Prediction, synthesis and characterization of novel Imidazolate based metal organic frameworks

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Zeolithische Imidazolat-Gerüste (ZIF) sind strategische Verbindungen für eine breite Palette von Anwendungen. Im ersten Förderzeitraum haben wir eine Reihe von theoretischen Werkzeugen für die Aufzählung und Erweiterung der ZIF strukturellen Vielfalt aufgestellt. Im zweiten Förderzeitraum konzentrieren wir uns auf den Einfluss von Substituenten und Linkers auf ZIF-Gerüste mit maßgeschneiderten Eigenschaften und auf Faktoren, die die Bildung von einfachen, porösen Netzen anstatt von durchdringenden, nicht porösen Motiven beeinflussen. Neben Gesamtenergie Berechnungen werden auch Freie Energie-Berechnungen eingesetzt, um die Rolle von Lösungsmitteln (Solvatation) adäquat zu erfassen. In die Modellierung werden auch amorphe ZIFs einbezogen, um Aufschluss über deren Rolle als Zwischenstufe in der ZIF Bildung zu gewinnen und um Struktur-Lösungen zu unterstützen. Simulationen von CH4- und CO2-Adsorption/Segregation und H2-Adsorption/Speicherung werden durchgeführt. Darüber hinaus werden ZIFs dielektrische Eigenschaften angestrebt, mit technologischem / nano-elektronischem Anwendungspotential. Konsortium-spezifische Zink-, Cadmium-, Kobalt- und Kupfer-Imidazolat Amid-Imidat Gerüste (IPF) mit variabler Porengröße, koordinativ ungesättigten Metallzentren und Donor- Gruppen werden mit neuartigen synthetischen Protokollen (einschließlich ionischer Flüssigkeiten) synthetisiert. Die neuen IPF werden in Bezug auf Gas-Adsorption und Trennungseigenschaften charakterisiert, wobei der Schwerpunkt auf CH4- und CO2-Segregation liegt. Die katalytischen Untersuchungen konzentriert sich auf die Verwendung der neuen IFP Materialien für duale katalytische Zwecke, wie z. B. die Umwandlung von CO2 mit Epoxiden in zyklische Carbonate.