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Bibliographic Metadata

Title
Entwicklung und Synthese von Ein- und Mehrkomponentensystemen zur photokatalytischen Wasserreduktion / Regina Meinhardt ; [Erster Gutachter: Prof. Dr. Matthias Bauer, Zweiter Gutachter: Prof. Dr. Gerald Henkel]
AuthorMeinhardt, Regina
ParticipantsBauer, Matthias ; Henkel, Gerald
PublishedPaderborn, 2018
Edition
Elektronische Ressource
Description1 Online-Ressource (283 Seiten) : Diagramme
Institutional NoteUniversität Paderborn, Dissertation, 2018
Annotation
Tag der Verteidigung: 24.05.2018
Defended on2018-05-24
LanguageGerman
Document TypesDissertation (PhD)
URNurn:nbn:de:hbz:466:2-30777 
DOI10.17619/UNIPB/1-325 
Files
Entwicklung und Synthese von Ein- und Mehrkomponentensystemen zur photokatalytischen Wasserreduktion [15.07 mb]
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Classification
Abstract (German)

Der Fokus der vorliegenden Arbeit liegt auf der Entwicklung und Synthese von geeigneten Komplexverbindungen zur lichtinduzierten Wasserstoffgenerierung. Effektive molekulare Wasserreduktionssysteme bestehen aus einem Photosensensibilisator (PS) und einem Wasserreduktionskatalysator (WRK). Es existieren zwei unterschiedliche Systeme zur Wasserreduktion. In einem Mehrkomponentensystem liegen der PS und der WRK getrennt voneinander vor. Im Gegensatz dazu sind in einem Einkomponentensystem der PS und der WRK über einen organischen Elektronenüberträger miteinander verbunden, wodurch ein gezielter Elektronentransfer ermöglicht wird. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Mehr- und vergleichbare bimetallische Einkomponentensysteme synthetisiert.Zur Generierung des photoaktiven Zentrums wurden zahlreiche Iridium(III)-Komplexe synthetisiert. Im Sinne der Nachhaltigkeit wurden Katalysator-Komplexe auf der Basis der ökologisch unbedenklichen und kostengünstigen Metalle Eisen und Cobalt generiert. Zusätzlich wurden zwei neue bimetallische Iridium/Eisen- und Iridium/Cobalt-Komplexverbindungen synthetisiert. Die synthetisierten molekularen Photokatalysatoren wurden durch konventionelle Methoden umfangreich charakterisiert und zur Wasserstoffgenerierung eingesetzt. Basierend auf den spektroskopischen und katalytischen Ergebnissen wurden die Iridium-PS im Hinblick auf eine Ligand-Aktivitäts-Korrelation untersucht. Die synthetisierten Systeme zeigen eine bedeutende Effektivität in der lichtinduzierten Protonenreduktion. Insbesondere die Katalysatoren unter Verwendung unedler Metalle weisen eine zu den Edelmetallkatalysatoren konkurrenzfähige Aktivität auf.Durch die experimentellen Befunde konnte das große Potenzial der synthetisierten Systeme, die Erzeugung von Wasserstoff aus Wasser zu katalysieren, nachgewiesen werden.

Abstract (English)

The focus of this work is the development and synthesis of suitable complexes for light driven hydrogen generation. Effective molecular water reduction systems consist of a photosensitizer (PS) and a water reduction catalyst (WRC). There are two different systems for water reduction. In a multi-component system the PS and the WRC are separated. In contrast, in a one-component system the PS and the WRC are connected via an organic linker, allowing a vectorial electron transfer. In the context of this thesis, multicomponent- and comparable bimetallic one-component systems were synthesized.To generate the photoactive center, numerous iridium(III) complexes were synthesized. Sustainable catalysts based on ecologically harmless and inexpensive metals iron and cobalt were prepared. Futhermore, two new bimetallic iridium/iron and iridium/cobalt complexes were obtained. The synthesized molecular photocatalysts were characterized by an extensive investigation with conventional methods and tested for hydrogen generation. Based on the spectroscopic and catalytic results, the iridium-PS were studied for a ligand-activity correlation.The synthesized systems show a significant activity in light-driven proton reduction. In particular the non noble metal based catalysts show an activity, which compete with noble metal catalysts.The experimental results show the great potential of the synthetisized systems for catalyze hydrogen generation from water.

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