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Bild: Fluor als Schlüsselement

Teilbereich B: Funktionelle Materialien auf der Basis bekannter Verbindungen

Teilbereichsleiter: Prof. Dr. Erhard Kemnitz


Überblick (.pdf)

Der Fokus im Teilbereich B liegt auf der Charakterisierug und Anwendung funktioneller anorganischer, sowie organischer Fluormaterialien. So sollen unter Anwendung eines neuartigen Sol-Gel-Verfahrens teils bisher noch nicht beschriebene Flouride und (Hydr)oxofluoride verschiedener Metalle der Haupt- und Nebengruppen dargestellt und hinsichtlich ihrer Eigenschaften als Fluorierungsmittel und Katalysatoren (Lewissäuren) für Isomerisierungs-, Alkylierungs- und Benzoylierungsreaktionen untersucht werden. Ähnliche Synthesekonzepte sollen zur Anwendung kommen, um nichtkorrosive Metallfluorid-Sole zu generieren, die schon bei Raumtemperatur ohne thermische Nachbehandlung zur grossflächigen Beschichtung von verschiedenen Oberflächen genutzt werden können. Derartige Oberflächen werden in der Optik, der Lasertechnologie und als Korrosionsschutz von immenser Bedeutung sein. Dieses Verfahren soll auf eine Reihe von Metallfluoriden angewendet werden, wobei auch eine theoretische Beschreibung der Metall-Fluor-, sowie der Metall-Metall-Wechselwirkung  im Festkörper und die Vorhersage von Kristallstrukturen eine grosse Herausforderung darstellt. In diesem Zusammenhang soll insbesondere auch die auffallende Nichtexistenz der einwertigen Gruppe-11-Fluoride außer AgF theoretisch erklärt werden. In einem weiteren Ansatz aus dem Bereich der homogenen Katalyse wird das Potential perfluoralkylierter Ankergruppen an verschiedenen Katalysatoren zu deren Verankerung an fluorierten Dendrimeren evaluiert werden. Derartige supramolekulare Wechselwirkungen fluorierter Moleküle sind seit langem bekannt, jedoch noch nicht systematisch untersucht worden. Im Fokus stehen hierbei zunächst ein quantitatives Verständnis dieser Interaktionen und eine Vereinfachung der Produktisolierung und Verbesserung des Katalysator-Recyclings.


Vernetzung des Teilbereichs innerhalb des Graduiertenkollegs (.pdf)

Die Arbeiten zur Synthese nanoskopischer Metallfluoride erfolgt in der Arbeitsgruppe Kemnitz in enger Zusammenarbeit mit der Gruppe Braun im Teilbereich C sowie Solvay Fluor Hannover. Die theoretischen Fragestellungen innerhalb des Teilbereichs werden in der Gruppe Paulus bearbeitet, wobei diese Arbeiten in direktem Zusammenhang zum Teilbereich A stehen. Auf dem Gebiet der homogen Katalyse unter Anwendung perfluormarkierter Katalysatoren in der Gruppe Haag gibt es weitere enge Bezüge zum Teilbereich C, in dem in Zusammenarbeit mit den Gruppen Lentz und Braun zahlreiche Katalysator-Trägersysteme untersucht werden.