Synthese und Untersuchungen stark fluoridierter Ruddlesden-Popper-Oxyfluoride und Charakterisierung der Fluoridierungsreaktion durch in situ Röntgenbeugung

Abstract

Vorliegende Dissertationsschrift befasst sich mit den Ruddlesden-Popper-Oxyfluoriden La2Ni1-xCuxO3F2 und La2Ni1-xCuxO2,5F3 (0 ≤ x ≤ 1). Diese gemischtanionischen Verbindungen wurden über die Reaktion der entsprechenden Oxide La2Ni1-xCuxO4 mit Polyvinylidenfluorid hergestellt und anschließend umfangreich charakterisiert. Der Fokus lag hierbei auf der Strukturaufklärung durch Röntgen- und Neutronendiffraktion, wobei für La2NiO2,5F3 eine neuartig verzerrten Variante der K2NiF4 Struktur (Raumgruppe P42/nnm) nachgewiesen werden konnte. In weiteren Untersuchungen wurde der Reaktionsmechanismus der Fluoridierung erstmalig durch in situ Röntgenpulverdiffraktion beleuchtet. Dabei konnte eine Methode zur gezielten Synthese solcher Verbindungen etabliert und mehrere bisher unbekannte Reaktionsintermdiate identifiziert, isoliert und strukturell analysiert werden. Darüber hinaus wurden zusätzlich die magnetischen und optischen Eigenschaften sowie die thermische Stabilität der Oxyfluoride untersucht.

This dissertation deals with the Ruddlesden-Popper oxyfluorides La2Ni1-xCuxO3F2 and La2Ni1-xCuxO2,5F3 (0 ≤ x ≤ 1). These mixed anionic compounds were prepared via the reaction of the corresponding oxides with polyvinylidene fluoride and subsequently extensively characterised. The focus of these investigations was on the structure elucidation by X-ray and neutron diffraction, whereby a novel distorted variant of the K2NiF4 structure (space group P42/nnm for La2NiO2,5F3) was found. In further investigations, the mechanism of the fluorination reaction was examined by in situ X-ray powder diffraction. A method for the targeted synthesis of such compounds was hereby established and several previously unknown reaction intermediates were identified, isolated and structurally analysed. Furthermore, the magnetic and optical properties as well as the thermal stability of the oxyfluorides were investigated.