Der elektrochemische Nachweis von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK), zu denen Anthracen und Pyren gehören, bietet eine kostengünstigere, einfachere und schnellere alternative Analysemethode als herkömmliche Methoden wie GC und HPLC. Im Vergleich zu diesen Methoden weist er jedoch nach wie vor eine geringere Empfindlichkeit auf. Einige neuere Bemühungen haben an einem Mangel an Selektivität gelitten, entweder aufgrund der elektrodenmodifizierende Schicht mit hohem Hintergrundstrom oder der Wahl eines Leitelektrolyten, der die Detektion stört. Bei dem vorliegenden Versuch wurden Pt-Pd-Nanopartikel (NPs) und MWCNTs verwendet, um eine Glaskohlenstoffelektrode (GCE) zum empfindlichen Nachweis von Anthracen und Pyren zu modifizieren. Die verwendeten NPs wurden unter Verwendung eines wässrigen Extrakts aus Blättern von E. grandis synthetisiert, einem nachhaltigen und umweltfreundlichen Syntheseweg. Durch einer Optimierung der Mengen an Pt- und Pd-Ionen im Vorläufer wurden NPs mit einer durchschnittlichen Größe von 10 nm erhalten, wobei ein Verhältnis von 1 Pt-Ion zu 3 Pd-Ionen die kleinste Größe ergab. Durch XPS wurde festgestellt, dass die Zusammensetzung der NPs von Pt2+ und Pd0 dominiert wird. Die XRD-Analyse ergab eine kristalline Natur mit einer flächenzentriert-kubischen Struktur. Die Pt-Pd-NPs bewirkten eine Erhöhung des Spitzenstroms um 94 % für Pyren, führten jedoch zu niedrigeren Spitzenströmen für Anthracen. Wenn die NPs weiter mit MWCNTs zum Nachweis von Pyren verwendet wurden, wurde eine Spitzenstromsteigerung von etwa 200 % mit einem Dynamikbereich von 66–130 μM und einer LOD von 23 μM beobachtet. Es wurde auch festgestellt, dass der elektrochemische Prozess gemischt diffusions- und adsorptionskontrolliert ist. Aufgrund des Einflusses der Adsorption musste die Akkumulationszeit im Analyseverfahren berücksichtigt werden. MWCNTs wurden beim Nachweis von Anthracen angewendet, wobei eine Erhöhung des Spitzenstroms um 74 % und eine Verringerung des Überpotentials um 53 mV beobachtet wurde. Ein dynamischer Bereich von 50–146 µM und eine LOD von 42 µM wurden bestimmt. Niedrigere Konzentrationen wurden mit einer Leitungswasserprobe gemessen, die mit Anthracen versetzt war, hauptsächlich wegen der geringen Löslichkeit von PAK in Wasser. Der Einfluss der Säurebehandlung von MWCNTs auf den Nachweis von Anthracen und Pyren wurde ebenfalls untersucht. Die Säurebehandlung ermöglichte das Laden von mehr Material ohne Ablösen der modifizierten Schicht, was zu höheren Spitzenstromverbesserungen für Anthracen (533 %) und Pyren (448 %) führte. Für Anthracen und Pyren wurden LODs von 40 µM bzw. 14 µM bestimmt, die nur geringfügig niedriger sind als die bei MWCNTs/GCE und Pt-PdNPs/MWCNTs/GCE beobachteten Werte. Der Nachweis von Anthracen wurde durch die Anwesenheit von Pyren und gewöhnlichen Ionen gestört, während die LOD für Pyren in Gegenwart von Anthracen 18 µM betrug. Es wurde festgestellt, dass die auf MWCNTs basierende elektrochemische Nachweisplattform eine bessere Reaktion auf Pyren aufweist.:Bibliographische Beschreibung i Referat i Abstract iii Zeitraum, Ort der Durchführung v Acknowledgements vi Dedication vii Table of Contents viii List of Abbreviations and Symbols xii Chapter 1 1 Introduction 1 1.1 Overview 1 1.2 Polycyclic Aromatic Hydrocarbons 2 1.3 Electrochemical Sensors 7 1.3.1 General Response Curve for Chemical Sensors 10 1.4 Carbon Nanotubes 13 1.5 Use of Nanoparticles in Electrochemical Detection 18 1.6 Green Synthesis of Nanoparticles and The Rationale Behind It 21 1.7 Previous Efforts in the Electrochemical Detection of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons 24 1.8 Objectives of the Study 26 Chapter 2 28 Experimental 28 2.1 Chemicals 28 2.1.1 Preparation of Anthracene and Pyrene Solutions 28 2.2 Collection and Preparation of Plant Material 29 2.3 Synthesis and Preparation of Materials 29 2.3.1 Synthesis of Metallic Nanoparticles 29 2.3.2 Acid Treatment of Multi-walled Carbon Nanotubes 30 2.4 Characterization of the Nanomaterials 30 2.4.1 UV-Vis Spectrophotometry 30 2.4.2 SEM/EDX and TEM Analysis 30 2.4.3 Powder X-ray Diffractometry 31 2.4.4 XPS Analysis 31 2.5 Electrochemical Measurements 31 2.5.1 Preparation of the Bare and Modified Glassy Carbon Electrode 32 2.5.2 Characterization of the Bare and the Modified Glassy Carbon Electrode 33 2.5.3 Electrocatalytic Oxidation of Anthracene on the Bare and Modified GCEs 33 2.5.4 Electrocatalytic Oxidation of Pyrene on the Bare and Modified GCEs 34 Chapter 3 35 Synthesis, Characterization, and Application of Pt-Pd Nanoparticles in the Electrochemical Detection of Anthracene and Pyrene 35 3.1 Test for Flavonoids and Polyphenols in the E. grandis Leaves’ Extract 35 3.2 Synthesis of Nanoparticles 35 3.3 Characterization of Nanoparticles 37 3.3.1 TEM Analysis 37 3.3.2 SEM Analysis 40 3.3.3 EDX Analysis 41 3.3.4 Powder X-Ray Diffraction Analysis 45 3.3.5 XPS Analysis of Pt-Pd Particles 46 3.4 Impedance Measurements of the Bare and Nanoparticle-modified Glassy Carbon Electrode 49 3.5 Electrochemical Oxidation of Anthracene and Pyrene at the Bare and Nanoparticles-modified Glassy Carbon Electrode 51 3.6 Conclusions 53 Chapter 4 55 Pt-PdNPs/MWCNTs-Modified GCE for the Detection of Pyrene 55 4.1 Impedance Measurement with Pt-PdNPs/MWCNTs/GCE 55 4.2 Electrochemical Oxidation of Pyrene on Pt-PdNPs/MWCNTs/GCE 56 4.3 Analysis of Varying Concentrations of Pyrene on Pt-PdNPs/MWCNTs/GCE 59 4.4 Selectivity 61 4.5 Conclusions 62 Chapter 5 64 Exploring Multi-walled Carbon Nanotubes for the Detection of Anthracene 64 5.1 Impedance Measurement of MWCNT-Modified Glassy Carbon Electrode 64 5.2 Electrochemical Oxidation of Anthracene on MWCNT/GCE 65 5.3 Analysis of Varying Concentrations of Anthracene Using MWCNTs/GCE 68 5.4 Detection of Anthracene in Tap Water 71 5.5 Conclusions 72 Chapter 6 73 Effect of Acid Treatment of Multi-walled Carbon Nanotubes on the Detection of Anthracene and Pyrene 73 6.1 Characterization of fMWCNTs 74 6.2 Electrochemical Oxidation of Anthracene on fMWCNTs/GCE 75 6.2.1 Effect of Change in Scan Rate 76 6.2.2 Effect of Accumulation Time 77 6.2.3 Application of fMWCNTs/GCE in the Analysis of Varying Concentrations of Anthracene 77 6.3 Electrochemical Oxidation of Pyrene on fMWCNTs/GCE 79 6.4 Selectivity 82 6.4.1 Co-detection of Anthracene and Pyrene at fMWCNTs/GCE 83 6.4.2 Interference of Some Common Ions 85 6.5 Detection of Pyrene in Tapwater using fMWCNTs/GCE 86 6.6 Conclusions 87 Chapter 7 88 Summary and Outlook 88 7.1 Summary 88 7.2 Outlook 90 References 92 Selbständigkeitserklärung 101 Curriculum Vitae 102 / Electrochemical detection of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), which include anthracene and pyrene, offers a cheaper, simpler, and faster alternative method of analysis than conventional methods like GC and HPLC. However, it still is not as sensitive as these methods. Some recent efforts have suffered from lack of selectivity, either from the electrode modifying layer having high background current or from the choice of supporting electrolyte interfering with the detection. In this work, Pt-Pd nanoparticles (NPs) and MWCNTs were used to modify a glassy carbon electrode (GCE) for sensitive detection of anthracene and pyrene. The NPs used were synthesized using an aqueous extract from E. grandis leaves, a sustainable and environmentally friendly synthetic route. NPs with an average size of 10 nm were obtained by optimizing the amounts of Pt- and Pd-ions in the precursor, with a ratio of 1:3 Pt to Pd-ions producing the smallest size. Through XPS, the composition of the NPs was established to be dominated by Pt2+ and Pd0. XRD analysis revealed a crystalline nature with a face-centered cubic structure. The Pt-Pd NPs produced 94 % enhancement in the peak current for pyrene but resulted in lower peak currents for anthracene. When the NPs were further used with MWCNTs for the detection of pyrene, about 200% peak current enhancement was observed with a dynamic range of 66–130 µM and LOD of 23 µM. The electrochemical process was also established to be mixed diffusion- and adsorption-controlled. The influence of adsorption necessitated the employment of accumulation time in the analysis procedure. MWCNTs were applied in the detection of anthracene and a 74 % peak current enhancement and a reduction in the overpotential by 53 mV were observed. A dynamic range of 50–146 µM and LOD of 42 µM were determined. Lower concentrations were recovered from a tap water sample that was spiked with anthracene, mainly because of the low solubility of PAHs in water. Effect of acid treatment of MWCNTs on the detection of anthracene and pyrene was also investigated. Acid treatment allowed for loading of more material without peeling off of the modified layer which resulted in higher peak current enhancements for anthracene (533%) and pyrene (448%). LODs of 40 µM and 14 µM were determined for anthracene and pyrene respectively, which are only slightly lower than what was observed at MWCNTs/GCE and Pt-PdNPs/MWCNTs/GCE. Detection of anthracene was interfered by the presence of pyrene and common ions, while the LOD for pyrene in the presence of anthracene was 18 µM. The MWCNTs based electrochemical detection platform was found to have a better response towards pyrene.:Bibliographische Beschreibung i Referat i Abstract iii Zeitraum, Ort der Durchführung v Acknowledgements vi Dedication vii Table of Contents viii List of Abbreviations and Symbols xii Chapter 1 1 Introduction 1 1.1 Overview 1 1.2 Polycyclic Aromatic Hydrocarbons 2 1.3 Electrochemical Sensors 7 1.3.1 General Response Curve for Chemical Sensors 10 1.4 Carbon Nanotubes 13 1.5 Use of Nanoparticles in Electrochemical Detection 18 1.6 Green Synthesis of Nanoparticles and The Rationale Behind It 21 1.7 Previous Efforts in the Electrochemical Detection of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons 24 1.8 Objectives of the Study 26 Chapter 2 28 Experimental 28 2.1 Chemicals 28 2.1.1 Preparation of Anthracene and Pyrene Solutions 28 2.2 Collection and Preparation of Plant Material 29 2.3 Synthesis and Preparation of Materials 29 2.3.1 Synthesis of Metallic Nanoparticles 29 2.3.2 Acid Treatment of Multi-walled Carbon Nanotubes 30 2.4 Characterization of the Nanomaterials 30 2.4.1 UV-Vis Spectrophotometry 30 2.4.2 SEM/EDX and TEM Analysis 30 2.4.3 Powder X-ray Diffractometry 31 2.4.4 XPS Analysis 31 2.5 Electrochemical Measurements 31 2.5.1 Preparation of the Bare and Modified Glassy Carbon Electrode 32 2.5.2 Characterization of the Bare and the Modified Glassy Carbon Electrode 33 2.5.3 Electrocatalytic Oxidation of Anthracene on the Bare and Modified GCEs 33 2.5.4 Electrocatalytic Oxidation of Pyrene on the Bare and Modified GCEs 34 Chapter 3 35 Synthesis, Characterization, and Application of Pt-Pd Nanoparticles in the Electrochemical Detection of Anthracene and Pyrene 35 3.1 Test for Flavonoids and Polyphenols in the E. grandis Leaves’ Extract 35 3.2 Synthesis of Nanoparticles 35 3.3 Characterization of Nanoparticles 37 3.3.1 TEM Analysis 37 3.3.2 SEM Analysis 40 3.3.3 EDX Analysis 41 3.3.4 Powder X-Ray Diffraction Analysis 45 3.3.5 XPS Analysis of Pt-Pd Particles 46 3.4 Impedance Measurements of the Bare and Nanoparticle-modified Glassy Carbon Electrode 49 3.5 Electrochemical Oxidation of Anthracene and Pyrene at the Bare and Nanoparticles-modified Glassy Carbon Electrode 51 3.6 Conclusions 53 Chapter 4 55 Pt-PdNPs/MWCNTs-Modified GCE for the Detection of Pyrene 55 4.1 Impedance Measurement with Pt-PdNPs/MWCNTs/GCE 55 4.2 Electrochemical Oxidation of Pyrene on Pt-PdNPs/MWCNTs/GCE 56 4.3 Analysis of Varying Concentrations of Pyrene on Pt-PdNPs/MWCNTs/GCE 59 4.4 Selectivity 61 4.5 Conclusions 62 Chapter 5 64 Exploring Multi-walled Carbon Nanotubes for the Detection of Anthracene 64 5.1 Impedance Measurement of MWCNT-Modified Glassy Carbon Electrode 64 5.2 Electrochemical Oxidation of Anthracene on MWCNT/GCE 65 5.3 Analysis of Varying Concentrations of Anthracene Using MWCNTs/GCE 68 5.4 Detection of Anthracene in Tap Water 71 5.5 Conclusions 72 Chapter 6 73 Effect of Acid Treatment of Multi-walled Carbon Nanotubes on the Detection of Anthracene and Pyrene 73 6.1 Characterization of fMWCNTs 74 6.2 Electrochemical Oxidation of Anthracene on fMWCNTs/GCE 75 6.2.1 Effect of Change in Scan Rate 76 6.2.2 Effect of Accumulation Time 77 6.2.3 Application of fMWCNTs/GCE in the Analysis of Varying Concentrations of Anthracene 77 6.3 Electrochemical Oxidation of Pyrene on fMWCNTs/GCE 79 6.4 Selectivity 82 6.4.1 Co-detection of Anthracene and Pyrene at fMWCNTs/GCE 83 6.4.2 Interference of Some Common Ions 85 6.5 Detection of Pyrene in Tapwater using fMWCNTs/GCE 86 6.6 Conclusions 87 Chapter 7 88 Summary and Outlook 88 7.1 Summary 88 7.2 Outlook 90 References 92 Selbständigkeitserklärung 101 Curriculum Vitae 102

No description available.

No description available.

No description available.

Idag är de vanligaste använda raketerna flytande-bränsle- och fast-bränsle- raketer. Flytande-bränsle-raketer har fördelen att det kan manövreras men de har en komplex design och problem med förvaring. Fast-bränsle-raketer har en enkel design och kan förvaras men de har en miljöpåverkan och bränslet kan vara svårhanterligt. En tredje typ av raketer, hybridraketer, kan kombinera enkelheten från fasta-bränsle-raketer med manövreringsbarheten från vätske-bränsle-raketer. Trots fördelarna med hybridraketer används de inte på grund av att bränslet har låg regressionshastighet och låg densitet. Organiska additiv har visat sig förbättra dessa egenskaper. 50 organiska additiv granskades med avseende på deras specifika impuls, densitet, kostnad och användarvänlighet. De mest lovande organiska additiven utvärderades sedan experimentellt. Termogravimetrisk analys (TGA), isotermviktförlust, kompatibilitet och differentiell svepkalorimetri (DSC) användes. Resultaten indikerar att hexamin, fluorene, anthracene och 1,4-dicyanobenzene har mest potential att förbättra bränslet i hybridraketer. / Liquid propellant and solid propellant rockets are the most commonly used rockets Liquid propellant rockets have the advantage of being manoeuvrable with a high specific performance while they exhibit problems with storage and a complex design. Solid propellant rockets offer simplicity and are storable while they have a large environmental impact and could be difficult to handle. A third type of rocket, hybrid propellant rocket has the potential to combine the simplicity of solid propellant rocket with the manoeuvrability of liquid propellant rockets. While the hybrid propellant rocket offers advantages over liquid propellant and solid propellant rocket it have problems with its fuel which have a low regression rate and low density. Organic fillers were evaluated since they may increase in the regression rate and the density of the solid fuel. 50 organic fillers were assessed with regards to their specific impulse, density, cost and handling properties. The organic fillers with the most promising properties were then experimentally evaluated. Thermogravimetric analysis (TGA), isothermal weight loss test, compatibility test and differential scanning calorimetry analysis were conducted. The results indicate that hexamine, fluorene, anthracene and 1,4-dicyanobenzene are the most suitable organic fillers of those evaluated..

Zusammenfassung In der vorliegenden Promotionsschrift werden Strategien zur Erzeugung von Linkermolekülen beschrieben, die geeignet sind, um als Bauelemente für sogenannte \"Metal-Organic rameworks\" (MOF) eingesetzt zu werden. Diese Stoffe bestehen aus einem organischen \"Linker\"-Teil, welcher die Metalleinheiten (\"Sekundäre Baueinheit\", SBU) miteinander verbindet, und dadurch die Entstehung von dreidimensionalen porösen Netzwerken ermöglicht. Dieses Projekt wurde an der Universität Leipzig in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. rer. nat. Dr. h.c. Evamarie Hey-Hawkins am Institut für Anorganische Chemie durchgeführt. Seit den frühen neunziger Jahren genießen MOFs großes Interesse aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften als Festkörper mit wohldefinierter und permanenter Porosität. In der Einleitung dieser Promotionsschrift werden das Anwendungspotential oder bereits existierende Anwendungen für MOFs und verwandte poröse Feststoffe näher beschrieben. Mögliche Anwendungsgebiete sind unter anderem Gasspeicherung, Trennverfahren, zur Katalyse, in der Medizin und für Detektoren in der analytischen Chemie. Die Auswahl der organischen Baueinheiten für die Synthese von MOFs richtet sich nach Kriterien wie z.B. thermischer Stabilität, Geometrie der koordinierenden Einheiten, Rigidität des Linkermoleküls. Weiterhin können potentielle sekundäre Effekte berücksichtigt werden, z.B. Eignung für katalytische Prozesse, Ladungspufferung oder Lichtsammelvermögen. Alle Linker enthalten aromatische Einheiten; es werden Anthracen, Binaphthyl (verkörpert durch chirale BINAPO-Einheiten), Biphenyl, Pyren und Perylen als Mittelstück des Linkers eingesetzt. Die Promotionsschrift beleuchtet auch in einem Streifblick die Geschichte, das Vorkommen, mögliche Anwendungen und Giftigkeit von Molekülen mit polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffgruppen. Die Synthese der Linker wurde mittels der folgenden Route realisiert: Bromierung der aromatischen Bestandteile und Anfügen von Endstücken (\"capper\") - welche die koordinierenden Einheiten enthalten - durch die Suzuki-Miyaura-Kupplung. Die Syntheserouten für den bromierten aromatischen Mittelteil des Linkers, die Boronsäuren und die vollständigen Linker, werden im experimentellen Teil beschrieben, und die erhaltenen Linker werden charakterisiert. Für den anorganischen Teil des MOF wurden außerdem ausgewählte komplexe Einheiten erzeugt, die als Startmaterialien für den sogenannten \"controlled SBU approach\" (CSA) dienen. Bei dieser Methode wird eine Baueinheit erzeugt, die der gewünschten eigentlichen Baueinheit im fertiggestellten MOF ähnlich ist und dann als Präkursor in der Synthese eingesetzt wird. Verschiedene Ansätze zur Erzeugung von MOFs wurden ausgeführt: Langsame Diffusion in Flüssigkeiten oder Gelen und vor allem Tempern der organischen und anorganischen Baueinheiten oder Startmaterialien in einem Lösungsmittel, teilweise unter solvothermalen Bedingungen. Mehrere Polymere wurden in einer zur Röntgenstrukturbestimmung geeigneten kristallinen Form erhalten. Die Strukturen werden in der vorliegenden Arbeit präsentiert und diskutiert. Ein Ausblick auf weiterführende Untersuchungen an diesen Verbindungen wird ebenfalls gegeben. / Abstract This thesis describes approaches to obtain linker molecules that are suitable to build a so-called \"metal-organic framework\", MOF (or porous coordination polymer, PCP). These materials consist of an organic linker part that connects the metal units, \"secondary building units\" (SBU), with each other to form threedimensional, hollow networks. This project was performed at the University of Leipzig in the multinational workgroup of Prof. Dr. rer. nat. Dr. h.c. Evamarie Hey-Hawkins, at the Faculty for Inorganic Chemistry. These MOF materials have gained a lot of interest since the early 1990s for their special properties as solid materials with a well-defined, permanent porosity. The introductory part of this thesis elaborates potential or already current usage of MOF materials and related porous solids, such as gas storage, separation processes, catalysis, medical use and use in analytic detection. The choice of organic building blocks for the synthesis of MOFs followed certain criteria, such as thermal stability, geometry of coordinating units, rigidity of the linker molecule, and potential secondary effects such as suitability for catalytic purposes, charge buffering or light harvesting. All linkers feature aromatic units, and among the cores are moieties like anthracene, binaphthyl (represented by the chiral BINAP), biphenyl, pyrene and perylene. A glance is thrown on the history, occurrence, possible use and potential toxicity of molecules with polycyclic aromatic hydrocarbon moieties. Synthesis of the linkers is implemented by use of brominations of the aromatic core units and attaching capper units - carrying the coordinating units - by means of Suzuki-Miyaura-coupling. The synthesis routes to these molecules, brominated aromatic core, boronic acids and finished linkers, are described in the experimental part. The obtained linkers are characterised and described. Furthermore, selected complex units for the inorganic part of a potential MOF were created as starting materials for a so-called \"controlled SBU approach\" (CSA); wherein a building block, very similar to the desired unit in the final framework, is prepared and then used as a precursor in the synthesis. Various attempts at the generation of MOFs were conducted: Slow diffusion in liquids or gels, and, especially, reactions by tempering the organic and inorganic building blocks or starting materials in a solvent - partially also under solvothermal conditions. Several polymers were obtained in crystalline form, suitable for structure determination by X-ray crystallography. These structures are presented and discussed in this work, as well as the further research on these solids and the results being achieved.

Zusammenfassung In der vorliegenden Promotionsschrift werden Strategien zur Erzeugung von Linkermolekülen beschrieben, die geeignet sind, um als Bauelemente für sogenannte \"Metal-Organic rameworks\" (MOF) eingesetzt zu werden. Diese Stoffe bestehen aus einem organischen \"Linker\"-Teil, welcher die Metalleinheiten (\"Sekundäre Baueinheit\", SBU) miteinander verbindet, und dadurch die Entstehung von dreidimensionalen porösen Netzwerken ermöglicht. Dieses Projekt wurde an der Universität Leipzig in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. rer. nat. Dr. h.c. Evamarie Hey-Hawkins am Institut für Anorganische Chemie durchgeführt. Seit den frühen neunziger Jahren genießen MOFs großes Interesse aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften als Festkörper mit wohldefinierter und permanenter Porosität. In der Einleitung dieser Promotionsschrift werden das Anwendungspotential oder bereits existierende Anwendungen für MOFs und verwandte poröse Feststoffe näher beschrieben. Mögliche Anwendungsgebiete sind unter anderem Gasspeicherung, Trennverfahren, zur Katalyse, in der Medizin und für Detektoren in der analytischen Chemie. Die Auswahl der organischen Baueinheiten für die Synthese von MOFs richtet sich nach Kriterien wie z.B. thermischer Stabilität, Geometrie der koordinierenden Einheiten, Rigidität des Linkermoleküls. Weiterhin können potentielle sekundäre Effekte berücksichtigt werden, z.B. Eignung für katalytische Prozesse, Ladungspufferung oder Lichtsammelvermögen. Alle Linker enthalten aromatische Einheiten; es werden Anthracen, Binaphthyl (verkörpert durch chirale BINAPO-Einheiten), Biphenyl, Pyren und Perylen als Mittelstück des Linkers eingesetzt. Die Promotionsschrift beleuchtet auch in einem Streifblick die Geschichte, das Vorkommen, mögliche Anwendungen und Giftigkeit von Molekülen mit polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffgruppen. Die Synthese der Linker wurde mittels der folgenden Route realisiert: Bromierung der aromatischen Bestandteile und Anfügen von Endstücken (\"capper\") - welche die koordinierenden Einheiten enthalten - durch die Suzuki-Miyaura-Kupplung. Die Syntheserouten für den bromierten aromatischen Mittelteil des Linkers, die Boronsäuren und die vollständigen Linker, werden im experimentellen Teil beschrieben, und die erhaltenen Linker werden charakterisiert. Für den anorganischen Teil des MOF wurden außerdem ausgewählte komplexe Einheiten erzeugt, die als Startmaterialien für den sogenannten \"controlled SBU approach\" (CSA) dienen. Bei dieser Methode wird eine Baueinheit erzeugt, die der gewünschten eigentlichen Baueinheit im fertiggestellten MOF ähnlich ist und dann als Präkursor in der Synthese eingesetzt wird. Verschiedene Ansätze zur Erzeugung von MOFs wurden ausgeführt: Langsame Diffusion in Flüssigkeiten oder Gelen und vor allem Tempern der organischen und anorganischen Baueinheiten oder Startmaterialien in einem Lösungsmittel, teilweise unter solvothermalen Bedingungen. Mehrere Polymere wurden in einer zur Röntgenstrukturbestimmung geeigneten kristallinen Form erhalten. Die Strukturen werden in der vorliegenden Arbeit präsentiert und diskutiert. Ein Ausblick auf weiterführende Untersuchungen an diesen Verbindungen wird ebenfalls gegeben.:(s. PDF ab S. 9 (PDF-Seite)) 1 Vorwort S. 1 2 Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe S. 2 3 Poröse Festkörpermaterialien S. 20 4 Auswahl / Design der Linkermoleküle S. 50 5 Experimenteller Teil S. 65 6 Diskussion der Ergebnisse S. 194 7 Danksagung S. 293 8 Literaturverzeichnis S. 299 9 Anhang (X-Ray, NMR, DTA-TG, UV-Vis) S. 328 / Abstract This thesis describes approaches to obtain linker molecules that are suitable to build a so-called \"metal-organic framework\", MOF (or porous coordination polymer, PCP). These materials consist of an organic linker part that connects the metal units, \"secondary building units\" (SBU), with each other to form threedimensional, hollow networks. This project was performed at the University of Leipzig in the multinational workgroup of Prof. Dr. rer. nat. Dr. h.c. Evamarie Hey-Hawkins, at the Faculty for Inorganic Chemistry. These MOF materials have gained a lot of interest since the early 1990s for their special properties as solid materials with a well-defined, permanent porosity. The introductory part of this thesis elaborates potential or already current usage of MOF materials and related porous solids, such as gas storage, separation processes, catalysis, medical use and use in analytic detection. The choice of organic building blocks for the synthesis of MOFs followed certain criteria, such as thermal stability, geometry of coordinating units, rigidity of the linker molecule, and potential secondary effects such as suitability for catalytic purposes, charge buffering or light harvesting. All linkers feature aromatic units, and among the cores are moieties like anthracene, binaphthyl (represented by the chiral BINAP), biphenyl, pyrene and perylene. A glance is thrown on the history, occurrence, possible use and potential toxicity of molecules with polycyclic aromatic hydrocarbon moieties. Synthesis of the linkers is implemented by use of brominations of the aromatic core units and attaching capper units - carrying the coordinating units - by means of Suzuki-Miyaura-coupling. The synthesis routes to these molecules, brominated aromatic core, boronic acids and finished linkers, are described in the experimental part. The obtained linkers are characterised and described. Furthermore, selected complex units for the inorganic part of a potential MOF were created as starting materials for a so-called \"controlled SBU approach\" (CSA); wherein a building block, very similar to the desired unit in the final framework, is prepared and then used as a precursor in the synthesis. Various attempts at the generation of MOFs were conducted: Slow diffusion in liquids or gels, and, especially, reactions by tempering the organic and inorganic building blocks or starting materials in a solvent - partially also under solvothermal conditions. Several polymers were obtained in crystalline form, suitable for structure determination by X-ray crystallography. These structures are presented and discussed in this work, as well as the further research on these solids and the results being achieved.:(s. PDF ab S. 9 (PDF-Seite)) 1 Vorwort S. 1 2 Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe S. 2 3 Poröse Festkörpermaterialien S. 20 4 Auswahl / Design der Linkermoleküle S. 50 5 Experimenteller Teil S. 65 6 Diskussion der Ergebnisse S. 194 7 Danksagung S. 293 8 Literaturverzeichnis S. 299 9 Anhang (X-Ray, NMR, DTA-TG, UV-Vis) S. 328