Koordinationspolymere mit linearen, aromatischen N-Donor-Liganden für optische Eigenschaften und magneto-optische Komposite

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurden magneto-optische Kompositmaterialien auf Basis von Koordinationspolymeren (CPs) mit optischen Eigenschaften und magnetischen Eisen- bzw. Eisenoxidpartikeln entwickelt. In diesem Zusammenhang konnte der sogenannte *All White Magnet* generiert werden, welcher unter ultraviolettem Licht weiß luminesziert und zudem unter Tageslicht ein weißes Erscheinungsbild aufweist. Essenziell hierfür ist eine partikuläre TiO2-Beschichtung der magnetischen Partikel, welche eine diffuse Reflexion bzw. Refraktion einfallenden Lichtes zur Folge hat. Als weiß lumineszierender Partner diente IFP-1 (*imidazolate framework Potsdam* 1), welches mit Terbium- und Europiumionen imprägniert war (EuTb@IFP-1). Unter UV-Bestrahlung ist simultan rote, grüne und blaue Lumineszenz beobachtbar, wodurch das emittierte Licht weiß erscheint. Mit der bei Tageslicht „weißen“ Farbe und der Emission weißen Lichtes widerspricht der All White Magnet der lange Zeit bestehenden Annahme, magnetische Materialien hätten ein dunkles Erscheinungsbild.<br> In gegensätzlicher Weise zu oben beschriebenem Aufbau, bei welchem die lumineszierende Komponente des Komposits als Teil der äußeren Schicht um einen magnetischen Kern vorliegt, wurde weiterhin ein Komposit generiert, bei welchem diese Rollen vertauscht sind. Superparamagnetische Eisenoxid-Nanopartikel (SPIONs) bilden gemeinsam mit den Gerüstverbindungen 3_∞[Eu2(BDC)3(H2O)4] und/oder 3∞[Tb2(BDC)3(H2O)4] (BDC = Benzol-1,4-dicarboxylat) Komposite, in welchen die Lanthanoid-Verbindungen als Kernmaterialien fungieren, welche mit SPIONs als Satellitenpartikel beschichtet sind. Über die Verhältnisse der Bestandteile ist sowohl die Magnetisierbarkeit als auch die Lumineszenzintensität exakt einstellbar. Zudem weisen die Kern-Satellit-Komposite eine außerordentliche Stabilität auf. Diese besonderen Eigenschaften machen einen Einsatz dieser magneto-optischen Komposite beispielsweise zur Fälschungssicherung oder als lumineszierendes Sensormaterial denkbar.<br> Auch die Synthese neuartiger Substanzen mit optischen Eigenschaften ist ein wesentlicher Teil der Erforschung magneto-optischer Komposite. So wurde als potenzieller alternativer Weißlichtemitter für All White Magnets in der vorliegenden Arbeit ein Zink-basiertes Koordinationspolymer entwickelt, welches sich in eine Vielfalt an ebenso neuen Verbindungen auf Basis von 2-(1,2,4-1*H*-Triazol-3-yl)pyridin (Hpt) einreiht. In Abhängigkeit der enthaltenen Übergangsmetallionen ergeben sich optische Eigenschaften, wie intensive Farbe, thermochrome Effekte oder Photolumineszenz. Letztere kann, in Analogie zu EuTb@IFP-1, genutzt werden, um für den All White Magnet den potenziell alternativen Weißlichtemitter EuTb@1_∞[Zn(pt)2] auf einfache Weise zu synthetisieren.