Solvatothermale Synthese von Chalkogenidometallaten

Die in den letzten Jahren stark vorangetriebene Entwicklung von solvatothermalen Methoden im mittleren Temperaturbereich (100–600°C) war vor allem durch das aufkommende Interesse motiviert, Festkörper mit offenen Gerüststrukturen zu entwerfen. Eine sehr vielversprechendes Anwendungsgebiet in dieser Hinsicht ist die Herstellung von nanoporösen Chalkogenidometallaten. Eine Kombination der Ionenaustausch‐ und Katalysatoreigenschaften von zeolithartigen Verbindungen mit den bedeutenden optoelektronischen Eigenschaften von Chalkogeniden der Übergangsmetalle sowie der Elemente der Gruppen 13–16 kann auf diese Weise zur Synthese von neuartigen, multifunktionalen Materialien führen. Werden stark polarisierende Lösungsmittel wie Wasser, Methanol und einige Amine auf 110–200°C erhitzt, so kann dies häufig zu vorteilhaften Reaktionsbedingungen führen. Einerseits werden Eigenschaften wie die Löslichkeit und die Diffusion der Ausgangsverbindungen sowie das nachfolgende Kristallwachstum begünstigt, andererseits sind die Bedingungen aber immer noch so mild, daß molekulare Bausteine wie Ketten oder Ringe nicht zerstört werden und polymere Anionenstrukturen bilden können. Synthesen bei 100–600°C führen erwartungsgemäß oft zu metastabilen Festkörperphasen oder solchen, die zwar thermodynamisch stabil sind, sich bei höheren Temperaturen aber zersetzen. Die Dimensionalität der Anionenstruktur sowie die Porengröße innerhalb eines Netzes können entscheidend durch die Wahl eines strukturdirigierenden Alkalimetall‐ oder Alkylammonium‐Kations beeinflußt werden. Methanolothermale Bedingungen haben sich im Hinblick auf die Synthese neuer Selenido‐ und Telluridometallate als besonders geeignet erwiesen. So konnte unter anderem eine neue Klasse von tellurreichen Alkalimetalltelluriden mit Mitgliedern wie RbTe6und Cs3Te22zugänglich gemacht werden. Dieser Artikel liefert einen umfassenden Überblick über die jüngsten Anwendungen solvatothermaler Methoden zur Synthese von Chalkogenidometallaten der schwereren Hauptgruppenelemente der Gruppen 14–16 sowie von Übergangsmetallchalkogeniden. Überhitzte Lösungsmittelwie Wasser, Methanol oder Amine sind bei Temperaturen zwischen 110 und 220°C vorteilhafte Reaktionsmedien für den Aufbau von zeolithartigen Schicht‐ und Gerüststrukturen auf Chalkogenbasis. Solche Bedingungen begünstigen einerseits Löslichkeit, Diffusion und Kristallisation, sind andererseits aber auch schonend genug, um Bausteine wie Ketten oder Ringe für eine Beteiligung an der Selbstorganisation von zeolithartigen Strukturen intakt zu lassen. Methanolothermale Synthesetechniken sind besonders zur Herstellung selen‐ oder tellurhaltiger Netzwerke geeignet.