Ladungsdichtevariation und SI-ROMP photochromer Homopolymere in Mesoporen

Diese Arbeit wurde in zwei Hauptprojekte untergliedert. Der erste Teil beinhaltet die systematische Untersuchung Poly[2-(methacryloyloxy)ethyl]trimethylammoniumchlorid- haltiger (PMETAC-haltiger) mesoporöser Silicafilme, deren ionische Permselektivität abhängig [57] von Polymerisationszeit und Initiatordichte analysiert wurden. Als Polymerisationsmethode wurde hier die SI-FRP, unter Benutzung eines Benzophenoninitiatorsystems, gewählt. Hier soll die Porenzugänglichkeit graduell eingestellt werden. Dazu muss die Polymerdichte eingestellt werden. Um dies zu erreichen werden die Einflüsse von Reaktionszeit und Initiatordichte untersucht. (Kapitel 5). Der zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit lichtresponsiven mesoporösen Silicafilmen, die über oberflächeninitiierte [75] Ringöffnungsmetathesepolymerisationen mit Spiropyran- oder Spirooxazinhomopolymeren funktionalisiert werden. Dabei werden die Homopolymere synthetisiert, die mittels UV/Vis- 1 und H-NMR-Spektroskopie bezüglich ihrer Eigenschaften verglichen wurden. Ein Oxazinring- enthaltendes Homopolymer wurde laut aktuellem Kenntnissstand bisher nur von [91] Tomasulo et al. synthetisiert. Dieses Oxazin-Ringsystem ist allerdings nicht direkt mit [91] unserem Spirooxazin-vergleichbar, da deren Ringsystem keine Doppelbindung enthält. Darüber hinaus kann im Rahmen dieses Projektes erfolgreich ein CO -Plasmaprotokoll, zur 2 [92] Zerstörung katalysatoraktiver Ankergruppen an der Filmoberfläche, von Deepu Babu et al. (AG Schneider / TU Darmstadt) auf mesoporöse Filme übertragen. Im folgenden werden die Zielsetzungen zu den hier bearbeiteten Projekten erläutert. Aus diesen Informationen resultiert die jeweils gewählte Herangehensweise

Ladungsdichtevariation und SI-ROMP photochromer Homopolymere in Mesoporen

Diese Arbeit wurde in zwei Hauptprojekte untergliedert. Der erste Teil beinhaltet die systematische Untersuchung Poly[2-(methacryloyloxy)ethyl]trimethylammoniumchlorid- haltiger (PMETAC-haltiger) mesoporöser Silicafilme, deren ionische Permselektivität abhängig [57] von Polymerisationszeit und Initiatordichte analysiert wurden. Als Polymerisationsmethode wurde hier die SI-FRP, unter Benutzung eines Benzophenoninitiatorsystems, gewählt. Hier soll die Porenzugänglichkeit graduell eingestellt werden. Dazu muss die Polymerdichte eingestellt werden. Um dies zu erreichen werden die Einflüsse von Reaktionszeit und Initiatordichte untersucht. (Kapitel 5). Der zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit lichtresponsiven mesoporösen Silicafilmen, die über oberflächeninitiierte [75] Ringöffnungsmetathesepolymerisationen mit Spiropyran- oder Spirooxazinhomopolymeren funktionalisiert werden. Dabei werden die Homopolymere synthetisiert, die mittels UV/Vis- 1 und H-NMR-Spektroskopie bezüglich ihrer Eigenschaften verglichen wurden. Ein Oxazinring- enthaltendes Homopolymer wurde laut aktuellem Kenntnissstand bisher nur von [91] Tomasulo et al. synthetisiert. Dieses Oxazin-Ringsystem ist allerdings nicht direkt mit [91] unserem Spirooxazin-vergleichbar, da deren Ringsystem keine Doppelbindung enthält. Darüber hinaus kann im Rahmen dieses Projektes erfolgreich ein CO -Plasmaprotokoll, zur 2 [92] Zerstörung katalysatoraktiver Ankergruppen an der Filmoberfläche, von Deepu Babu et al. (AG Schneider / TU Darmstadt) auf mesoporöse Filme übertragen. Im folgenden werden die Zielsetzungen zu den hier bearbeiteten Projekten erläutert. Aus diesen Informationen resultiert die jeweils gewählte Herangehensweise

Controlling Polymerization Initiator Concentration in Mesoporous Silica Thin Films

We present a strategy toward controlled polymer density in mesopores by specifically adjusting the local amount of polymerization initiator at the pore wall. The polymerization initiator concentration as well as the polymer functionalization has a direct impact on mesoporous membrane properties such as ionic permselectivity. Mesoporous silica-based thin films were prepared with specifically adjusted amount of polymerization initiator (4-(3-triethoxysilyl)propoxybenzophenone (BPSilane)) or initiator binding functions ((3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES)), directly and homogeneously incorporated into the silica wall pursuing a sol-gel-based co-condensation approach. The amount of polymerization initiator was adjusted by varying its concentration in the sol-gel precursor solution. The surface chemistry, porosity, pore accessibility, and reactivity of the surface functional groups were investigated by using infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray reflectometry, ellipsometry, atomic force microscopy, and transmission electron microscopy. We could gradually modify the amount of reactive polymerization initiators in these mesoporous membranes. Mesopores were maintained for APTES containing films for all tested ratios up to 25 mol % and for BPSilane containing films up to 15 mol %. These films showed accessible and charge-dependent ionic permselectivity and an increasing degree of functionalization with increasing precursor ratio. This approach can directly result in control of polymer grafting density in mesoporous films and thus has a direct impact on applications such as the control of ionic transport through mesoporous silica membranes

Controlling Polymerization Initiator Concentration in Mesoporous Silica Thin Films

We present a strategy toward controlled polymer density in mesopores by specifically adjusting the local amount of polymerization initiator at the pore wall. The polymerization initiator concentration as well as the polymer functionalization has a direct impact on mesoporous membrane properties such as ionic permselectivity. Mesoporous silica-based thin films were prepared with specifically adjusted amount of polymerization initiator (4-(3-triethoxysilyl)­propoxybenzophenone (BPSilane)) or initiator binding functions ((3-aminopropyl)­triethoxysilane (APTES)), directly and homogeneously incorporated into the silica wall pursuing a sol–gel-based co-condensation approach. The amount of polymerization initiator was adjusted by varying its concentration in the sol–gel precursor solution. The surface chemistry, porosity, pore accessibility, and reactivity of the surface functional groups were investigated by using infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray reflectometry, ellipsometry, atomic force microscopy, and transmission electron microscopy. We could gradually modify the amount of reactive polymerization initiators in these mesoporous membranes. Mesopores were maintained for APTES containing films for all tested ratios up to 25 mol % and for BPSilane containing films up to 15 mol %. These films showed accessible and charge-dependent ionic permselectivity and an increasing degree of functionalization with increasing precursor ratio. This approach can directly result in control of polymer grafting density in mesoporous films and thus has a direct impact on applications such as the control of ionic transport through mesoporous silica membranes