Details

Autor(en) / Beteiligte

• Söyler, Hatice
• Bauer, Matthias[Akademischer Betreuer]
• Henkel, Gerald

Titel

Syntheses of ruthenium complexes for studies on water oxidation and their immobilization approaches : = Synthese von Rutheniumkomplexen für die Wasseroxidation und ihre Immobilisierungsansätze

Ort / Verlag

Paderborn

Erscheinungsjahr

2018

Verknüpfte Titel

Beschreibungen/Notizen

• Tag der Verteidigung: 07.12.2018
• ger: In den letzten zwei Jahrzehnten hat die Herstellung und Entwicklung neuer MOF-Systeme auf Basis von Übergangsmetallen enorm zugenommen, was auf ihre exzellenten Eigenschaften zurückzuführen ist. Metallorganische Gerüstverbindungen (engl. metal organic frameworks, MOFs) bestehen aus anorganischen Knotenpunkten (engl. secondary buildung units, SBUs) und den organischen Bausteinen, den sogenannten Linkern, die als Verbindungselemente zwischen den Knotenpunkten fungieren. Sie zeichnen sich durch sehr hohe innere Oberflächen und eine enorme Porosität aus. Durch Variation der anorganischen Knotenpunkte und der Brückenliganden kann die Porengröße gezielt festgelegt und die Porenabstände anwendungsspezifisch optimiert werden. Aufgrund ihrer die Zeolithe übertreffenden Eigenschaften eignen sich MOFs sehr gut für den Einsatz im Bereich der Gasspeicherung, für Trennverfahren, Katalyse sowie in der Sensorik.Im Fokus dieser Doktorarbeit steht die Entwicklung neuer, auf Ruthenium basierender UiO-68 MOF Systeme. Insbesondere steht die Synthese von Komplexen mit langen Rückrat-Systemen, die Zugang zu großporigen MOF Systemen bieten sollen. Durch den Einbau aktiver Komplexe für die katalytische Wasseroxidation sollen stabile Systeme für zukünftige technische Anwendungen erhalten und die Auswirkungen der Linker-Größe sowohl auf die Geometrie des MOF-Gitters als auch auf die Porengröße und Porosität erforscht werden.Um detaillierte Informationen zu strukturellen und elektronischen Veränderungen (Oxidationsstufen) der katalytisch aktiven Spezies zu erhalten, sollen die elektrochemischen und optischen Eigenschaften detailliert erforscht werden. Die katalytische Aktivität soll anschließend durch Wasseroxidationsexperimente untersucht werden.
• eng: Within the last two decades, a lot of efforts were made concerning the production and development of new MOF systems based on transition metals due to their excellent properties. Metal-organic frameworks are built up from inorganic nodes (secondary building units, SBUs) and organic building blocks, called linkers, which act as connecting elements between the nodes. They are characterized by very high internal surface areas and by an enormous porosity. By varying the inorganic nodes and the bridging ligands, the pore size can be exactly defined and optimized for specific applications. Because of these properties that surpass those of the structural similar zeolites, MOFs are very well suited for gas storage, separation processes, catalysis and in the sensors.The main focus of this PhD thesis is the development of new UiO-68 MOF systems in which ruthenium complexes are implemented. By installing active complexes for the catalytic water oxidation, it should be able to obtain stable systems for future technological applications. The effects of linker size on both the geometry of the MOF lattice as well as the pore size will be explored.In order to get detailed information about structural and electronic changes (oxidation states) of the catalytically active species, the electrochemical and optical properties will be studied in detail. The catalytic activity will finally be investigated by water oxidation experiments.