Synthese und Charakterisierung anionischer Derivate von Seltenerdmetall-Oxidomolybdaten und -wolframaten mit Hilfe festkörper- und nasschemischer Methoden

Die Erforschung und Entwicklung neuartiger energieeffizienter Materialien gewinnt in der heutigen Zeit zunehmend an Bedeutung. Ein Teil dieses Forschungsgebiets stellt die Synthese und Charakterisierung neuer Leuchtstoffe dar, welche im Vergleich mit bisher bekannten Stoffen einfacher und kostengünstiger produziert werden können sowie bei geringerem Energieaufwand verbesserte Leuchteigenschaften aufweisen. Im Rahmen früherer Forschungen auf diesem Gebiet stellten sich Oxidomolybdate und -wolframate als besonders gute Wirtsmaterialien für die Dotierung mit lumineszenzaktiven Seltenerdmetallkationen heraus.

Ziel dieser Dissertation war es, bisher bekannte Festkörpersynthesemethoden zu optimieren sowie nasschemische Synthesemethoden zu entwickeln, um bislang nicht darstellbare Derivate von Oxidomolybdaten und -wolframaten zu synthetisieren.

Durch eine neu entwickelte nasschemische Synthesemethode war es erstmals möglich, phasenreine, aufgrund der kleinen Partikelgröße jedoch röntgenamorphe, Seltenerdmetall(III)-Fluorid-Oxido-molybdate(VI) und -wolframate(VI) herzustellen. Durch Anwendung verschiedener Umkristallisationsmethoden gelang es weiterhin, aus den phasenreinen Pulvern auch Einkristalle zur Strukturaufklärung der bisher nicht darstellbaren Seltenerdmetall(III)-Fluorid-Oxidomolybdate(VI) unter Verwendung der größeren Lanthanoide zu gewinnen. Dotierungen sind durch den Einsatz dieser nasschemischen Synthesemethode einfacher und präziser durchführbar als mit den bisher verwendeten Festkörpermethoden und führen zu einer homogenen Verteilung der lumineszenzaktiven Zentren. An den auf diese Weise erfolgreich dargestellten Leuchtstoffen konnten zur Charakterisierung der Eigenschaften und zum Nachweis der strukturell relevanten Baugruppen schwingungsspektroskopische Messungen durchgeführt sowie optische und lumineszente Eigenschaften bestimmt werden. Weiterhin wurde die Abhängigkeit der Leuchtintensität von der Partikelgröße undotierter sowie dotierter nasschemisch synthetisierter und mittels einer Kugelmühle weiterbehandelten Produkte untersucht.

Über die Optimierung von bekannten Festkörpersyntheserouten konnte sowohl die Reihe der Seltenerdmetall(III)-Chlorid-Oxidowolframate(VI) als auch die Reihe der Seltenerdmetall(III)-Bromid-Oxidowolframate(VI) strukturell nahezu vollständig aufgeklärt werden.