Synthese von 2:1-Schichtsilicaten mit hohen Übergangsmetallgehalten und den sich davon ableitenden geordneten Wechsellagerungen

高过渡金属含量2:1层状硅酸盐及其衍生的有序交替层的合成

• 批准号: 33279415
• 负责人: Professor Dr. Josef Breu
• 金额: --
• 依托单位: Arbeitsgruppe Anorganische Chemie I
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2005-12-31 至 2011-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/33279415?language=en
• 关键词: Synthese; von; Schichtsilicaten; mit; hohen

Die Struktur der 2:1-Schichtsilicate ({Z0-1}Zwi.{[M¿2-3]Okt.[M4]Tet.O10(OH)2}) zeigt gegenüber isomorpher Substitution im Kationen- und im Anionengitter eine erstaunliche Robustheit. Sowohl in den Tetraederschichten (M = Si4+, Al3+, Fe3+, Co3+, ...) als auch in den Oktaederschichten (M¿ = Al3+, Mg2+, Li+, Fe2+/3+, Co2+/3+, Ni2+, Cu2+, Zn2+ ...) sind weitgehende Variationen möglich. Durch die Hydroxylgruppen im Anionengitter ist die thermische Stabilität unter Normaldruck bei natürlichen Schichtsilicaten auf ca. 350 °C beschränkt. Durch Substitution der Hydroxylgruppen durch F- oder O2- lassen sich jedoch Schichtsilicate sogar aus der Schmelze synthetisieren, wodurch dann systematische Variationen im Kationenuntergitter möglich sind, die weit über die Substitutionsgrenzen natürlicher Schichtsilicate hinausgehen. Die hohen Synthesetemperaturen sorgen zudem auch für eine statistische Verteilung der substitutierten Kationen statt der bei natürlichen Schichtsilicaten beobachteten Clusterung und in der Folge für eine sehr homogene Ladungsdichte der Silicatschichten. Obwohl auf der Basis der mit natürlichen Schichtsilicaten gemachten Erfahrungen ein weiter Bereich potentieller technischer Anwendungen und physiko-chemischer Eigenschaften zugänglich sein sollte (Katalyse, elektrische und lonenleitung, Nanokomposite, Sensoren, Photofunktionen, Glaskeramiken), ist bisher eine systematische Untersuchung dieser synthetischen Materialien nur in Ansätzen erfolgt. Die stark übergangsmetallhaltigen Zusammensetzungen erscheinen hier besonders interessant. So zeigt Fe-Täniolith eine elektrische Leitfähigkeit im Bereich von Halbleiter, und eine weitere Funktionalisierung durch Kationenaustausch ist problemlos möglich. Die Kernziele des Projektes sind die Erarbeitung geeigneter Präparationsmethoden zur Synthese von, auch gemischtvalenten, Schichtsilicaten, -germanaten, -gallaten und -ferraten, die Messung physikalisch-chemischer Eigenschaften (elektrische und lonenleitfähigkeit, Magnetismus) und die Untersuchung der reversiblen oxidativen Reduktion der Schichtladung (Mechanismus, materialwissenschaftliche Anwendungen).

2：1-硅酸盐（{Z 0 -1}Zwi. {[M好的。[M4]Tet.O10（OH）2}）在阳离子和阴离子中具有异构体取代。Sowohl in den Tetraederschichten（M = Si 4+，Al 3+，Fe 3+，Co 3+，.）也可用于其它金属（M = Al 3+，Mg 2+，Li+，Fe 2 +/3+，Co 2 +/3+，Ni 2+，Cu 2+，Zn 2 +.）这是一个很大的变化。阴离子工程剂中的羟基基团是在天然硅酸盐上正常印刷时的热稳定性。350 °C beschränkt.通过F-或O2-作用，羟基基团的取代从Schmelze合成的Schichtsilicate中分离出来，在阳离子交换中的系统变化更大，取代的天然Schichtsilicate更少。最高合成温度也可用于对天然硅酸盐矿物的替代阳离子状态进行统计验证，并在Folge中用于硅酸盐矿物的较均匀的Ladungsites。本文以天然硅酸盐材料为基础，对纳米复合材料的物理、化学特性和应用进行了系统的研究。这种坚硬的金属外壳非常有趣。因此，Fe-Täniolith在Halbleiter的Bereich中有一个电气Leitfähigkeit，而另一个功能通过Kationenaustausch实现，这是一个很大的问题。项目的核心是制备方法，以合成各种化合物、硅酸盐、锗酸盐、镓酸盐和铁酸盐，测量物理化学特性（电和离子强度，磁）和研究硅酸盐的可逆氧化还原（机理，材料科学分析）。