f-Char

Das BMBF-geförderte Projekt f-Char (Projektnummer 02NUK059) wird gemeinsam mit Partnern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT-INE und dem KIT-AOC), dem Forschungszentrum Jülich (FZJ-IEK6), der Universität Heidelberg (Physikalische Chemie) und der Universität Erlangen (Anorganische und Allgemeine Chemie) durchgeführt und hat ein Gesamtfördervolumen von ca. 2.6 Mio € über eine Laufzeit von drei Jahren (Okt. 2020 - Sep. 2023).

Ziel des Projektes ist es, die subtilen Unterschiede zwischen Actinid- und Lanthanidionen hinsichtlich ihrer Wechselwirkung mit Liganden zu charakterisieren und zu quantifizieren. Durch die Komplexierung mit Liganden, welche über "weiche" Donoratome (wie z. B. Stickstoffatome) koordinieren, – sogenannte soft donor-Liganden – können diese Unterschiede gewissermaßen durch eine "Lupe" betrachtet werden.

Zu diesem Zweck sollen neue soft donor-Liganden synthetisiert und die ablaufenden Komplexierungsreaktionen im Hinblick auf den Unterschied zwischen Actinid- und Lanthanidionen untersucht werden. Zum Einsatz kommt ein umfangreiches und komplementäres Instrumentarium zur thermodynamischen und strukturellen Charakterisierung der entsprechenden Actiniden- und Lanthanidenkomplexe.

Die wissenschaftlichen Ergebnisse dienen dazu, das Verständnis der Chemie der f-Elemente zu befördern. Experimentelle Daten finden Eingang in grundlagenorientierte quantenchemische Arbeiten. Sowohl die gewonnenen grundlegenden Erkenntnisse als auch die neu entwickelten bzw. verbesserten Liganden liefern wertvolle Beiträge zur Entwicklung von innovativen Trennprozessen. So werden die neu synthetisierten Komplexbildner hinsichtlich ihrer Eignung für die Abtrennung von Actiniden (Stichwort: Dekontamination z. B. von Salzlaugen) bzw. von Lanthaniden (Stichwort: Seltenerd-Recycling) untersucht. Weiterhin werden sie in Form ihrer Urankomplexe als Katalysatoren für die Aktivierung kleiner Moleküle (z. B. H₂O, CO₂, SO₂) untersucht. Die zu erzielenden Ergebnisse können aber auch in den Bereich der Radiopharmazie Eingang finden.

Beteiligte Mitarbeiter

Doktoranden finanziert aus dem Projekt:

• Tamara Duckworth (Jan. 2021 -)
• Boseok Hong (Feb. 2021 -)