{"id":52150,"date":"2026-10-23T12:46:43","date_gmt":"2026-10-23T10:46:43","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/promotionsstipendium\/20022-015\/"},"modified":"2026-10-23T12:46:45","modified_gmt":"2026-10-23T10:46:45","slug":"20022-015","status":"publish","type":"promotionsstipendium","link":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/promotionsstipendium\/20022-015\/","title":{"rendered":"Entwicklung von bio-katalytischen Hohlfasermembranen unter Zuhilfenahme von umweltschonenden L\u00c3\u00b6sungsmitteln zur Aufreinigung von \u00c3\u00b6lhaltigen Abw\u00c3\u00a4ssern"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align:justify;\"><strong>Entwicklung von bio-katalytischen Hohlfasermembranen unter Zuhilfenahme von umweltschonenden L\u00c3\u00b6sungsmitteln zur Aufreinigung von \u00c3\u2013l-haltigen Abw\u00c3\u00a4ssern<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Bei der Membrantechnologie handelt es sich um eine energieeffiziente Methode, die ein breites Anwendungsgebiet in verschiedenen Industriezweigen hat (bspw. Aufreinigung von Abw\u00c3\u00a4ssern, H\u00c3\u00a4modialyse, Meerwasserentsalzung). Ein gro\u00c3\u0178es Problem in der Anwendung von Membranen ist das so genannte <em>Fouling<\/em>. Hierbei handelt es sich um die ungewollte Adsorption bzw. Deposition von organischen und anorganischen Substanzen, Biomolek\u00c3\u00bclen und Mikroorganismen auf der Oberfl\u00c3\u00a4che oder im Inneren der Membranstruktur. Dies f\u00c3\u00bchrt zu einem Verstopfen der Porenstruktur und zu einer Abnahme der Permeabilit\u00c3\u00a4t. F\u00c3\u00bcr eine daraus resultierende, notwendige Reinigung muss die Membran mit R\u00c3\u00bccksp\u00c3\u00bclschritten und teils aggressiven chemischen Methoden regeneriert werden. Diese Reinigungen f\u00c3\u00bchren jedoch zu einer Sch\u00c3\u00a4digung des Polymermaterials was in einer Verk\u00c3\u00bcrzung der Membranlebenszeit resultiert und dadurch zu einem erheblichen Ressourcenaufwand durch bspw. den Austausch der Membran.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Es wurden Methoden entwickelt, die durch eine Anpassung der Operationsbedingungen oder durch schonendere Reinigungsmethoden die Membranlebenszeit erh\u00c3\u00b6hen sollen. Eine der vielversprechendsten Methoden, um das <em>Fouling<\/em> von Polymermembranen zu verringern, besteht in einer Modifizierung des Membranmaterials, um dessen Hydrophilie zu erh\u00c3\u00b6hen oder sie mit katalytischen Eigenschaften zu versehen, welche dem <em>Fouling<\/em> entgegenwirken. Nachteil vieler Modifizierungsmethoden ist dabei jedoch die Verwendung von toxischen oder umweltsch\u00c3\u00a4dlichen Chemikalien und L\u00c3\u00b6sungsmitteln, die Durchf\u00c3\u00bchrung von mehrstufigen Reaktionen und generelle Probleme mit der Stabilit\u00c3\u00a4t der Modifizierung.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Das Ziel des angestrebten Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von biokatalytisch aktiven Hohlfasermembran. Diese polymerbasierten Fasern sollen im Gegensatz zu herk\u00c3\u00b6mmlichen Membranen mit umweltschonenden L\u00c3\u00b6sungsmitteln hergestellt werden. Mit Hilfe der Phasenseparation bzw. Nonsolvent-induced phase separation (NIPS) sollen ein- bzw. zweischichtige Hohlfasermembranen hergestellt werden. Dabei sollen m\u00c3\u00b6glichst leistungsstarke und applikationsnahe Membranen bei gleichzeitiger Schonung von Energie und Ressourcen entwickelt werden. Die Vorteile von ein- (apparativ leichter zug\u00c3\u00a4nglich) bzw. zweischichtigen (mechanisch und chemisch hierarchisch strukturiert f\u00c3\u00bcr verbesserte Filtrationsleistung) Hohlfasern werden dabei verglichen und evaluiert. Durch eine Immobilisierung von industriell optimierten Enzymen (bspw. Lipasen, kommerziell zug\u00c3\u00a4nglich) auf der inneren Membranoberfl\u00c3\u00a4che und innerhalb der Membranstruktur sollen beide Membranarten in der Lage sein, Fouling in Form von \u00c3\u2013lhaltigen Ablagerungen abzubauen. Je nach Enzym k\u00c3\u00b6nnen diese dauerhaft aktiv sein oder durch eine gezielte Aktivierung ein selbstreinigender Effekt der Membran ausgel\u00c3\u00b6st werden. Diese gezielte Aktivierung erfolgt durch eine \u00c3\u201enderung der Umgebungsbedingung bspw. durch eine \u00c3\u201enderung des Puffermediums, des pH-Wertes oder der Temperatur. Um eine Immobilisierung der Enzyme auf der Membran zu erreichen, soll in dieser Forschungsarbeit eine auf Elektronenstrahlung basierende Methode genutzt werden, welche am Leibniz-Institut f\u00c3\u00bcr Oberfl\u00c3\u00a4chenmodifizierung (IOM) etabliert wurde und welche zu einer kovalenten und somit stabilen Anbindung der Enzyme an das Polymer f\u00c3\u00bchrt.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Entwicklung von bio-katalytischen Hohlfasermembranen unter Zuhilfenahme von umweltschonenden L\u00c3\u00b6sungsmitteln zur Aufreinigung von \u00c3\u2013l-haltigen Abw\u00c3\u00a4ssern Bei der Membrantechnologie handelt es sich um eine energieeffiziente Methode, die ein breites Anwendungsgebiet in verschiedenen Industriezweigen hat (bspw. Aufreinigung von Abw\u00c3\u00a4ssern, H\u00c3\u00a4modialyse, Meerwasserentsalzung). Ein gro\u00c3\u0178es Problem in der Anwendung von Membranen ist das so genannte Fouling. 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