Neue Zr- und Hf-basierte Metall-organische Gerüstverbindungen und Oberflächenbeschichtung von ZnO-Tetrapoden mit ZIF-8

Die Forschungsarbeit ist in zwei Unterthemen gegliedert. Das erste Thema befasst sich mit der Synthese und Charakterisierung neuer Zr- und Hf-basierter Metall-organischer Gerüstverbindungen (MOFs). Es konnten drei neue Zr-MOFs und vier neue Hf-MOFs und je zwei für diese MOFs neue anorganische Baueinheiten erhalten werden. Hierfür wurden zwei Ansätze verfolgt: Zum einen wurden harsche Reaktionsbedingungen und zum anderen ungewöhnliche Linkermoleküle verwendet. Für den ersten Ansatz wurden unter Verwendung der Carboxylat-Linker 2,5-Pyrazindicarbonsäure und Pyromellitsäure Monocarbonsäuren als Lösungsmittel, vergleichsweise lange Reaktionszeiten und hohen Reaktionstemperaturen eingesetzt. Beim zweiten Ansatz führten die Verwendung von 1,4-Dihydroxy-p-benzochinon bzw. 1,2,4,5-Tetrahydroxybenzol sowie Chelidamsäure zu neuen MOFs. Das zweite Thema befasst sich mit Wasserstoff-Sensormaterialien auf Basis von ZnO@ZIF-8 core@shell Kompositen. Es wurden einkristalline ZnO-Tetrapoden durch eine Lösungsmittel-freie Synthese partiell in ZIF-8 umgewandelt. Dies führte zu einem Wasserstoff-Sensormaterial mit außergewöhnlich hoher Sensitivität und Selektivität, das sogar in Methan-Atmosphäre signifikante Aktivität gezeigt hat.