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Borophosphate
    

Borophosphate (BPO) sind ternäre und höhere intermediäre Phasen der Systeme MxOy – B2O3 – P2O5 (– H2O). Borophosphate werden erst seit wenigen Jahren systematisch untersucht [1]. Dies ist erstaunlich, da Verbindungen der schwereren Homologen des Bors (Al, Ga, In), vor allem in Hinblick auf die Synthese mikroporöser Materialien, schon seit längerer Zeit im Zentrum reger Forschungsaktivitäten stehen (z.B. Alumophosphate und Metall-substituierte Varianten). Für Borophosphate ist ein entsprechendes Potential zu erwarten. Neben dem Einsatz als mikroporöse Festkörper (Katalyse) könnten auch Anwendungen als Materialien mit nutzbaren nicht-linear optischen Eigenschaften in Frage kommen.

Die Kristallchemie der Borophosphate zeigt im Vergleich zu den aus reinen Tetraederverbänden aufgebauten AlPOs, Alumosilicaten etc., eine erweiterte Vielfalt an Verknüpfungsmustern, da Bor (wie aus der Boratchemie bekannt) sowohl in dreifacher (trigonal-planarer) als auch vierfacher (tetraedrischer) Koordination von Sauerstoff auftritt. Auf Basis der bisher beobachteten Struktur- und Bauprinzipien wurde in Anlehnung an die Systematik der Silicate eine erste Struktursystematik der Borophosphate entwickelt [2], die eine Klassifizierung und Einteilung der Borophosphate nach Wassergehalt und molarem B:P-Verhältnis vornimmt. Diese wurde später dahingehend modifiziert, dass eine Unterscheidung zwischen ausschließlich aus Tetraedern aufgebauten Borophosphatanionen und gemischt-koordinierten Anionen vorgenommen wird [3].

Die bis heute bekannten Kristallstrukturen repräsentieren ein breites Spektrum an Verknüpfungsmustern: es reicht von isolierten Einheiten und Ringen, über Ketten und Bänder bis zu Schicht- und Gerüststrukturen. Des Weiteren gelang die Darstellung von Borophosphaten mit chiralen Kristallstrukturen [4-6]  (Abbildung 1) und von Metallo-Borophosphaten mit Tetraeder-Gerüststrukturen, die eine enge Verwandtschaft zu den Topologien der Anionen-Teilstrukturen von Feldspäten und Zeolithen aufweisen [7,8]  (Abbildung 2).

Borophosphate sind präparativ unter milden hydrothermalen Bedingungen aus gängigen Edukten zugänglich. Auch die Integration von organischen Templatmolekülen ist möglich [9,10]  (Abbildung 3). Die Darstellung über Mikrowellen- und Hochtemperatursynthese gelingt ebenfalls. Eine umfassende Charakterisierung der Produkte erfolgt durch röntgenographischen Methoden, EDX und SEM, Chemische Analyse, Thermische Analyse und gegebenenfalls magnetische Messungen.

Zuletzt geändert am 21. Juni 2010 Druckversion         Top
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