Projektbeschreibung
Fortschrittliche Methode zur Hochskalierung der Synthese von Metallclustern im Subnanometerbereich
Metallcluster im Subnanometerbereich sind für Anwendungen in der Technik, Katalyse und Biomedizin von großem Wert, wobei der rasante Fortschritt, den sie in letzter Zeit verzeichnet haben, Auslöser für eine Revolution in der Wissenschaft ist. Das EU-finanzierte Projekt MOF-reactors konzentriert sich daher nun auf die großtechnische Herstellung kleiner Metallcluster mit weniger als zehn Atomen, die in den Subnanometerbereich fallen und daher als Metallcluster im Subnanometerbereich bezeichnet werden. Bei jeder florierenden, auf Clustern basierenden Technologie spielen die Synthese und Stabilisierung genau definierter Strukturen im Multigramm-Maßstab eine entscheidende Rolle. Das Projekt wird dies mit einer innovativen Methodik erreichen, die auf der Verwendung metallorganischer Gerüstverbindungen als chemische Nanoreaktoren beruht, um vor Ort große Mengen stabiler und hochreaktiver Metallcluster im Subnanometerbereich zu synthetisieren.
Ziel
Humankind advancement is connected to the use and development of metal forms. Recent works have unveiled exceptional properties –such as luminescence, biocompatibility, antitumoral activity or a superlative catalytic activity– for small aggregations of metal atoms, so–called sub–nanometer metal clusters (SNMCs). Despite this importance, the gram-scale synthesis of structurally and electronically well–defined SNMCs is still far from being a reality.
The present proposal situates at the centre of such weakness and aims at making a breakthrough step-change on the use of metal-organic frameworks (MOFs) as chemical reactors for the in–situ synthesis of stable ligand-free SNMCs with such unique properties. This challenging synthetic strategy, which is assisted by striking published and inedited preliminary results, has solid foundations. Firstly, the design and large-scale preparation of cheap and novel families of highly robust and crystalline MOFs with tailor-made functional channels to be used as chemical reactors. Secondly, the application of solid-state post-synthetic methods to drive the multigram-scale preparation of unique ligand-free homo- and heterometallic SNMCs, which are, in the best-case scenario, very difficult to be obtained and stabilised outside the channels. Last but not least, single-crystal X-Ray diffraction will be used as the definitive tool for the characterisation, at the atomic level, of such ultrasmall species offering unprecedented snapshots about their real structures and formation mechanisms.
The ultimate goal will be upscaling this synthetic strategy aiming at the large-scale fabrication of SNMCs and their industrial application will be then evaluated. A successful achievement of all the aforementioned objectives of this ground-breaking project would open new routes for the use of MOFs as chemical reactors to manufacture, at competitive prices, MOF-driven, structurally and electronically well–defined, ligand–free SNMCs in a multigram-scale.
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2018-COG
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46010 Valencia
Spanien