Übergangsmetallcarboxylate: Elektrochemische Synthese und deren Verwendung zur Darstellung von Nano- und Nanokompositpartikeln, metallischen Filmen und multiheterometallischen Koordinationsverbindungen

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Im Projekt sollen Metall-Formiate, -Carboxylate sowie Mono- und Di-Metalldicarboxylate und tricarboxylate von Kupfer und Silber elektrochemisch in einer leitsalzfreien Lösung unter Verwendung einer ungeteilten Elektrolyseapparatur mit einer Kupfer- bzw. Silberopferanode in Gegenwart der entsprechenden Carbonsäuren synthetisiert werden. Eine Optimierung der Reaktionsbedingungen sollte durch die Steuerung des Elektrodenpotentials, der Reaktionstemperatur und z. B. der Elektrolysekonzentration möglich sein. Ausgehend von obigen Komplexen sollen Nanopartikel und MgO-M- bzw. SiO2-M-Nanokompositpartikel (M = Cu, Ag) erzeugt werden. Die Verhinderung der Agglomeration der Kupfer- bzw. Silber-Partikel ist unter Verwendung poröser Materialien (Zeolithe, Dendrimere, Polyetherverbindungen, Polyamine) denkbar. Anwendungen der Nano- und Nanokompositpartikel in der heterogenen Katalyse (Kupfer: z. B. Olefinisomerisierung; Silber: Ethenepoxidierung) sind gegeben. Die Verwendung der Metallcarboxylate und -dicarboxylate als Precursoren im Spin-on-Verfahren zur Abscheidung von Metallfilmen auf unterschiedlichen Substraten (Glas, TiN-beschichtete oxidierte Siliciumwafer) soll untersucht werden. Erwartet wird die Bildung reiner Metallschichten unter Freisetzung von CO2 und flüchtigen organischen Verbindungen (R2). Weiter soll gezeigt werden, ob sich die weiter oben beschriebenen Monometalldicarboxylate und tricarboxylate als Ausgangsmaterialien zur erfolgreichen Synthese von multiheterometallischen Koordinationsverbindungen einsetzen lassen. Von solchen Molekülen wird ein neuartiges Eigenschaftsprofil erwartet. Die neu darzustellenden Koordinationsverbindungen sollen präparativ-chemisch, spektroskopisch (IR, 1H-, 13C-, 29Si-, 31P-NMR (diamagnetische Verbindungen)) und massenspektrometrisch (ESI-TOF) charakterisiert werden. Magnetische Messungen (paramagnetische Systeme) und Einkristallröntgenstrukturanalysen sollen durchgeführt werden genauso wie spektroelektrochemische Studien (UV-Vis, Cyclovoltammetrie, ESR). Zur Charakterisierung der Metallschichten sollen REM, EDX, XRD und Schichtwiderstandsmessungen herangezogen werden.