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Untersuchungen an Hemi-Carceranden und an endohedralen Fullerenen in Kohlenstoffnanoröhren mit modernen Methoden der Elektronen Paramagnetischen Resonanz

Gembus, Armin (2005):
Untersuchungen an Hemi-Carceranden und an endohedralen Fullerenen in Kohlenstoffnanoröhren mit modernen Methoden der Elektronen Paramagnetischen Resonanz.
Darmstadt, Technische Universität, TU Darmstadt, [Online-Edition: urn:nbn:de:tuda-tuprints-5824],
[Ph.D. Thesis]

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden mit der Elektronen Paramagnetischen Resonanz (EPR) Käfigverbindungen untersucht. Diese sind in Abhängigkeit ihrer Struktur in der Lage, Gastmoleküle reversibel oder irreversibel zu binden. Mit modernen EPR-Methoden konnte die Struktur eines Kupfer Hemi-Carceranden aufgeklärt werden. Dabei wurden die Site-Symmetrie des Kupfer-Ions und dessen direkte Liganden mit der continous wave- (c.w.) und 2-Puls Echo-Technik studiert. Zur Aufklärung und Abstandsabschätzung benachbarter Wasserstoff-Atome wurden die Elektron-Kern-Doppelresonanz (ENDOR) und die Kern-Modulationsexperimente ESEEM (electron spin echo envelope modulation) und HYSCORE (hyperfine sublevel correlation experiment) angewendet. Ebenso konnte eine Koordination des Kupfer-Ions durch Lösungsmittelmoleküle nachgewiesen werden. Die aus den EPR-Messungen erhaltenen Ergebnisse wurden abschließend mit einem aus der Dichte-Funktional-Theorie optimierten Strukturvorschlag verglichen. In einem weiteren Teil der Arbeit wurden mit der EPR endohedrale Fullerene und Kohlenstoffnanoröhren untersucht. Der irreversible Einbau eines Stickstoff-Atoms in das Innere eines Fullerenkäfigs ermöglicht den Einsatz dieser endohedralen Fullerene als Spinsonden. Die Einlagerung endohedraler Fullerene erlaubt das Studium der Wechselwirkung zwischen Kohlenstoffnanoröhre und Fulleren.

Item Type: Ph.D. Thesis
Erschienen: 2005
Creators: Gembus, Armin
Title: Untersuchungen an Hemi-Carceranden und an endohedralen Fullerenen in Kohlenstoffnanoröhren mit modernen Methoden der Elektronen Paramagnetischen Resonanz
Language: German
Abstract:

In der vorliegenden Arbeit wurden mit der Elektronen Paramagnetischen Resonanz (EPR) Käfigverbindungen untersucht. Diese sind in Abhängigkeit ihrer Struktur in der Lage, Gastmoleküle reversibel oder irreversibel zu binden. Mit modernen EPR-Methoden konnte die Struktur eines Kupfer Hemi-Carceranden aufgeklärt werden. Dabei wurden die Site-Symmetrie des Kupfer-Ions und dessen direkte Liganden mit der continous wave- (c.w.) und 2-Puls Echo-Technik studiert. Zur Aufklärung und Abstandsabschätzung benachbarter Wasserstoff-Atome wurden die Elektron-Kern-Doppelresonanz (ENDOR) und die Kern-Modulationsexperimente ESEEM (electron spin echo envelope modulation) und HYSCORE (hyperfine sublevel correlation experiment) angewendet. Ebenso konnte eine Koordination des Kupfer-Ions durch Lösungsmittelmoleküle nachgewiesen werden. Die aus den EPR-Messungen erhaltenen Ergebnisse wurden abschließend mit einem aus der Dichte-Funktional-Theorie optimierten Strukturvorschlag verglichen. In einem weiteren Teil der Arbeit wurden mit der EPR endohedrale Fullerene und Kohlenstoffnanoröhren untersucht. Der irreversible Einbau eines Stickstoff-Atoms in das Innere eines Fullerenkäfigs ermöglicht den Einsatz dieser endohedralen Fullerene als Spinsonden. Die Einlagerung endohedraler Fullerene erlaubt das Studium der Wechselwirkung zwischen Kohlenstoffnanoröhre und Fulleren.

Place of Publication: Darmstadt
Publisher: Technische Universität
Uncontrolled Keywords: ESEEM, HYSCORE, EPR, c.w., endohedrale Fullerene
Divisions: 07 Department of Chemistry
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:22
Official URL: urn:nbn:de:tuda-tuprints-5824
License: only the rights of use according to UrhG
Referees: Schäfer, Prof. Dr. Rolf
Refereed / Verteidigung / mdl. Prüfung: 4 July 2005
Alternative Abstract:
Alternative abstract Language
Cage molecules were studied in the present work by methods of modern electron paramagnetic resonance (EPR). As a function of the structure it is possible to store guest molecules reversibly or irreversibly inside this molecules. The structure of a copper hemi-carcerand was identified by modern methods of EPR spectroscopy. Therby, the site symmetry of the copper ion and its directly coordinated ligands have been studied by the continous wave (c.w.) and the 2-pulse echo technique. For the characterization and distance estimation of adjacent hydrogen atoms electron nuclear double resonance (ENDOR) and nuclear modulation experiments like ESEEM (electron spin echo envelope modulation) and HYSCORE (hyperfine sublevel correlation experiment) were applied. Also, a coordination of the copper ion by solvent molecules was resolved. Finally, all EPR results were compared to an optimized structure revealed by density functional theory (DFT). In an additional part of this work endohedral fullerenes and carbon nanotubes have been investigated. The irreversible capture of atomic nitrogen inside a fullerene cage allows this endohedral fullerene to be capable as a spin probe. By incorporation of these endoheral fullerenes into carbon nanotubes interactions were observed.English
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