Details

Autor(en) / Beteiligte

• Zimmer, Peter
• Bauer, Matthias[Akademischer Betreuer]
• Hohloch, Stephan Alexander[Akademischer Betreuer]
• Egold, Hans[Akademischer Betreuer]
• Kühne, Thomas[Akademischer Betreuer]

Titel

Eisenbasierte Photosensitizer für die Photokatalyse

Ort / Verlag

Paderborn

Erscheinungsjahr

2018

Verknüpfte Titel

Beschreibungen/Notizen

• Tag der Verteidigung: 28.09.2018
• ger: Die photokatalytische Protonenreduktion erlaubt es, mit katalytischen Systemen die Energie der Sonne zu nutzen, um nachhaltig Wasserstoff zu produzieren. Im Rahmen dieser Dissertation wurde untersucht, ob sich hierzu eisenbasierte Photosensitizer einsetzen lassen. Um ein vertieftes Verständnis über deren Photodynamik zu erhalten, wurden homo- und heteroleptische Komplexe mit variabler Anzahl starker -Donoren bzw. -Akzeptoren dargestellt. Eingehende physikochemische Untersuchungen unter anderem mit CV, UV-Vis-, Fluoreszenz- und Röntgenspektroskopie gewährten Einblicke in die strukturellen und elektronischen Eigenschaften im Grundzustand. Darauf aufbauend wurde die Photodynamik mit optischer TA-Spektroskopie unter Zuhilfenahme von spektro-elektrochemischen Messungen untersucht.Dabei konnten grundlegende Strategien zur Verlängerung der Lebenszeit von 3MLCT-Zuständen, die für die Photokatalyse relevant sind, systematisch verifiziert werden. Insgesamt war es damit möglich, für Photosensitizer essentielle Eigenschaften (Lebensdauer der angeregten Zustände, Redox- und Absorptionseigenschaften) zu verstehen und gezielt einzustellen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde darauf basierend der Weg geebnet für intramolekulare Elektronenübertragungen. Eingehende physiko- und photochemische Untersuchungen eines bimetallischen edelmetallfreien Modellsystems legten den Grundstein für einen direkten photoinduzierten Ladungstransfer mit großem Anwendungspotential in photokatalytischen Reaktionen.
• eng: The photocatalytic proton reduction allows to produce hydrogen sustainably by harvesting sunlight with catalytic devices. Within this doctoral thesis, the application of iron based photosensitizers in this reaction was investigated. In order to generate a deepened understanding of the photophysics, homo- and heteroleptic complexes were synthesized with systematic variation of the number of strong -donors and -acceptors, respectively. Thorough physicochemical investigations by means of CV, UV-Vis-, fluorescence- and X-ray spectroscopy gave insights into structural and geometric ground state properties. Based on this, the photodynamics was investigated by optical TA spectroscopy, which was supported by spectro-electrochemical measurements.As a result, two basic strategies for the elongation of the 3MLCT lifetime being relevant for photocatalysis and electron transfer, respectively, were verified systematically. In summary, properties being essential for photosensitizers (excited state lifetime, redox- and absorption properties) could be understood and tuned specifically. Within this thesis the way to intramolecular electron transfer was paved, too. Thorough physico- and photochemical investigation of bimetallic systems lay the foundation for a direct photo induced charge transfer having great potential in photocatalytic reactions.