Untersuchungen zur Darstellung und zu den Eigenschaften neuer organisch-anorganischer Hybridmaterialien des Bismuts

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Bismuthaltige Verbindungen sind aufgrund ihrer Applikationsmöglichkeiten in der organischen Synthese und in den Materialwissenschaften von großem Interesse. Die im Vergleich zu anderen Schwermetallen geringe Toxizität und Umweltschädlichkeit zeichnet Bismut und viele seiner Verbindungen besonders aus. Unser Forschungsprojekt beschäftigt sich mit verschiedenen Aspekten der anorganischen und metallorganischen Chemie des Bismuts. Im Mittelpunkt steht dabei die Herstellung von einfachen Organobismutverbindungen zur Entwicklung homogener Katalysatoren für die organische Synthese, von Bismutphosphonaten für die heterogene Katalyse, von Organobismutchalkogeniden als Vorstufe für halbleitende Materialien (z. B. Bi2Te3) und von heterometallischen Bismutsilanolaten als Vorstufen für oxidische Materialien (z. B. Bismuttitanat-Phasen). Zunächst werden Synthesestrategien für die verschiedenen Verbindungsklassen entwickelt und optimiert. Zur Charakterisierung der molekularen Substanzen stehen verschiedene Analytikmethoden wie z. B. NMR-, IR-, DTA-TG-Untersuchungen, Elektrospray-Massenspektrometrie und die Einkristallröntgenstrukturanalyse zur Verfügung. Die gewonnenen Kenntnisse über Struktur und Reaktivität der neuen Verbindungen sollen zur Auswahl geeigneter Systeme dienen, die sich z. B. als Vorstufen für den nicht-hydrolytischen Sol-Gel-Prozeß zur Synthese Bismuthaltiger Materialien eignen. Eine wesentliche Bedingung ist dabei die gute Löslichkeit der Vorläufermoleküle oder Cluster in organischen Solventien. Zur Analyse der hergestellten Festkörper stehen u. a. XRD-, TGA-, DSC-, UV-VIS-, EDX-Messungen sowie Oberflächenbestimmungsmethoden (BET) und Messungen der elektrischen Leitfähigkeit zur Verfügung.