konzipiert werden, dass neue Netzwerkstrukturen herstellbar sind? 3. Was ist die Rolle des Mineralisierers und kann er durch eine IF-Funktion ersetzt werden? 4. Kann die (Niedrigdruck-)Ionothermalsynthese in einen kontinuierlichen Prozess transferiert werden? 5. Was ist der Einfluss der Pore auf die physikalisch-chemischen Eigenschaften der IF? 6. Wie beeinflusst die Pore die Orientierung der IF? 7. Wie beeinflusst die IF-Zusammensetzung (d. h. Anion, Kation, Kationsubstituent) die Orientierung in der Pore, verglichen mit der Bulk-Flüssigphase? 8. Ist der Porenfüllungsmechanismus abhängig von der IF?
Das Projekt "Materialien aus reduzierbaren Oxiden: Wissensbasierte Entwicklung neuer Tieftemperatur-Synthesemethoden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, ECRC - Erlangen Catalysis Resource Center durchgeführt. Die Niedertemperatursynthese reduzibler oxidischer Nanomaterialien in ionischen Flüssigkeiten (ILs) verfügt über das Potential, neuartige Materialien mit maßgeschneiderten Eigenschaften zugänglich zu machen. Allerdings erfordert eine wissensbasierte Entwicklung komplexer Syntheseverfahren mit ILs ein detailliertes Verständnis der zugrunde liegenden Grenzflächenchemie, die die Nukleations- und Wachstumsprozesse bestimmt. Das Projekt zielt einerseits darauf ab, dieses Wissen über grundlegende grenzflächenwissenschaftliche Untersuchungen und In-situ-Spektroskopie bereitzustellen, und es andererseits unmittelbar für die gezielte Herstellung realer Nanomaterialien zu nutzen. Hierzu bringen die Arbeitsgruppen Wasserscheid und Libuda ihre komplementäre Expertise in den Bereichen Synthesechemie bzw. Grenzflächenspektroskopie mit IL-basierten Materialien ein. Zusätzlich profitiert das Projekt von einer Reihe von Kooperationen im SPP 1708.Ausgehend von den methodischen Entwicklungen in der ersten Förderperiode, zielt das Projekt auf die Synthese von reduzierbaren Oxiden ab, speziell von Kobaltoxid-Nanopartikeln. Kobaltoxid-basierten Materialien wird größtes Anwendungspotential im Bereich der Katalyse und Energietechnik zugeschrieben, wobei z. B. seltene Edelmetalle ersetzt werden können. Ein Ziel des Projektes besteht in der Herstellung von Nanostrukturen mit wohldefinierter Zusammensetzung, Form und Struktur, wobei wir von molekularen Precursoren und Imidazolium- bzw. Pyrrolidinium-basierten ILs ausgehen und diese mit ungewöhnlichen Oxidationsmitteln wie Ozon umsetzen. Über grundlegende Untersuchungen zur IL/Oxid-Grenzflächenchemie und In-situ-Spektroskopie bei der Synthese sollen die Wechselwirkungen von IL, Precursor und Ozon aufgeklärt, Reaktionsmechanismen und Intermediate identifiziert und kinetische Daten zu Partikelbildung gewonnen werden. Daneben sollen aber auch praktische Aspekte der Synthese wie das Löslichkeitsverhalten untersucht und optimiert werden. Über die Untersuchung von Strukturabhängigkeiten der IL/Oxid-Wechselwirkung sollen strukturdirigierende Mechanismen aufgeklärt und letztlich unter Ausnutzung der strukturellen Vielfalt von ILs (Variation von Anion, Kation, Substitution und Funktionalisierung) zu Modifikation der Synthese eingesetzt werden. Dabei stehen auch Verfahren zur Entfernung von Kontaminationen durch oxidative Überführung in flüchtige Produkte oder zur gezielten Dotierung im Zentrum des Interesses. Schließlich werden die mechanistischen, spektroskopischen und kinetischen Einblicke mit realen Materialeigenschaften korreliert, um so Faktoren zu identifizieren, die entscheidende Materialparameter wie Partikelform, Struktur, Größe und Zusammensetzung bestimmen. Auf diese Weise soll das Projekt dazu beitragen, das Potential der Niedertemperatursynthese oxidischer Nanomaterialien in ILs in bestmöglicher Weise zu nutzen.
Das Projekt "Synthese anorganischer Materialien in ionischen Flüssigkeiten: Aufklärung der Reaktionsmechanismen vom Komplex zum Kristall" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie - Mulliken Center for theoretical Chemistry durchgeführt. Unter Verwendung von ionischen Flüssigkeiten wurde in den vergangenen Jahren eine Vielfalt an neuartigen Synthesen von kristallinen und anorganischen Materialen entwickelt. Trotz vorteilhafter Eigenschaften und Synthese-Bedingungen gegenüber konventionellen Methoden mangelt es stark am mechanistischen Verständnis, besonders was die dirigierende Rolle der ionischen Flüssigkeiten angeht. Wir setzen uns hier zum Ziel, die Synthese von mehreren ungewöhnlichen Modifikationen des TiO2, nämlich der Bronze-Phase TiO2(B) und einem jüngst synthetisierten Titanoxyhydroxy-Fluorid, aufzuklären. Beide werden unter erstaunlich milden Bedingungen aus einer Mischung von einfachen ionischen Flüssigkeiten mit Wasser und TiCl4 erhalten. Unsere bisherigen Experimente zeigten bereits den prägenden Einfluss von ionischen Flüssigkeiten, welche Fluor-Atome im Anion enthalten, und von Mischungen zweier Kationen mit jeweils Seitenketten von unterschiedlicher Länge. Die wesentliche Aufgabenstellung unseres Projektes besteht nun darin, mechanistische Zusammenhänge zu klären, und zwar sowohl zwischen der molekularen Struktur der Reaktionslösung und der Bildung von Fluorohydroxotitan-Komplexen als auch der Bildung von Clustern. Darüber hinaus möchten wir die Entstehung von Primär- und Nanopartikeln verstehen. Unser Ansatz liegt in der Variation von ionischen Flüssigkeiten (z. B. Ersatz von (BF4)- durch (F)-) und in der Verwendung alternativer Ti-Verbindungen wie (NH4)(TiF6). Einerseits sollen in-situ-Methoden (Raman-Spektroskopie, Röntgenweit- und Kleinwinkelstreuung) dabei helfen, die relevanten Zwischenstufen auf molekularer Ebene und Nanometer-Skala zu identifizieren, andererseits stärkt die Berechnung der molekularen Bildungsmechanismen und des Wachstums von Clustern aus Komplexen das mechanistische Verständnis. Zu diesem Zweck werden neue Wechselwirkungspotentiale parametrisiert, aber auch solche Simulationen durchgeführt, die mit expliziter elektronischer Struktur-Berechnung arbeiten. Es werden dabei Computer-Experimente aufgesetzt, die dem Experiment nicht zugängliche Einsichten erlauben, zum Beispiel zum Einfluss von lokaler Polarität, spezifischen Wechselwirkungen oder gewissen Zwischenstufen.
Das Projekt "Niedertemperatur-Zugang zu Solvens-freien Chalkogenidometallat-Materialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Marburg, Fachgebiet Anorganische Chemie, Arbeitsgruppe Dehnen durchgeführt. Mit diesem Projekt streben wir die Optimierung und Entwicklung nachhaltiger Niedertemperatur-Zugänge zu kristallinen Chalkogenidometallaten über Ionothermalsynthesen und ein tieferes Verständnis der zugrundeliegenden Reaktionsprozesse an. Unsere Zielverbindungen und die entsprechenden Synthesestrategien sind: 1) Ternäre nanostrukturierte, kristalline Chalkogenidometallat-Materialien, die über ungewöhnliche Präkursor-Kombinationen synthetisiert werden, und 2) komplexe und Schwermetall-basierte Chalkogenidometallat-Materialien, die über die Verwendung von nicht-unschuldigen ionischen Flüssigkeiten als Reaktionsmedien erhalten werden. Die Zielverbindungen wurden auf Grundlage unserer bisherigen Erfahrungen und neuer Kooperationen, die in der vergangenen Förderperiode aufgebaut wurden, sorgfältig ausgewählt. Ihre Zusammensetzung lässt sich anhand der folgenden Formel generalisieren: (Cat)q((Mt,c,a,hx)TyEz(R)j)(An)p (Cat = Alkalimetall, (element-)organisches oder komplexes Kation; Mt = Übergangsmetall; Mc = Pentelmetall in einem komplexen Kation: Sb, Bi; Ma = Trielmetall in einem komplexen Anion: Ga, In; Mh = Schwermetall: Cd, In, Sn, Sb, Hg, Pb, Bi; T = Ge, Sn; E = S, Se, Te; R = organische Gruppe; An = (pseudo-)Halogenid oder komplexes Anion). Über die Variation der Zusammensetzung werden spezifische opto-elektronische und thermoelektrische Eigenschaften der Produkte adressiert, die unter Verwendung einer Vielzahl experimenteller und theoretischer Methoden von uns selbst oder in Kooperationen im Rahmen des SPP 1708 analysiert werden.
Das Projekt "Multifunktionale weiche Materialien basierend auf Borat-haltigen ionischen Flüssigkeiten und Lanthaniden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie durchgeführt. Ziel dieses gemeinsamen Projektes ist die Synthese neuartiger weicher Materialien durch eine Kombination eines ausgewählten Satzes Borat-haltiger ionische Flüssigkeiten (ILs) mit Lanthanid- und Ionen der Metalle der Gruppe 3. Dadurch soll im Projekt eine Kombination von Eigenschaften beider Komponenten, Boratanionen und Metallkationen, erreicht und in die Produkte implementiert werden. Insbesondere die Kombination unterschiedlicher Baueinheiten soll dafür verwendet werden, einstellbare Eigenschaften für Lumineszenz, ionischen Charakter, Hydrophobie und elektrochemische Stabilität im Sinne einer Multifunktionalität zu gewährleisten. Untersuchungen zur Lumineszenz und Hydrophobie wurden bereits in der ersten Förderperiode erfolgreich durchgeführt und über 50 neue Koordinationsverbindungen, -polymere und Metal-organic frameworks (MOFs), die sowohl Lanthanide als auch Bestandteile der ionischen Flüssigkeiten enthalten, konnten erfolgreich aus und mit den entsprechenden Spiro-borat- und Cyanoborat-ILs dargestellt und charakterisiert werden. Sie zeigen zum Teil bemerkenswerte Lumineszenzeigenschaften einschließlich starker Einflüsse der Borat-ILs. Basierend auf dem eindeutig positiven Einfluss von Reaktionen in und mit den entsprechenden ILs wurde ein erweiterter und geeignet angepasster Satz von Borat-ILs für die zweite Förderperiode entworfen. Damit soll der erfolgreiche duale Pfad aus Homogenisierung durch Löslichkeitsstudien von Metallen und Metallsalzen in ILs sowie Heterogenisierung durch Bildung fester, kristalliner Produkte weiterentwickelt werden. Ausgewählte Reaktionen werden dabei auch in Anwesenheit zusätzlicher Komponenten wie weiteren Linkern durchgeführt, um die Zugänglichkeit speziell von MOF-Gerüsten zu erhöhen. Die neuen Verbindungen werden dazu mit einer Vielzahl von Methoden auf ihre elektrochemischen Eigenschaften (elektrochemische Stabilität, CV, Leitfähigkeit sowie Polarisierbarkeit) sowie auf Materialeigenschaften (chemische Stabilität, thermische Eigenschaften, Viskosität und mögliche Porosität) untersucht und eingeordnet. Untersuchungen zu effizienter und einstellbarer Lumineszenz sowie den zugrundeliegenden Mechanismen werden konsequent vorangetrieben, insbesondere bezüglich effizienter Sensitizer und Chromatizitätskontrolle. Zusätzlich wird der Einfluss anderer chemischer Spezies auf die Produktlumineszenz untersucht, da eine solche Beeinflussung die Möglichkeit auf den Zugang zu neuen Sensoren und damit neuen weichen Materialien bietet. Somit soll auch das ursprüngliche Fernziel des ersten Antrags erreicht werden.
Das Projekt "Koordinationsfonds" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fachrichtung Chemie und Lebensmittelchemie, Professur für Anorganische Chemie 2 durchgeführt. Das Schwerpunktprogramm 1708 bündelt und koordiniert die Forschungsaktivitäten zur wissenschaftlichen und technologischen Entwicklung von Niedertemperatursynthesen anorganischer Materialien in Ionischen Flüssigkeiten (ILs). Das Schwerpunktprogramm hat drei Hauptziele: (A) Etablierung IL-basierter ressourceneffizienter Synthesen für bekannte Funktionsmaterialien. (B) Entdeckung neuer, möglicherweise unorthodoxer Materialien, die erst durch die besonderen, milden Synthesebedingungen in ILs zugänglich werden. (C) Verstehen der Prinzipien der Auflösung, Reaktion und Kristallisation von anorganischen Feststoffen in ILs. Das Koordinatorprojekt stellt die zentrale Plattform für Zusammenarbeit im SPP bereit. Dies umfasst die Organisation und Durchführung von Workshops und Arbeitstreffen, die Förderung von Nachwuchswissenschaftlern, die Betreuung von Mercator Fellows, Öffentlichkeitsarbeit und Gleichstellungsmaßnahmen.
| Origin | Count |
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| Bund | 8 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 8 |
| License | Count |
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| Webseite | 8 |
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| Boden | 3 |
| Lebewesen & Lebensräume | 3 |
| Luft | 3 |
| Mensch & Umwelt | 8 |
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