Grafting – Bildung von Oberflächen-Metallkomplexen


Mit "Grafting" wird eine Präparationsmethode bezeichnet, deren Ziel es ist ein Metallzentrum so an eine funktionelle Gruppe der Oberfläche zu binden, dass es atomar verteilt und isoliert von anderen Metallzentren vorliegt.

Das Grundprinzip von Grafting besteht darin eine Komplexverbindung, die mindestens einen basischen Liganden besitzt, in einer Protolysereaktion mit einem Proton einer Oberflächenhydroxylgruppe zur Reaktion zu bringen. Idealerweise bildet sich dabei eine flüchtige Abgangsgruppe, die aus dem Reaktionsgemisch entweicht, und somit eine weitere Triebkraft der Reaktion darstellt. Beim Anbinden von isolierten Metallzentren an die Oberfläche können zwei Fälle unterschieden werden. Im ersten Fall erfolgt die Anbindung direkt an die funktionellen Gruppen der Oberfläche. Im zweiten Fall wird die Oberfläche vor der Synthese modifiziert, indem die funktionellen Gruppen mit einem „Verbinder“ (sog. Linker) zur Reaktion gebracht werden und die Anbindung des Metalls über den „Linker“ erfolgt.

Ein entscheidender Vorteil des Graftings besteht darin, dass bei der Synthese eine kovalente Bindung zwischen Oberfläche und Metallzentrum ausgebildet wird, die eine höhere Stabilität der isolierten Spezies gewährleistet. Darüber hinaus lässt sich die Anzahl der Bindungen pro Metallzentrum und die Beladung durch die Vorbehandlung des Trägers und der damit verbundenen Modifikation der Oberflächenhydroxylgruppen variieren und einstellen.

Charakterisierungsmethoden:

  • IR-Spektroskopie

  • Festkörper-NMR-Spektroskopie

  • Elementaranalyse

  • EXAFS-Spektroskopie

  • Temperaturprogrammierte Reaktionen

     

Kontakt:
Lea Kopietz (lea.kopietz@tum.de)