@phdthesis{Meyer2015,
  author    = {Meyer, Larissa Valerie},
  title     = {D{\"u}nne Filme, Detektoren sowie Co-Dotierungen und Mischbarkeiten auf Basis von lumineszierenden Erdalkali-/Selten-Erd-Imidazolat-Ger{\"u}stverbindungen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-121501},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {This thesis deals with the formation of thin films and luminescence based detectors as well as co-dopings and larger miscibilities in luminescent alkaline earth / rare earth imidazolate coordination polymers and MOFs (metal organic frameworks). The formation of luminescent thin films of the coordination polymers 3∞[Sr1-xEux(Im)2] (x = 0 - 1) and the MOFs 3∞[Tb(Im)3] and 3∞[Ce(Im)3ImH]·ImH on nanostructured alumina substrates (AAO-substrates) was enabled by a new in-situ coating method based on a solvent free melt synthesis. Various layer thicknesses as well as different degrees of coverage were achieved. For the in-situ deposition of 3∞[Sr0.95Eu0.05(Im)2] two different coating strategies for the AAO substrates were established. In addition to the melt approach an electride induced coating method was carried out. Extraordinary baryte rose analogue crystals were observed on the AAO surface for the electride induced coating method. The deposition of the MOFs 3∞[Tb(Im)3] and 3∞[Ce(Im)3ImH]·ImH also took place via CVD processes (chemical vapor deposition). Thin luminescent films of the framework 3∞[Eu(Im)2] on (0001)-sapphire sub-strates were created by a new femto-PLD-process (femto-pulsed-laser-deposition). The films displayed a switchable transparency depending on the wavelength of the incoming light. 3∞[Sr0.95Eu0.05(Im)2], 3∞[Tb(Im)3] and 3∞[Ce(Im)3ImH]·ImH were examined as potential sensors or detectors regarding eight solvents and four gases. The exposure of the networks to water lead to a complete loss of luminescence intensity. MeOH-exposure is followed by a batho-chromic shift of the chromaticity of 3∞[Sr0.95Eu0.05(Im)2] from turquoise to orange. Acetone, pyridine, toluene, hexane, acetonitrile and dichloromethane increase the luminescence in-tensity of 3∞[Sr0.95Eu0.05(Im)2] and 3∞[Tb(Im)3]. The luminescence intensity of 3∞[Ce(Im)3ImH]·ImH is increased by acetonitrile as well as dichloromethane, but decreased under the influence of the other investigated solvents. The interaction of O2 and CO2 lead to a decrease of luminescence intensity by a turn-off-effect with the compounds 3∞[Tb(Im)3] and 3∞[Ce(Im)3ImH]·ImH, whereas no influence on the luminescence intensity of 3∞[Sr0.95Eu0.05(Im)2] was observed during exposure to N2, Ar, O2 and CO2. New coordination polymers 3∞[La4(Im)12(ImH)5]∙xImH (x = 2 - 3) and 3∞[Gd(Im)3] were synthe-sized as missing parts in the field of rare earth imidazolates. Both networks and the known alkaline earth imidazolates 2∞[Ca(Im)2(ImH)2], 3∞[Sr(Im)2] and 3∞[Ba(Im)2] as well as the rare earth imidazolates 3∞[Y(Im)3], 3∞[Ln(Im)3ImH]·ImH (Ln = Ce, Pr, Nd, Sm), 3∞[Gd2(Im)6(ImH)1.5]·0.5 ImH and 3∞[Tb(Im)3] were used as host lattice for the intrinsic luminescence of the Ln-ions Ce3+, Sm3+, Eu2+, Tb3+, Dy3+ and Yb3+. In addition to co-doping, larger miscibilities and possible phase boundaries were investigated. The correlation be-tween structure and luminescence as well as the possibility of color tuning based on additive color mixing of the emission colors were explored with the obtained bulk materials. Furthermore, the solvent free approach was expanded to alkaline earth and lanthanide met-als and the bicyclic ligand 1H-benzimidazole. The monomeric complexes [M(BIm)2(BImH)4] (M = Ca, Sr, Eu) and the two dimensional coordination polymers ²[AE(BIm)2] (AE = Mg, Ba) and ²[Eu(BIm)2(BImH)2] were synthesized and fully characterized. In the case of the Ba con-taining network two polymorphic forms of the network were obtained.},
  subject      = {Metallorganisches Netzwerk},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Dannenbauer2015,
  author    = {Dannenbauer, Nicole},
  title     = {Koordinationspolymere und -verbindungen mit intrinsischer Lumineszenz auf Basis von Selten-Erd-Chloriden, Thiazol, Thiolaten und Amin-Co-Liganden},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-136218},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {In dieser Arbeit konnten 69 neue und neuartige Koordinationspolymere sowie Komplexe mit schwefelhaltigen Liganden auf Selten-Erd-Chlorid-Basis synthetisiert und strukturell charak-terisiert werden. Durch die Umsetzung der Chloride mit dem Liganden Thiazol konnten bei Raumtemperatur, abh{\"a}ngig vom Ionenradius und der eingesetzten Menge Thiazol, sowohl Koordinationspolymere wie 1∞[LnCl3(thz)6]·thz (Ln = La, Ce), dimere Komplexe [Ln2Cl6(thz)8]·3(thz) (Ln = La, Ce, Pr, Nd), [Pr2Cl6(thz)8] sowie monomere Komplexe [LnCl3(thz)4]2·thz (Ln = Sm , Eu , Tb, Ho) erhalten werden. Mittels temperaturabh{\"a}ngiger Pulverdiffraktometrie und in-situ Infra-rotspektroskopie sowie DTA/TG-Messungen konnte exemplarisch an 1∞[LaCl3(thz)6]·thz und [Pr2Cl6(thz)8] gezeigt werden, dass stufenweise thermisch bedingt Thiazolmolek{\"u}le aus den Strukturen abgegeben werden bis hin zur R{\"u}ckbildung des eingesetzten LnCl3. Unter der Vo-raussetzung, dass die fl{\"u}chtige Komponente Thiazol resorbiert wird, ist daher ein Kreispro-zess denkbar. Ferner konnten zus{\"a}tzlich wasserhaltige Phasen wie der vierkernige Cluster [Pr4Cl10(OH)2(thz)8(H2O)2] erhalten werden. Durch die Zugabe eines geeigneten Linkermolek{\"u}ls in das Reaktionssystem aus trivalenten Lanthanidchloriden und Thiazol konnten unter solvothermalen Bedingungen eine Vielzahl an Koordinationspolymeren und Komplexen erhalten werden. Als Linker oder als end-on Ligan-den eigneten sich sowohl eine Reihe an ditopischer Pyridylliganden 4,4'-Biypridin (bipy), 1,2-Di-(4-pyridyl)ethen (dpe), trans-1-(2-Pyridyl)-2-(4-pyridyl)ethylen (tppe), 1,2-Di-(4-pyridyl)ethan (dpa), sowie die Diazine Pyrazin (pyz) und Pyrimidin (pym) oder auch Azole wie 1,2,4-Triazol (tzH) und Pyrazol (pzH). Mittels Einkristallstrukturanalyse und pulverdiffrakto-metrischer Methoden konnten die dreidimensionalen Ger{\"u}stverbindungen 3∞[LnCl3(dpa)2]·thz (Ln = Ce - Sm, Gd - Lu), die Schichtstrukturen 2∞[Ln2Cl6(bipy)3(thz)2]·thz (Ln = La, Ce), 2∞[LnCl3(tzH)2(thz)]·thz (Ln = Pr, Sm - Gd) und die strangartigen Koordinationspolymere 1∞[LnCl3(bipy)(thz)2]·thz (Ln = Pr, Nd), 1∞[LnCl3(bipy)(thz)2]·thz (Ln = Sm, Eu - Er, Yb), 1∞[Ln2Cl6(dpe)2(thz)4]·dpe (Ln = Ce, Nd), 1∞[LnCl3(dpe)(thz)2]· 0.5 (dpe) 0.5 (thz) (Ln = Sm, Gd - Dy, Er, Yb), 1∞[HoCl3(dpe)(thz)2]·thz, 1∞[La2Cl6(dpa)(thz)6], 1∞[Pr2Cl6(pyz) (thz)6], 1∞[Ln2Cl6(tzH)4(thz)2] (Ln = Pr, Sm, Gd) sowie die Komplexe [LnCl3(tppe)2(thz)2] (Ln = Nd, Tb, Ho, Er), [Ln2Cl6(pyz)(thz)6]·2(thz) (Ln = Tb, Er), [Ln2Cl6(pym)2(thz)4] (Ln = Tb , Er), [LnCl3(pzH)3(thz)2] (Ln = Pr, Gd) charakterisiert werden.   Ferner konnten die erhaltenen Verbindungen weitestgehend auf ihre photolumineszenz-spektroskopischen sowie thermischen Eigenschaften hin untersucht werden. Außerdem konn-ten auch durch direkte Schwefelkoordination an die Ln3+-Zentren eindimensionale Koordina-tionspolymere 1∞[PrCl2(amt)(py)3] (amt- = 3-Amino-5-mercapto-1,2,4-triazolat), [HNEt3]1∞[LnCl2(amt)2] (Ln = Ho, Er) und Komplexe [LnCl2(Mbim)(py)3]·py (Ln = Y, Er; Mbim = 2-Mercaptobenzimdiazolat) generiert werden},
  subject      = {Lanthanoide},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Brede2016,
  author    = {Brede, Franziska Andrea},
  title     = {Synthesestrategien und Struktur-Eigenschafts-Beziehungen anorganisch-organischer Hybridmaterialien basierend auf 3d-{\"U}bergangsmetallchloriden und N-heterozyklischen Liganden},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-138146},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit umfasst die Synthese, die Untersuchung von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen und Eigenschaftsmodifikationen von Komplexen und Koordinationspolymeren basierend auf den 3d-{\"U}bergangsmetallchloriden von Mn, Fe, Co sowie Zn und N-heterozyklischen Liganden. Durch die Kombination von mechanochemische Umsetzungen, mikrowellenassistierten Synthesen, solvensassistierten, solvothermalen und solvensfreien Reaktionen zu verschiedenen Synthesestrategien wurden 23 neue Koordinationsverbindungen synthetisiert und charakterisiert. Ausgehend von den auf mechanochemischem Weg synthetisierten, monomeren Precursor-Komplexen [MCl2(TzH)4] (M = Mn und Fe) konnten die h{\"o}hervernetzten Koordinationspolymere 1∞[FeCl(TzH)2]Cl und 1∞[MCl2(TzH)] (M = Fe und Mn) durch thermische und mikrowelleninduzierte Konversionsreaktionen als phasenreine Bulkprodukte erhalten werden. Die sukzessive Abgabe organischer Liganden und die damit verbundene Umwandlung in die h{\"o}hervernetzten Spezies wurden dabei mittels temperaturabh{\"a}ngiger Pulverdiffraktometrie und simultanem DTA/TG-Verfahren analysiert. Durch gezielte Variation der L{\"o}sungsmittel beim Liquid-assisted grinding, der mechanochemischen Synthese unter Zugabe einer fl{\"u}ssigen Phase, konnten die beiden polymorphen Koordinationspolymere α-1∞[MnCl2(BtzH)2] und β-1∞[MnCl2(BtzH)2] erhalten werden, die im monoklinen bzw. orthorhombischen Kristallsystem kristallisieren. Solvensassistierte Umsetzungen von MnCl2 mit 1,2,4-1H-Triazol (TzH) unter Zugabe von Hilfsbasen resultierten unter anderem in der Bildung der dreidimensionalen Koordinationspolymere 3∞[MnCl(Tz)(TzH)] und 3∞{[Mn5Cl3(Tz)7(TzH)2]}2·NEt3HCl. Die Untersuchung von Struktur-Eigenschafts-Korrelationen erfolgte systematisch an ausgew{\"a}hlten Verbindungen hinsichtlich ihrer dielektrischen Eigenschaften. Dabei wurden die Einfl{\"u}sse intra- und intermolekularer Wechselwirkungen auf die strukturelle Rigidit{\"a}t und die daraus folgenden Polarisierbarkeitseigenschaften analysiert und miteinander verglichen. Die gemessenen dielektrischen Konstanten erstrecken sich von Werten im high-k-Bereich f{\"u}r monomere Komplexe bis hin zu den nahezu frequenzunabh{\"a}ngigen low-k-Werten der eindimensionalen Koordinationspolymere 1∞[MnCl2(TzH)] und 1∞[MnCl2(BtzH)2] sowie der Komplexe [ZnCl2(TzH)2] und [ZnCl2(BtzH)2]·BtzH. Eigenschaftsmodifikationen und -optimierungen der synthetisierten Verbindungen er-folgten zum einen durch Erzeugung flexibler Kunststofffilme, in welche die eindimensionalen Koordinationspolymere 1∞[MCl2(TzH)] (M = Fe und Mn) eingebettet wurden. Zum anderen konnten in mechanochemischen Umsetzungen superparamagnetische Kompositpartikel bestehend aus einem Fe3O4/SiO2-Kern und einer kristallinen [ZnCl2(TzH)2]-H{\"u}lle erhalten werden, die in situ aus den Edukten ZnCl2 und TzH synthetisiert wurde.},
  subject      = {Komplexe},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schoenfeld2014,
  author    = {Sch{\"o}nfeld, Fabian},
  title     = {Solvensfreie Synthese von {\"U}bergangsmetall-azolat- und -azin-Netzwerken mit Struktureigenschaftsbeziehungen bez{\"u}glich Polarisierbarkeit und sorptionsabh{\"a}ngiger Lumineszenz},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-115035},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Diese Arbeit befasst sich mit der Verwendung einer solvensfreien Synthesese zur Darstellung koordinationspolymerer Verbindungen basierend auf den 3d-{\"U}bergangsmetallen Mn, Fe, Co und Zn und N-heterozyklischen, aminischen Ligandenschmelzen. Die eingesetzten Metalle wurden entweder in ihrer elementaren Form in einer bereits bekannten, redox-basierten Synthese oder als Metallchloride in einer adduktbasierten Synthese verwendet. Synthesen mit den Liganden Imidazol (ImH), Pyrazol (PzH), Benzimidazol (bzImH), 1,2,3-Triazol (1,2,3-TzH), 1,2,4,-Triazol (1,2,4-TzH) und Piperazin (pipz) f{\"u}hrten zu verschiedenen neuen Verbindungen und Kristallstrukturen, speziell bei Verwendung des Liganden pipz. Die erhaltenen Produkte wurden f{\"u}r Untersuchungen von Struktureigenschafts-beziehungen hinsichtlich des Polarisationsverhaltens und im Falle der 1,2,3-Triazolate f{\"u}r eine Untersuchung von Photolumineszenzeigenschaften in Abh{\"a}ngigkeit von Physisorptionsprozessen verwendet. Unter den Piperazin-Verbindungen findet sich eine starke Varianz im Bereich des polymeren Charakters und des Vernetzungsgrades, welcher von Komplexen (null-dimensional) wie [CoCl2(pipz)] (26) and [ZnCl2(pipz)] (27) {\"u}ber Str{\"a}nge (eindimensional) wie 1∞[{\"U}MCl2(py)2(pipz)] ({\"U}M = Mn (29), Fe (30), Co (31)) bis hin zu Netzen (zweidimensional) wie 2∞[Fe2Cl4(pipz)3]∙(pipz) (25) und Ger{\"u}sten (dreidimensional) wie 3∞[FeCl2(pipz)] (32) reicht. Thermoanalyse und darauf basierende Ver{\"a}nderungen in den Reaktionsbedingungen erm{\"o}glichen es, die Zusammenh{\"a}nge zwischen den einzelnen Phasen aufzuzeigen und ihre thermodynamischen Stabilit{\"a}ten zu untersuchen, was nicht nur f{\"u}r die Piperazin-Verbindungen, sondern auch f{\"u}r andere Systeme gelang, von denen die gr{\"o}ßte Gruppe die Imidazolate des Typs 3∞[{\"U}M3(Im)6(ImH)2] ({\"U}M = Mn (1), Fe (2), Co (3)) waren. Der erfolgreiche Zusatz von geringen Mengen Mn2+ in das MOF 3∞[Zn(1,2,3-Tz)2] (21) f{\"u}hrt zur Bildung der Phase 3∞[Zn0,9Mn0,1(1,2,3-Tz)2] (22) und zur Aktivierung von Photolumineszenz unter Beibehaltung von Mikroporosit{\"a}t. Das erhaltene lumineszierende, mikropor{\"o}se Ger{\"u}st wurde als Modellsystem f{\"u}r die Analyse von Lumineszenz{\"a}nderungen w{\"a}hrend der Physisorption verschiedener Analysegase und bei unterschiedlichen Temperaturen verwendet. Die erhaltenen Ergebnisse k{\"o}nnen eine wichtige Rolle bei der Charakterisierung potentieller Sensormaterialien spielen und sind weiterhin ein m{\"o}glicher Ausgangspunkt f{\"u}r mechanistische {\"U}berlegungen bei diesen hochinteressanten Struktureigenschaftsbeziehungen. Die erfolgreiche Redoxreaktion elementarer Metalle mit den Liganden ImH, PzH, bzImH und 1,2,3-TzH erlaubte eine Untersuchung dielektrischer Eigenschaften einer Gruppe von verwandten Verbindungen bez{\"u}glich verschiedener Probenformen (Pulversch{\"u}ttungen gegen{\"u}ber gepressten Pellets) und Strukturmerkmale wie Rigidit{\"a}t der Kristallstrukturen. Diese Eigenschaften wurden dar{\"u}ber hinaus auch temperaturabh{\"a}ngig in einem Bereich von -100 °C bis 150 °C untersucht. Weiterhin konnte mit Untersuchungen an den MOFs 3∞[{\"U}M(1,2,3-Tz)2] ({\"U}M = Mn (18), Fe (19), Co (20), Zn (21)) auch ein Beitrag zu einem Feld der MOF-Chemie geleistet werden, welches bereits stark diskutiert wurde, jedoch bislang nur sehr schwach erforscht ist.},
  subject      = {Festk{\"o}rperchemie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Matthes2014,
  author    = {Matthes, Philipp Robert},
  title     = {Neue Ln-N-Koordinationspolymere und MOFs als Hybridmaterialien f{\"u}r effektive Lumineszenz und neuartige Phosphore},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-109519},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wird die Darstellung und Charakterisierung von Komplexen, Koordinationspolymeren und MOFs auf der Basis von dreiwertigen Lanthanidchloriden und verschiedenen verbr{\"u}ckenden Azin- und Diazin-Liganden beschrieben. Ziel war es neuartige Koordinationspolymere mit effektiven Photolumineszenzeigenschaften zu generieren. Es konnten 44 neue organisch-anorganische Hybridmaterialien pr{\"a}sentiert werden. Der Fokus der Arbeit lag neben der strukturellen Charakterisierung auf der Bestimmung der Photolumineszenzeigenschaften und der Betrachtung der thermischen Eigenschaften der Verbindungen. Bei solvothermalen Reaktionen von wasserfreien Lanthanidchloriden mit den Liganden 4,4'-Bipyridin (bipy) und Pyridin (py) konnten die dinuklearen Komplexe [Ln2Cl6(bipy)(py)6] mit Ln = Y, Pr, Nd, Sm-Yb, die strangartigen Koordinationspolymere 1∞[LnCl3(bipy)(py)2]·(py) mit Ln = Gd-Er, Yb und 1∞[Lu2Cl5(bipy)2 (py)4]1∞[LuCl4(bipy)], sowie das 2D-Netzwerk 2∞[Ce2Cl6(bipy)4]·(py) synthetisiert und mithilfe der R{\"o}ntgeneinkristallstrukturanalyse charakterisiert werden. Spektroskopische Untersuchungen an den Verbindungen ergaben außergew{\"o}hnliche Photolumineszenzeigenschaften auf der Basis von Ln3+-Ionen mit Emissionen im UV-VIS und NIR-Bereich. Im Falle des dinuklearen Komplexes konnten mithilfe der Ionen Y3+, Gd3+, Tb3+ und Eu3+ Lichtemission in den RGB-Grundfarben generiert werden. Der Einfluss salzsaurer Bedingungen f{\"u}hrt zur Bildung der pyridiniumhaltigen Nebenphasen [Hpy]1∞[LnCl4(bipy)] mit Ln = Y, Tb), Yb, Lu, [Hpy]22∞[Sm2Cl8(bipy)3]·2(py) und [Hdpa] [EuCl4(dpa)]. Unter der Verwendung einer Schmelzsyntheseroute wurden die Verbindungen 3∞[La2Cl6(bipy)5] ·4(bipy) 2∞[Ln2Cl6(bipy)3]·2(bipy) mit Ln = Nd, Sm-Dy, Er, Yb und eine Dotierreihe mit Ln = Gd2-x-yEuxTy (x,y = 0-1), welche vor einigen Jahren im Arbeitskreis von Prof. M{\"u}ller-Buschbaum et al. entdeckt wurden, dargestellt. Der Fokus der Arbeit lag hierbei auf der Bestimmung der Photolumineszenzeigenschaften der Netzwerke, wobei vor allem bei der Dotierreihe unter der Verwendung von Ln3+-zentrierter Emission ein stufenloses Farbtuning der Emissionsfarbe von gr{\"u}n nach rot erreicht werden konnte. Zus{\"a}tzlich wurden an diesen Verbindungen systematische Untersuchungen zur strukturellen Aufkl{\"a}rung, der bei h{\"o}heren Temperaturen entstehenden Netzwerk- und Ger{\"u}stverbindungen, durchgef{\"u}hrt. Hierbei konnten Kondensationsprodukte wie 3∞[LaCl3(bipy)], 2∞[Ln3Cl9(bipy)3] mit Ln = Pr, Sm, 2∞[Ho2Cl6(bipy)2] und 2∞[Gd2Cl6(qtpy)(bpy)]·(bipy) strukturell aufgekl{\"a}rt werden. Die {\"U}bertragung der solvothermalen Syntheseroute unter der Verwendung von Pyridin auf die gegen{\"u}ber bipy verl{\"a}ngerten Azin-Liganden Dipyridylethen (dpe) bzw. -ethan (dpa) erwies sich als erfolgreich und resultierte in eine Erweiterung der Strukturchemie durch die Darstellung der lumineszierenden Koordinations-polymere 2∞[La2Cl6(dpe)3(py)2]·(dpe), 1∞[LnCl3(dpe)(py)2]·0.5(dpe)0.5(py) mit Ln = Eu, Gd, Er, 2∞[LaCl3(dpa)2]·(dpa) und 1∞[LnCl3(dpa)(py)2]·0.5(dpa)0.5(py) mit Ln = Gd, Er. Eine Verk{\"u}rzung des bipy-Liganden in Form der Di-Azinen wie Pyrazin (pyz), Pyrimidin (pym) und Pyridazin (pyd) und deren Umsetzung mit LnCl3 f{\"u}hrte zur Bildung von Komplexen und polymeren Strukturen wie 3∞[LaCl3(pyz)], [Ln2Cl6(pyz)(py)6]·2(pyz) mit Ln = Sm, Er, 1∞[Sm2Cl6(μ-pym)2(pym)3]·(pym), [Er2Cl6(pym)6] und [ErCl3(η-pyd)(pyd)2] mit Lumineszenzeigenschaften auf der Basis der jeweiligen Liganden und Ln3+-Ionen.},
  subject      = {Lanthanoide},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Siedler2014,
  author    = {Siedler, Eva},
  title     = {Reaktivit{\"a}tsstudien an terminalen Alkylborylenkomplexen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-93882},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Im Rahmen der Dissertation wurde die Reaktivitat des terminalen Mangan-Borylenkomplexes gegen{\"u}ber verschiedenen polaren Doppelbindungssystemen, koordinativ ungesattigten {\"U}bergangsmetallfragmenten sowie Lewis-Basen untersucht. Mithilfe der spektroskopischen und strukturellen Daten der dabei synthetisierten Verbindungen konnten neue Erkenntnisse uber die Natur der Metall-Bor-Bindung erlangt werden.},
  subject      = {Borylene},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Stangl2018,
  author    = {Stangl, Johannes Maria},
  title     = {Quantitative Feuchtesensorik mit lumineszierenden Ln-MOFs und Polymer-MOF-Matrix-Membranen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-173190},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit werden die Sensorikeigenschaften der lumineszierenden metallorganischen Ger{\"u}stverbindungen (metal-organic frameworks, MOFs) ■(3@∞)[Ba0.98Eu0.02(Im)2] (1), ■(3@∞)[Sr0.90Eu0.10(Im)2] (2), ■(3@∞)[Tb(Im)3] (3), ■(2@∞)[Tb2Cl6(4,4'-bipy)3]•2(4,4'-bipy) (4) und ■(2@∞)[Eu2Cl6(4,4'-bipy)3]•2(4,4'-bipy) (5), sowohl in Form der Bulksubstanzen als auch in Form von mixed-matrix membranes (MMMs) gegen{\"u}ber den Analyten Wasser, Methanol, Ethanol und Isopropanol untersucht und mittels kinetischer Betrachtungen quantitativ beschrieben. Hierf{\"u}r wurde ein Versuchsaufbau konstruiert, der den Anforderungen einer quantitativen Erfassung der Sensorikeigenschaften gen{\"u}gt und einflussgebende externe und interne Parameter, wie die Konzentration des Analyten, Temperatur, Druck, Probenmenge und Probenoberfl{\"a}che standardisiert, um eine m{\"o}glichst genaue Erfassung der auftretenden Ver{\"a}nderung der Lumineszenzintensit{\"a}t zu erm{\"o}glichen. Zus{\"a}tzlich wurde eine mathematische Betrachtung genutzt, um die Ergebnisse der Experimente zu interpretieren und in einen Gesamtkontext zu setzen. F{\"u}r jedes der f{\"u}nf Modellsysteme wurde je eine Messreihe gegen ein breites Spektrum an relativen Feuchten (Wasser als Analyt) bei 25 °C durchgef{\"u}hrt. Der in allen F{\"a}llen auftretende Lumineszenzverlust ließ sich jeweils mittels einer Exponentialfunktion beschreiben und zur Bestimmung der konzentrationsabh{\"a}ngigen Reaktionskonstanten sowie der Halbwertszeiten nutzen. Die gewonnenen Informationen wurden verwendet, um die Reaktionskonstanten und die Schwellenwerte der Sensorik der jeweiligen Systeme zu bestimmten. In weiteren Versuchsreihen wurde der Messaufbau genutzt und der Einfluss der Alkohole Methanol, Ethanol und Isopropanol auf die Lumineszenz der MOFs ■(3@∞)[Ba0.98Eu0.02(Im)2] (1), ■(2@∞)[Tb2Cl6(4,4'-bipy)3]•2(4,4'-bipy) (4) und ■(2@∞)[Eu2Cl6(4,4'-bipy)3]•2(4,4'-bipy) (5) bei verschie-denen Konzentrationen in der Gasphase und bei unterschiedlichen Temperaturen untersucht, quantitativ bestimmt und gem{\"a}ß der vorangegangen Messreihen f{\"u}r Feuchte beschrieben. Zus{\"a}tzlich wurde die Ver{\"a}nderung des Lumineszenzmusters der MOFs ■(2@∞)[Tb2Cl6(4,4'-bipy)3]•2(4,4'-bipy) (4) und ■(2@∞)[Eu2Cl6(4,4'-bipy)3]•2(4,4'-bipy) (5) untersucht. Die M{\"o}glichkeiten der Prozessierung von ■(3@∞)[Ba0.98Eu0.02(Im)2] (1), und ■(2@∞)[Tb2Cl6(4,4'-bipy)3]•2(4,4'-bipy) (4) wurden im Hinblick auf eine praktische Anwendung im Bereich der Sensorik hin untersucht. Hierf{\"u}r wurden die jeweiligen Bulksubstanzen via Dropcoating in die drei Polymere Polystyrol (PS), Polyvinychlorid (PVC) und Polymethylpenten (TPX) eingebettet. Die so dargestellten MMMs wurden auf ihre Sensorikeigenschaften hin untersucht und der Lumineszenzverlust wurde quantitativ beschrieben. Des Weiteren wurde die korrespondierende Bulksubstanz, in Bezug auf die (konzentrationsabh{\"a}ngigen) Reaktionskonstanten und Halbwertszeiten, mit den MMMs verglichen. Im Rahmen einer Kooperation mit der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Janiak der Heinrich-Heine-Universit{\"a}t D{\"u}sseldorf wurden die MOFs ■(3@∞)[Ba0.98Eu0.02(Im)2] (1) und ■(3@∞)[Sr0.90Eu0.10(Im)2] (2) in Polysulfon (PSF) eingebettet und ebenfalls auf ihre F{\"a}higkeit zur Feuchtesensorik hin untersucht. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit war es erstmals m{\"o}glich, die Sensoreigenschaften der genutzten MOFs und CPs (1 - 5) quantitativ zu erfassen und mathematisch zu beschreiben. Ebenso konnte das entwickelte Sensorikkonzept erfolgreich auf die Erfassung von verschiedenen Alkoholen in der Gasphase {\"u}bertragen werden (f{\"u}r System 1, 4 und 5). Anschließend war es m{\"o}glich, die genutzten Modellsysteme 1, 2 und 4 unter dem Erhalt der Lumineszenzeigenschaft in verschiedene Polymere einzubetten und deren Eigenschaften zur Feuchtesensorik ebenfalls quantitativ zu erfassen und mathematisch zu beschreiben. Im letzten Abschnitt der Arbeit wurden die beiden por{\"o}sen ZIFs (zeolitic imidazolate frameworks) Na-Rho-ZMOF (6) und Zn(nmIm)2 (7) mit einer Terbiumnitratl{\"o}sung behandelt, um durch die F{\"u}llung der Kavit{\"a}ten die Lumineszenzeigenschaft der Terbiumionen in das ZIF zu implementieren. Der Grad und die Qualit{\"a}t der Bef{\"u}llung wurden anschließend analytisch auf Lumineszenzeigenschaften hin untersucht. Hierbei konnte die Bef{\"u}llung von Na-Rho-ZMOF (6) erfolgreich nachgewiesen werden, w{\"a}hrend es bei Zn(nmIm)2 (7) nicht zu einer Bef{\"u}llung des Porensystems kam.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Zottnick2018,
  author    = {Zottnick, Sven Holger},
  title     = {Lumineszierende Lanthanid-Koordinationsverbindungen auf Basis von Cyano- und Spiroborat Salzen und ionischen Fl{\"u}ssigkeiten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-157945},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Im Rahmen dieser Arbeit konnten, ausgehend von Borat-haltigen Salzen und ionischen Fl{\"u}ssigkeiten (ILs) sowie Lanthanid-haltigen Precursoren, 30 neue Komplexe und Koordinationspolymere dargestellt werden. Dazu wurden vielf{\"a}ltige Synthesestrategien verfolgt und angewendet, unter anderem Salzmetathesen in L{\"o}sung, Solvothermalsynthesen und Ionothermalsynthesen. Ein Hauptaugenmerk bei der Synthese der Zielverbindungen lag auf deren Eigenschaften, wobei insbesondere die Photolumineszenzeigenschaften der erhaltenen Koordinationsverbindungen untersucht wurden. Als Borat-haltige Liganden wurden sowohl Cyanoborate als auch Oxoborate hinsichtlich ihrer Eignung zum Aufbau neuer Koordinationspolymere untersucht. Als Cyanoborat-haltige Edukte wurden dabei S{\"a}uren und ionische Fl{\"u}ssigkeiten mit Dicyano-, Tricyano- und Tetracyanoborat- Anionen eingesetzt, die durch die unterschiedliche Zahl an Cyanogruppen zu vielf{\"a}ltigen Koordinationsverbindungen f{\"u}hren k{\"o}nnen. Mittels Ionothermalsynthese konnten die Verbindungen 1∞[Ln(NO3)2{B(CN)4}(H2O)4] (Ln = La, Eu) sowie [EMIm]1∞[LaNO3{B(CN)4}3(H2O)3] dargestellt werden, wobei es zu einer Transformation der ionischen Fl{\"u}ssigkeit [EMIm][B(CN)4] in ein Koordinationspolymer kommt, in dem sowohl Kation als auch Anion der IL beteiligt sind. Dabei ist es bemerkenswerterweise durch die Reaktionstemperatur m{\"o}glich zu steuern, welches Produkt sich letztlich bildet. Ebenfalls durch Ionothermalsynthese gelang die Synthese von Einkristallen der Verbindung 3∞[La{C2F5B(CN)3}3], durch deren Kenntnis die Verbindungen 3∞[Ln{C2F5B(CN)3}3](Ln = Eu, Ho) als isotype Strukturen identifiziert und hinsichtlich ihrer Lumineszenzeigenschaften charakterisiert werden konnten. Durch Umsetzungen der Lanthanidchloride mit der S{\"a}ure H[BH2(CN)2] in Solvothermalsynthesen in Pyridin (py) konnten eindimensionale Koordinationspolymere [H(py)2]1∞[LnCl2{BH2(CN)2}2(py)2]·0.5py (Ln = Ce, Pr) erhalten werden. Unter vergleichbaren Synthesebedingungen aber im L{\"o}sungsmittel MeCN beobachtet man hingegen die Bildung von Raumnetzen der Zusammensetzung 3∞[Ln2{BH2(CN)2}9]·[Ln(CH3CN)9] (Ln = Ce, Eu, Tb). Die dreidimensionalen Koordinationspolymere 3∞[Ln{BH(CN)3}3] (Ln = Eu, Tb) wurden ebenfalls in MeCN synthetisiert, allerdings ausgehend von der S{\"a}ure [H3O][BH(CN)3]. Die erw{\"a}hnten Verbindungen zeigen f{\"u}r die spektroskopisch relevanten Vertreter charakteristische Lumineszenz auf Basis von 5d-4f- respektive 4f-4f-{\"U}berg{\"a}ngen, die {\"u}berwiegend auf der direkten Anregung der jeweiligen Lanthanidionen beruht. Mit dem Bis-salicylatoborat-Anion (= BSB-) gelang ausgehend von Na[BSB] und LnCl3 unter solvothermalen Bedingungen in Pyridin die Synthese der eindimensionalen, strangartigen Koordinationspolymere 1∞[Ln(BSB)3(py)2] (Ln = Y, La - Nd, Sm) und der zweidimensionalen, schichtartigen Verbindungen 2∞[Ln(BSB)3(py)] (Ln = Sm, Eu, Tb - Er). Einblicke {\"u}ber den Mechanismus der Bildung der genannten Verbindungen konnten durch den Komplex [ErCl2(py)4BSB] gewonnen werden, der eine sukzessive Substitution der Chlorid-Liganden nachweist. Die Verbindungen mit dem [BSB]--Anion zeigen Photolumineszenz, die auf unterschiedliche Prozesse zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden kann. So weist 1∞[Y(BSB)3(py)2] Fluoreszenz auf, die von den [BSB]--Anionen herr{\"u}hrt, w{\"a}hrend 1∞[Ln(BSB)3(py)2] (Ln = Ce, Nd, Sm) sowie 2∞[Ln(BSB)3(py)] (Ln = Sm, Tb, Dy) Lumineszenz auf Basis von 5d-4f- und 4f-4f-{\"U}berg{\"a}ngen zeigen, die durch einen Antenneneffekt der koordinierenden [BSB]--Anionen vergleichsweise intensiv beobachtet werden k{\"o}nnen. Eine Sonderstellung nehmen hier die Verbindungen 2∞[Ln(BSB)3(py)] (Ln = Eu, Ho) ein. W{\"a}hrend mit Eu3+ {\"u}berwiegend direkte Anregung festgestellt werden kann, treten f{\"u}r Ho3+ Reabsorptionsprozesse auf. Durch Kombination unterschiedlicher Gehalte an Eu3+- bzw. Tb3+-Ionen in den eindimensionalen Koordinationspolymeren 1∞[EuxTb1-x(BSB)3(py)2] (x = 0.75, 0.50, 0.25) k{\"o}nnen zudem Mischfarben der Lumineszenz erzeugt werden. Mit dem Komplex [B2O(C2O4)2(dmf)2] (dmf = Dimethylformamid) und dem Koordinationspolymer 1∞[Tb{o-C6H4(CO2)2}(H2O)6][PHB]2 (PHB- = Phthalatoborat) konnte zudem die Sonderstellung des [BSB]--Anions deutlich gemacht werden, da es als einziges untersuchtes Spiroborat-Anion vollst{\"a}ndig in Zielverbindungen eingebaut werden konnte, w{\"a}hrend vergleichbare Spiroborat-Anionen wie das [PHB]--Anion in Gegenwart Lewis-acider Verbindungen hingegen die Abspaltung funktioneller Gruppen zeigten. Insgesamt konnten in dieser Arbeit somit zahlreiche neue, lumineszierende Koordinationspolymere mit Cyano- und Oxoboraten erfolgreich dargestellt werden.},
  subject      = {Photolumineszenz},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Stauch2019,
  author    = {Stauch, Claudia},
  title     = {Synthese und Charakterisierung nanostrukturierter Mikropartikel mit einstellbarem Zerfallsverhalten als Additive f{\"u}r Elastomerkomposite},
  doi       = {10.25972/OPUS-17615},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-176154},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Synthese und Charakterisierung von nanostrukturierten Mikropartikelpulvern mit einstellbarem Zerfalls- und Dispergierungsverhalten und deren Anwendung als verst{\"a}rkender F{\"u}llstoff sowie deren Eignung f{\"u}r Sensoranwendungen. Sie ist in drei Teilbereiche gegliedert: Der erste Teil beschreibt die Synthese der nanostrukturierten Mikropartikelpulvern durch Spr{\"u}htrocknung von kolloidalen oxidischen (silicatischen und eisenoxidischen) Nanopartikeln. Es wird ausgef{\"u}hrt, wie durch Variation der Art und Gr{\"o}ße der Prim{\"a}rpartikel und deren mengenanteiligen Kombination Mikropartikel unterschiedlichster nanostruktureller Maserung und Auspr{\"a}gung erhalten wurden. Das Spektrum dieser Partikel reichte von homogen verteilten Strukturen bis hin zu Kern-Satellit-Struktur, von kontrollierter Aggregierung bis hin zur vollst{\"a}ndigen Dispergierbarkeit. Im zweiten Teil der Arbeit wurden die Partikel im Hinblick auf ihre Eignung und Verwendung als F{\"u}llstoffe f{\"u}r Elastomer-Matrices untersucht. Im Fokus stand die Verst{\"a}rkungswirkung und die Korrelation mit dem Dispergierverhalten in PDMS. Im dritten Teil der Arbeit wurde das Syntheseprinzip der Herstellung nanostrukturierter Mikropartikel auf Hydroxid-basierte Systeme wie LDHs erweitert. Teil I: Von Silica-NP zu nanostrukturierten Mikropartikeln mit einstellbarem Zerfallsverhalten Um nanostrukturierte Mikropartikel mit einem integrierten Zerfallsverhalten zu erzeugen, wurden zun{\"a}chst kolloidale Silica-NP mit einer Gr{\"o}ße von 20 nm abgestuft mit unterschiedlichen Mengen (0, 1/10, 1/5, 1/3, 1/2, 2/3, 1) eines hydrophobierend wirkenden Silans (Triethoxyoctylsilan, OCTEO) modifiziert. Neben den beiden Extremen der vollst{\"a}ndigen und unmodifizierten Varianten (1 und 0) wurden teilweise modifizierte Zwischenstufen erhalten, indem die Silanmenge auf 2/3, 1/2, 1/3, 1/5 und 1/10 im Vergleich zu den vollmodifizierten Silica-NP verringert wurde. Die modifizierten Nanopartikel zeigten beim Dispergieren in verschiedenen Fl{\"u}ssigkeiten (Wasser, Toluol) eindeutige und graduell klar differenzierbare Unterschiede in Abh{\"a}ngigkeit vom Bedeckungsgrad der Partikeloberfl{\"a}che mit dem Silan. Wie erwartet nahm das hydrophobe Verhalten der Nanopartikel mit zunehmendem Bedeckungs- und damit Modifizierungsgrad zu und die Nanopartikel waren in unpolaren Fl{\"u}ssigkeiten wie Toluol gut dispergierbar, w{\"a}hrend sie in polaren Fl{\"u}ssigkeiten wie Wasser zur Agglomeration und Sedimentation neigten. In einem n{\"a}chsten Schritt wurden die zu unterschiedlichen Graden mit OCTEO modifizierten kolloidalen Silica-NP mittels Spr{\"u}htrocknung in mikroskalige Pulver {\"u}berf{\"u}hrt. Die nanostrukturierten Mikropartikelpulver wurden mit verschiedenen Analysemethoden wie REM-Aufnahmen, BET-, FTIR- und TG-Messungen untersucht, und die Eigenschaften der gebildeten Partikel charakterisiert. Die nanostrukturierten Mikropartikel zeigten auf den REM-Aufnahmen abh{\"a}ngig vom Modifizierungsgrad der Nanopartikel ein sehr unterschiedliches Aussehen. W{\"a}hrend die Mikropartikel aus vollst{\"a}ndig modifizierten Nanopartikeln eine eher raue Oberfl{\"a}che besaßen, hatten die aus unmodifizierten Nanopartiklen gebildeten eine sehr glatte, kompakt erscheinende Oberfl{\"a}che, was als Hinweis auf eine Kondensation und eine damit verbundene Aggregation der Nanopartikel gewertet wurde. Da sich diese Hypothese anhand der Aufnahmen aber nicht beweisen ließ, wurden in einer n{\"a}chsten weiterf{\"u}hrenden Testreihe Nano-Indenter-Experimente unter dem REM mit den aus voll- und unmodifizierten Nanopartikeln aufgebauten Mikropartikeln durchgef{\"u}hrt. Die Ergebnisse best{\"a}tigten den ersten Eindruck der REM-Aufnahmen insofern, als das sich die sehr kompakt wirkenden unmodifizierten Partikel nicht mit einer Wolfram-Spitze eindr{\"u}cken ließen und damit die Hypothese mechanisch stabiler Aggregate untermauerten. Ganz anders verhielten sich die vollmodifizierten Partikel, die mithilfe der Wolfram-Spitze so eingedr{\"u}ckt werden konnten, dass die Nanopartikel aus dem Mikropartikelverbund herausgel{\"o}st wurden und teilweise vereinzelt vorlagen. Hier handelte es sich mit hoher Wahrscheinlichkeit um Agglomerate, die unter der Einwirkung einer Scherkraft wieder vereinzelt werden konnten. Da es mit mikroskopischen Verfahren wie REM nicht m{\"o}glich war, unmittelbare Aussagen bez{\"u}glich der Wechselwirkung der Nanopartikel im Mikropartikel zu treffen, wurden zun{\"a}chst die Oberfl{\"a}cheneigenschaften mittels BET-, FTIR- und TG-Messungen untersucht. Im Hinblick auf die sp{\"a}tere Anwendung war es sehr wichtig, die Oberfl{\"a}cheneigenschaften der Mikropartikel m{\"o}glichst umfassend zu charakterisieren, da diese entscheidend zur Dispergierbarkeit der Partikel in einem Matrixsystem beitragen. Mithilfe der FTIR- und TG-Messungen konnte die Anwesenheit und Menge von Silan auf der Partikeloberfl{\"a}che bestimmt werden. Es zeigte sich ein klarer Trend f{\"u}r die zu verschiedenen Graden mit OCTEO modifizierten Silica-NP. Mit zunehmender Silanmenge nahm sowohl die Intensit{\"a}t der FTIR-Bande f{\"u}r die CH2- und CH3-Streckschwingung als auch der Masseverlust zu. Im Gegensatz zu diesen Messungen zeigte sich bei den BET-Messungen kein klarer Trend in Abh{\"a}ngigkeit vom Bedeckungsgrad der Silica-NP. Die h{\"o}chsten Werte f{\"u}r die spezifische Oberfl{\"a}che hatten Mikropartikel, die aus 1/5- und 1/3-modifizierten Silica-NP bestanden. Eine schl{\"u}ssige Erkl{\"a}rung wird darin gesehen, dass durch die Alkylgruppen auf der Oberfl{\"a}che ein Kondensieren der Silica-NP weitestgehend verhindert wurde und gleichzeitig noch gen{\"u}gend Mikroporen vorhanden blieben, die mit den Stickstoffmolek{\"u}len wechselwirken konnten. Neben den Standard-Analysemethoden wurden Dispergierbarkeitsuntersuchungen durchgef{\"u}hrt sowie die Hansen-Dispergierbarkeitsparameter (HDP) und die ET (30)-Werte mit dem Reichardt-Farbstoff bestimmt. Anhand der Dispergierbarkeitsuntersuchungen konnten erste qualitative Aussagen getroffen werden, ob es sich um hydrophile oder hydrophobe Partikel handelt. Diese ersten Ergebnisse und Trends konnten anschließend mit den HDP und dem RD quantitativ untermauert werden. Die Polarit{\"a}t der Mikropartikel, die aus zu unterschiedlichen Graden mit OCTEO modifizierten Silica-NP aufgebaut waren, nahm mit zunehmender Oberfl{\"a}chenbedeckung ab. Dieser Trend korrelierte mit den aus den FTIR- und TG-Messungen erhaltenen Werten. Da es mit den Silica-basierten Mikropartikeln nicht m{\"o}glich war, unmittelbare Aussagen zum Agglomerations- bzw. Aggregationsgrad der Nanopartikel im Mikropartikel zu treffen, wurde das Prinzip der Agglomerations/Aggregationssteuerung {\"u}ber Oberfl{\"a}chenmodifikation auf magnetische Nanopartikel {\"u}bertragen und so ein Modell geschaffen, das die Wechselwirkung auf nanopartikul{\"a}rer Ebene sichtbar und messbar macht. Diese Informationen zum Agglomerationsgrad der Nanopartikel lieferten wertvolle Hinweise im Hinblick auf die Dispergierbarkeit der Partikel in einer Matrix: Handelte es sich bei den Partikeln um lose Agglomerate, k{\"o}nnten diese zum Beispiel in einem Elastomer wieder auf Prim{\"a}rpartikelgr{\"o}ße dispergiert werden, w{\"a}hrend Aggregate nur in undefinierte Sekund{\"a}rstrukturen zerfallen. Gleichzeitig wurde mit dieser System{\"u}bertragung die Frage beantwortet, ob es sich bei den teilmodifizierten Partikeln um eine Mischung aus voll- und unmodifizierten Partikeln handelte oder ob das Silan statistisch {\"u}ber die komplette Oberfl{\"a}che verteilt war. Wie auch schon beim Silica-System wurden die Nanopartikel zun{\"a}chst abgestuft mit OCTEO modifiziert (0, 1/10, 1/3, 1/2, 2/3, 1) und anschließend spr{\"u}hgetrocknet. Aufgrund ihrer magnetischen Eigenschaften konnten die Eisenoxid-Partikel mittels ZFC- und FC-Messungen untersucht werden. Diese spezielle Analysemethode erlaubte es, Aussagen {\"u}ber den Grad der magnetischen Wechselwirkung der Partikel zu treffen und somit indirekt auch {\"u}ber den Grad der Agglomeration/ Aggregation der Nanopartikel im Mikropartikel. Es zeigten sich klare Unterschiede in den Werten f{\"u}r die Blocking-Temperatur (TB) zwischen den voll- und unmodifizierten Partikeln. TB ist die Temperatur, ab welcher die Magnetisierungsrichtung der Partikel aufgrund der thermischen Energie frei fluktuieren kann. Die vollmodifizierten Partikeln hatten einen sehr niedrigen Wert f{\"u}r TB, was auf eine schwache Dipol-Dipol- Wechselwirkung zwischen den einzelnen Eisenoxid-NP schließen ließ, w{\"a}hrend die unmodifizierten Eisenoxid-Partikel einen hohen TB-Wert hatten, woraus zu schließen war, dass es sich um Aggregate mit einem sehr geringen Partikel-Partikel-Abstand handelte und einer deshalb h{\"o}heren Wechselwirkung. Die Werte der teilmodifizierten Partikel folgten dem Trend, dass mit zunehmender Silan-Bedeckung der TB-Wert abnahm. Um die Frage der Silan-Verteilung zu beantworten, wurde zus{\"a}tzlich ein Mischsystem aus voll- und unmodifizierten Eisenoxid-NP verspr{\"u}ht. Sollte es sich bei den teilmodifizierten Partikeln (als Beispiel 1/2) nicht um eine statistische Verteilung der Octylgruppen auf der Oberfl{\"a}che handeln, m{\"u}ssten die beiden Messungen {\"U}bereinstimmungen aufweisen. Dies war allerdings nicht der Fall, was mithilfe der ZFC- und FC-Messungen gezeigt werden konnte. Der TB-Wert des Mischsystems lag zwischen dem der voll- und zu 2/3-modifizierten Partikel, w{\"a}hrend der Tir-Wert dem der unmodifizierten Partikel entsprach. Die Breite der Aufspaltung zwischen TB undTir konnte als breite Partikelverteilung (Mischung aus Agglomeraten und Aggregaten) interpretiert werden. Im Hinblick auf die Anwendung als F{\"u}llstoff wurden die Mikropartikel in eine PDMS-Matrix eingearbeitet und erneut ZFC- und FC-Messungen durchgef{\"u}hrt, wobei die gleichen Trends wie bei den reinen nanostrukturierten Mikropartikeln erhalten wurden. Das bedeutete, dass sich die vollmodifizierten Eisenoxid-NP gut im Elastomer verteilt hatten und somit eine nur sehr geringe Dipol-Dipol-Wechselwirkung vorhanden war. Mit dem entwickelten System der nanostrukturierten Mikropartikel l{\"a}sst sich der Agglomerations- bzw. Aggregationsgrad der Nanopartikel mehr oder weniger gezielt einstellen, und es k{\"o}nnen zus{\"a}tzlich Voraussagen {\"u}ber die Redispergierbarkeit des Partikelpulvers in einer geeigneten Matrix gemacht werden. Basierend auf den gewonnen Erkenntnissen, die zum Verst{\"a}ndnis der nanostrukturierten Mikropartikel beitrugen, wurden in einem n{\"a}chsten Schritt gezielt komplexe Strukturen aufgebaut. F{\"u}r eine gezielte Strukturierung von Nanopartikeln in Kern-Satellit-Partikel wurde zun{\"a}chst große 100 nm Silica-NP mit einem PCE funktionalisiert und anschließend mit kleinen und großen unmodifizierten Silica-NP verspr{\"u}ht. Wurden die geeigneten Verh{\"a}ltnisse (70:20:10; 100 nm Mel : 100 nm blank : 20 nm blank) der Partikel zueinander gew{\"a}hlt, konnten Kern-Satellit-Strukturen auf der Mikropartikeloberfl{\"a}che erzeugt werden. Beim Dispergieren der Mikropartikel in einer Fl{\"u}ssigkeit und in einem Elastomer (PDMS) konnten vereinzelte Kern-Satellit-Strukturen erhalten werden. Um zu best{\"a}tigen, dass es sich bei den dispergierten Kern-Satellit-Partikeln nicht um durch Trocknungseffekte entstandene Strukturen handelte, wurden in-situ-Fl{\"u}ssigkeitszellen- TEM-Aufnahmen gemacht. Die Aufnahmen konnten zeigen, dass sich die Kern-Satellit- Partikel in Abh{\"a}ngigkeit zueinander bewegen und nicht jeder Nanopartikel f{\"u}r sich, was auf eine Bindung der Partikel untereinander hindeutete. Neben den Silica-basierten Kern-Satellit-Partikeln konnten auch welche erzeugt werden, deren Satellit-Partikel aus Eisenoxid bestanden. Mit diesem System ist es m{\"o}glich, multifunktionelle Partikel mit verschiedensten Eigenschaften und Strukturen herzustellen. Teil II: Anwendungspotential nanostrukturierter Mikropartikel Im zweiten Teil der Arbeit wurde zun{\"a}chst die Anwendung der nanostrukturierten Mikropartikel als F{\"u}llstoff in IR und PDMS untersucht. Daf{\"u}r wurde ein weiteres Silan, Si69TM, zur abgestuften Modifizierung der Silica-NP eingesetzt. Es handelt sich um ein multifunktionelles Silan, welches sowohl an die Partikeloberfl{\"a}che als auch an das Elastomer binden kann. Bei den mechanischen Untersuchungen der IR-Silica-Komposite zeigte sich, dass das Silan einen entscheidenden Einfluss auf die Verst{\"a}rkung bei kleinen Deformationen hatte. W{\"a}hrend bei dem monofunktionellen Silan (OCTEO) eine direkte Korrelation zwischen Bedeckungsgrad und mechanischer Verst{\"a}rkung (G') bei gleichbleibendem F{\"u}llstoffgehalt beobachtet werden konnte, hatte der Bedeckungsgrad beim multifunktionellen Silan (Si69TM) keinen Einfluss. Anders als bei kleinen Deformationen zeigte sich bei großen Deformationen ein gegenteiliges Bild. Die Verschleißrate der IR-Silica-Komposite nahm bei beiden Silantypen mit zunehmendem Modifizierungsgrad ab, wobei die mit Si69TM modifizierten Partikel-Komposite wesentlich best{\"a}ndiger gegen Verschleiß waren als die mit OCTEO modifizierten Partikel-Komposite, was auf die zus{\"a}tzliche Matrixanbindung des Si69TM zur{\"u}ckzuf{\"u}hren war. Wurden die IR-Silica- Komposite mit den PDMS-Silica-Kompositen verglichen, konnten keine {\"u}bereinstimmenden Trends gefunden werden. Im PDMS-System war die mechanische Verst{\"a}rkung f{\"u}r Mikropartikel aus 2/3 mit OCTEO modifizierten Silica-NP maximal. Diese Unterschiede k{\"o}nnten sowohl auf die unterschiedliche Einarbeitung als auch auf die sehr unterschiedlichen Matrices zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Als weitere Anwendung wurden die nanostrukturierten Mikropartikel als Schersensoren f{\"u}r den 3D-Druck untersucht. Hierf{\"u}r wurden die Silica-NP mit einem PCE modifiziert und anschließend spr{\"u}hgetrocknet. Um die entstandenen Mikropartikel vollst{\"a}ndig in einer Matrix zu dispergieren, waren hohe Scherkr{\"a}fte und lange Scherzeiten erforderlich, was eine m{\"o}gliche Anwendung als Schersensor nur schwer realisierbar macht. Teil III: Erweiterung des Ansatzes zur Herstellung nanostrukturierter Mikropartikel auf Hydroxid-basierte Systeme Im dritten Teil dieser Arbeit wurde das System zur Modifizierung von oxidischen Silicaund Eisenoxid-Partikeln auf ein hydroxidisches Systeme {\"u}bertragen. Hierf{\"u}r wurden mittels F{\"a}llungsprozess LDH-Partikel hergestellt, die anschließend mit OCTEO modifiziert und abschließend spr{\"u}hgetrocknet wurden. In gleicher Weise wie bei den Mikropartikeln aus Silica-NP nahm der hydrophobe Charakter der LDH-Mikropartikel mit zunehmendem Modifizierungsgrad der Ausgangspartikel zu, was sich anhand von Untersuchungen zur Dispergierbarkeit in Fl{\"u}ssigkeiten unterschiedlicher Polarit{\"a}t zeigte. Zudem ließen sich die aus vollmodifizierten LDHs aufgebauten Mikropartikel in einer PDMS-Matrix wieder in vereinzelte Partikel dispergieren. Die Verst{\"a}rkung der Komposite war f{\"u}r die teilmodifizierten Partikel (2/3) maximal, da es sich hier, wie auch bei den anderen Partikelsystemen (Silica und Eisenoxid), um eine Mischung aus vereinzelten LDHs und kleineren Aggregate handelte, was aufgrund der starken F{\"u}llstoff-F{\"u}llstoff-Wechselwirkung zu einer mechanischen Verst{\"a}rkung bei kleinen Deformationen/Dehnungen f{\"u}hrte. Die Eigenschaften der Polymer-Partikel-Komposite ließen sich {\"u}ber den Modifizierungsgrad der Prim{\"a}rpartikel einstellen. Dies konnte f{\"u}r alle drei Partikelsysteme (Silica, Eisenoxid und LDH) beobachtet werden. Ausblick In der vorliegenden Arbeit konnte die Synthese von verschiedenen nanostrukturierten Mikropartikeln und deren einstellbaren Zerfall gezeigt werden. Um den Zerfall der Mikropartikel noch gezielter einstellen zu k{\"o}nnen, sollte in weiterf{\"u}hrenden Arbeiten vor allem die Modifizierung der Nanopartikel noch eingehender untersucht werden. Mithilfe der magnetischen Messungen konnte zwar zwischen einer Mischung aus un- und vollmodifizierten Partikel im Vergleich zu teilmodifizierten Partikel unterschieden werden, es konnten jedoch keine konkreten Aussagen zur Verteilung der Silanmolek{\"u}le auf der Partikeloberfl{\"a}che getroffen werden. Hierf{\"u}r sollten weitere Charakterisierungsmethoden hinzugezogen werden, die die Modifizierung auf molekularer Ebene analysieren. Zus{\"a}tzlich sollte die Verteilung/Anordnung der teilmodifizierten Nanopartikel im Mikropartikel untersucht werden. Gerade f{\"u}r Nanopartikel mit einem geringen Modifizierungsgrad (1/10, 1/5 und 1/3) sind verschiedene Anordnungen m{\"o}glich. Die Nanopartikel k{\"o}nnen sich w{\"a}hrend der Spr{\"u}htrocknung so anordnen, dass sich die Alkylketten entweder nach außen oder in die Mitte des Mikropartikels orientieren/ausrichten. Die Anordnung der Nanopartikel hat einen großen Einfluss auf die Polarit{\"a}t der entstehenden Mikropartikel- pulver. Dar{\"u}ber hinaus hat sie einen Einfluss auf die Aggregation der Nanopartikel untereinander und somit auf die Bildung von komplexen Unterstrukturen wie zum Beispiel Kern-Satellit-Partikel. Neben der Modifizierung der Nanopartikel sollte die Herstellung der komplexen Strukturen/Suprapartikel weiter optimiert werden. Mit einem detaillierten Verst{\"a}ndnis der physikalischen Prozesse w{\"a}hrend der Spr{\"u}htrocknung k{\"o}nnte die Anzahl der Satelliten auf den Kernpartikel kontrollierter eingestellt werden. Grunds{\"a}tzlich kann das hier entwickelte System der nanostrukturierten Mikropartikel mit einstellbarem Zerfallsverhalten an eine Vielzahl von Anwendungen angepasst werden. Da das System f{\"u}r zahlreiche Partikeltypen (Silica-, Eisenoxid-NP und LDH) geeignet ist, k{\"o}nnten verschiedene Partikel ko-verspr{\"u}ht und so Suprapartikel mit ganz neuen Funktionalit{\"a}ten und Eigenschaften erzeugt werden. Diese k{\"o}nnen als verst{\"a}rkende F{\"u}llstoffe in Elastomere oder zur Stabilisierung von Dispersionen eingesetzt werden. Mischpartikel aus Silica- und Eisenoxid-Partikel h{\"a}tten zum Beispiel den Vorteil, dass sie eine Dispersion stabilisieren und gleichzeitig wieder magnetisch abgetrennt werden k{\"o}nnen. Diese Mischpartikel k{\"o}nnten auch als F{\"u}llstoffe in komplexe Kunststoffbauteile eingearbeitet werden, in denen sie zum einen als mechanisch verst{\"a}rkender F{\"u}llstoff wirken und gleichzeitig durch induktive Erw{\"a}rmung das Bauteil vernetzt. Beim induktiven Erw{\"a}rmen handelt es sich um eine schonende Methode Bauteile gezielt zu vernetzen, indem die W{\"a}rme im Bauteil selbst, {\"u}ber magnetische Verluste der Magnetpartikel in einem magnetischen Wechselfeld, erzeugt wird und nicht {\"u}ber seine Oberfl{\"a}che eingebracht werden muss. Eine weitere interessante Anwendung f{\"u}r Mischpartikel ist die als magnetooptisch aktiver Marker oder Tracer in der medizinischen Diagnostik. Aufgrund von Quenching-Effekten (Ausl{\"o}schungseffekte) ist es schwierig magnetische Nanopartikel mit einer Farbigkeit oder Fluoreszenz auszustatten.[385] Mischt man jedoch die magnetischen Nanopartikel mit einem weiteren Partikelsystem wie zum Beispiel Silica-NP oder LDHs, k{\"o}nnen magnetooptische Eigenschaften erhalten werden},
  subject      = {Mikropartikel},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Sorg2020,
  author    = {Sorg, Jens Rudolf},
  title     = {Koordinationspolymere auf Antimon- und Bismut-Basis mit aromatischen Stickstoff-Donor Liganden - Einblick in Strukturen und Lumineszenz},
  doi       = {10.25972/OPUS-21107},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-211074},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Im Rahmen dieser Arbeit konnten die Strukturen von 32 neuen Koordinationspolymeren (CPs) und acht neuen Komplexen auf Basis von Antimon- \bzw Bismuthalogeniden und N-Donor Liganden aufgekl{\"a}rt werden. Davon konnten 26 CPs vollst{\"a}ndig mittels diffraktometrischer, spektroskopischer und thermischer Analysetechniken charakterisiert werden. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit lag dabei auf den strukturellen Eigenschaften sowie den Photolumineszenzeigenschaften der antimon- \bzw bismuthaltigen Koordinationspolymere. F{\"u}r die Synthese der Koordinationsverbindungen wurden die Bis- \bzw Trispyridyle 4,4'-Bipyridin (\textit{4-bipy}), 1,2-Bis(4-pyridyl)ethylen (\textit{4-bpe}), 1,2-Bis(4-pyridyl)ethan (\textit{4-bpa}) und 2,4,6-Tris(4-pyridyl)triazin (\textit{4-tpt}), die aromatischen Nitrile 4-Cyanopyridin (\textit{4-cypy}) und 2,4,6-Tris(4-cyanophenyl)triazin (\textit{4-tcpt}) sowie die Heteroaromaten Pyrazin (\textit{pyz}) und Thiazol (\textit{thz}) zusammen mit SbX\$_3\$ und BiX\$_3\$ (X: Cl, Br, I) eingesetzt. Die Reagenzien wurden unter unterschiedlichen Synthesebedingungen miteinander zur Reaktion gebracht, um die Koordination der organische Liganden zu realisieren. Auf diese Weise konnte eine F{\"u}lle an Strukturen beobachtet werden, die sich von Komplexen {\"u}ber eindimensionale Str{\"a}nge und zweidimensionale Schichten bis hin zu dreidimensionalen Netzwerken erstreckt. Als bevorzugte Koordinationsumgebung wurde sowohl f{\"u}r Bi\$^{3+}\$, als auch f{\"u}r Sb\$^{3+}\$ verzerrte Oktaeder beobachtet. F{\"u}r Antimon konnten dar{\"u}ber hinaus quadratisch pyramidale und tetraedrische Koordination mit stereochemisch aktiven freien Elektronenpaaren beobachtet werden, w{\"a}hrend vergleichbare Bismutverbindungen oktaedrische Koordination aufweisen. Dies verdeutlicht die st{\"a}rkere Neigung des freien Elektronenpaares von Sb\$^{3+}\$ {\"u}ber sterische Wechselwirkungen mit den Liganden in Interaktion zu treten, verglichen mit jenem von Bi\$^{3+}\$. Die Bispyridyl Liganden \textit{4-bipy}, \textit{4-bpe} und \textit{4-bpa} formen mit den Antimon(III)- und Bismut(III)halogeniden die sublimierbaren, doppelstr{\"a}ngigen CPs \$^{\ 1}_\infty\$[E\$_2\$X\$_6\$(\textit{L})\$_2\$] (E: Sb, Bi; X: Cl, Br, I; L: \textit{4-bipy}, \textit{4-bpe}, \textit{4-bpa}; \textbf{1}-\textbf{6}, \textbf{8}-\textbf{15}) sowie \$^{\ 1}_\infty\$[SbCl\$_3\$(\textit{4-bipy})] (\textbf{7}). In den CPs \textbf{1}-\textbf{6}, \textbf{8}-\textbf{15} erfolgt die Verkn{\"u}pfung der E\$^{3+}\$-Kationen nicht nur {\"u}ber die organischen Liganden, sondern auch {\"u}ber die Halogenidoliganden. Eine {\"a}hnliche Art der Verkn{\"u}pfung tritt in den CPs \$^{\ 3}_\infty[\$Bi\$_2\$Br\$_6\$(\textit{4-tcpt})] (\textbf{26}) und \$^{\ 2}_\infty[\$Bi\$_2\$Br\$_6\$(\textit{pyz})] (\textbf{32}) auf, w{\"a}hrend in \$^{\ 1}_\infty[\$BiX\$_3\$(\textit{4-cypy})\$_2\$] (X: Cl, Br; \textbf{16}, \textbf{17}) die Verkn{\"u}pfung sogar ausschließlich {\"u}ber die Halogenidoliganden erfolgt. Umsetzungen der Halogenide mit \textit{4-tpt} f{\"u}hren zur Ausbildung verschiedener Koordinationspolymere. W{\"a}hrend mit den Iodiden sowohl die CPs \$^{\ 1}_\infty[\$EI\$_3\$(\textit{4-tpt})] (E: Sb, Bi; \textbf{22}, \textbf{23}), als auch \$^{\ 2}_\infty[\$E\$_4\$I\$_{12}\$(\textit{4-tpt})\$_2\$] (E: Sb, Bi; \textbf{24}, \textbf{25}) zug{\"a}nglich sind, reagieren die Chloride und Bromide zu \$^{\ 2}_\infty[\$EX\$_3\$(\textit{4-tpt})] (E: Sb , Bi; X: Cl, Br; \textbf{18}-\textbf{21}). Aus dem CP \$^{\ 1}_\infty[\$SbCl\$_3\$(\textit{pyz})] (\textbf{29}), das quadratische \{SbCl\$_3\$N\$_2\$\}-Pyramiden enth{\"a}lt, kann durch Erhitzen das h{\"o}her vernetzte \$^{\ 3}_\infty[\$Sb\$_2\$Cl\$_6\$(\textit{pyz})\$_3\$] (\textbf{30}) mit oktaedrischer Sb\$^{3+}\$-Koordination in einer Kondensationsreaktion dargestellt werden. Eine verwandte Struktur wurde auch f{\"u}r die iodidhaltige Verbindung \$^{\ 3}_\infty[\$Sb\$_2\$Cl\$_6\$(\textit{pyz})\$_3\$] (\textbf{31}) beobachtet werden. Die Untersuchung der Lumineszenzeigenschaften der synthetisierten Koordinationspolymere ergab, dass die breitbandigen Anregungsprozesse in den Sb- und Bi-CPs durch metal-to-ligand charge-transfer (MLCT) Prozesse hervorgerufen werden. F{\"u}r die Emission stellen ligand-to-metal charge-transfer (LMCT) {\"U}berg{\"a}nge von ligandzentrierten Zust{\"a}nde in die elektronischen Grundzust{\"a}nde an den anorganischen Koordinationseinheiten und inter-valence charge-transfer (IVCT) Prozesse in E\$^{3+}\$-Paaren die bedeutendsten Prozesse dar. Dar{\"u}ber hinaus konnte in einigen CPs aber auch ligandbasierte Fluoreszenz \bzw Phosphoreszenz beobachtet werden. Die Intensit{\"a}t der Lumineszenz ist erheblich von den enthaltenen Halogenidoliganden abh{\"a}ngig (Cl>Br>I), weshalb f{\"u}r iodidhaltige Verbindungen keine Lumineszenz beobachtet werden konnte. Dar{\"u}ber hinaus wurden vier lanthanoidhaltige Koordinationspolymere der Zusammensetzung \$\beta\$-\$^{\ 1}_\infty[\$Bi\$_{2-x}\$Ln\$_x\$Cl\$_6\$(\textit{4-bipy})\$_2\$] (Ln: Ce, Eu, Tb, Eu/Tb; \textbf{41:Ln}) hergestellt. Dadurch konnte die hervorragende Eignung bismutbasierter Koordinationspolymere als Wirtsverbindungen f{\"u}r Ln\$^{3+}\$-Kationen nachgewiesen werden. In diesen Verbindungen f{\"u}hrt die Anregung des Wirtsgitters {\"u}ber einen Energietransfer zu den charakteristischen Eu\$^{3+}\$- und Tb\$^{3+}\$-Emissionen. Die Anwesenheit von Ce\$^{3+}\$ f{\"u}hrt hingegen zu einer deutlichen Intensit{\"a}tssteigerung der Lumineszenz der Wirtsverbindung. Somit sind auf diese Weise effiziente Phosphore mit variablen Lumineszenzfarben zug{\"a}nglich. Insgesamt konnten im Rahmen dieser Arbeit zahlreiche neue Sb- und Bi-basierte Koordinationsverbindungen mit N-Donor Liganden dargestellt werden und neue Erkenntnisse {\"u}ber ihre strukturellen Eigenschaften und Photolumineszenzeigenschaften erhalten werden.},
  subject      = {Photolumineszenz},
  language  = {de}
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