Themen für Bachelor- und Masterarbeiten

Erste Versuche zur Synthese von Bismut-Halogenid-Molybdaten bzw. -Wolframaten mit Hilfe festkörper- und solvochemischer Methoden lieferten bislang nur halogenidfreie Produkte, jedoch nicht die angestrebten Verbindungen. Bei diesem Thema soll versucht werden, mit Hilfe der Solvothermalsynthese in Autoklaven mit variierenden Lösungsmitteln die gewünschten Bismut-Halogenid-Metallate zu erhalten. Von Interesse sind hierbei auch mit lumineszenzaktiven Kationen dotierte Materialen.

Die Verbindungen der Zusammen-setzung Li_1−xLn_5+xW₈O₃₂ können auf festkörperchemischem Weg für die kleineren Lanthanoiden (Ln = Y und Dy−Lu) synthetisiert werden. Die schwarze Farbe der Kristalle deutet auf eine teilweise Reduktion des Wolframs hin, die durch einen minimalen Unterschuss an Li⁺ bedingt wird und sich auch im ESR Signal dieser Verbindungen zeigt. Die formelanalogen Molybdate sind noch unbekannt, versprechen aber ähnlich interessante magnetische und spektroskopische Eigenschaften. 

Silber-Seltenerdmetall-Wolframate der Zusammensetzung AgLnW₂O₈ sind seit längerer Zeit bekannt und auch gut untersucht. Das gilt nicht für die bislang unbekannten formelgleichen Molybdate AgLnMo₂O₈, die isotyp vermutet werden. Somit sollten in der Struktur [Mo₄O₁₆]⁸⁻-Anionen vorkommen, die einen O²⁻→ M⁶⁺ charge-transfer ausbilden können, der als Sensitizer (= Antenne) zur Lumineszenzanregung dienen kann. Somit ist diese Verbindungsklasse ein potentielles Wirtsmaterial für Lumineszenzanwendungen.

Neben interessanten strukturellen Eigenschaften (wie die Verwandtschaft zu Ca[WO₄] im Scheelit-Typ) bieten Lithium-Derivate von Lanthanoid-Silicat-Wolframaten die Gelegenheit, bedingt durch eine Mischbesetzung auf einer Kationenposition tiefere Einblicke in die Kristallographie zu erhalten. Bei erfolgreicher phasenreiner Synthese besteht darüber hinaus die Möglichkeit der Messung weiterer physikalischer Eigenschaften, wie Magnetismus und Lithiumionenleitfähigkeit.

Polysulfide der Alkalimetalle sind seit langem bekannt und finden als reactive flux Anwendung im Rahmen von Festkörpersynthesen. Bei diesem Thema soll versucht werden, die etablierte  Synthesemethode in flüssigem Ammoniak auf Erdalkali- und Seltenerdmetall-Polysulfide ausgedehnt und Versuche mit verschiedenen Schwefelkonzentrationen durchgeführt werden. Nach Charakterisierung sollen die Polysulfide Anwendung als Precursoren bei der Synthese von  Sulfidomolybdaten und -wolframaten der entsprechenden Metalle finden.

(Oxido)Nitridometallate sind für Alkali- und Erdalkalimetalle bereits gut erforscht, allerdings existieren sehr wenige Derivate mit Seltenerdmetallen als Gegenkationen. Diese Verbindungsklasse soll daher im Rahmen des Projekts auf zwei Wegen synthetisiert werden: 1. Umsetzung von Seltenerdmetalloxidowolframaten im Ammoniakstrom und 2. Fest-körperreaktion mit Beteiligung von Natriumamid. Bei der ersten Methode kann ein Forschungspraktikum zur Synthese der Oxidowolframat-Precursoren vorgeschaltet werden.