{"id":52150,"date":"2026-02-11T10:46:36","date_gmt":"2026-02-11T09:46:36","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/promotionsstipendium\/20022-015\/"},"modified":"2026-02-11T10:46:36","modified_gmt":"2026-02-11T09:46:36","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\u00f6sungsmitteln zur Aufreinigung von \u00f6lhaltigen Abw\u00e4ssern"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align:justify;\"><strong>Entwicklung von bio-katalytischen Hohlfasermembranen unter Zuhilfenahme von umweltschonenden L\u00f6sungsmitteln zur Aufreinigung von \u00d6l-haltigen Abw\u00e4ssern<\/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\u00e4ssern, H\u00e4modialyse, Meerwasserentsalzung). Ein gro\u00dfes 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\u00fclen und Mikroorganismen auf der Oberfl\u00e4che oder im Inneren der Membranstruktur. Dies f\u00fchrt zu einem Verstopfen der Porenstruktur und zu einer Abnahme der Permeabilit\u00e4t. F\u00fcr eine daraus resultierende, notwendige Reinigung muss die Membran mit R\u00fccksp\u00fclschritten und teils aggressiven chemischen Methoden regeneriert werden. Diese Reinigungen f\u00fchren jedoch zu einer Sch\u00e4digung des Polymermaterials was in einer Verk\u00fcrzung 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\u00f6hen 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\u00f6hen 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\u00e4dlichen Chemikalien und L\u00f6sungsmitteln, die Durchf\u00fchrung von mehrstufigen Reaktionen und generelle Probleme mit der Stabilit\u00e4t 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\u00f6mmlichen Membranen mit umweltschonenden L\u00f6sungsmitteln hergestellt werden. Mit Hilfe der Phasenseparation bzw. Nonsolvent-induced phase separation (NIPS) sollen ein- bzw. zweischichtige Hohlfasermembranen hergestellt werden. Dabei sollen m\u00f6glichst leistungsstarke und applikationsnahe Membranen bei gleichzeitiger Schonung von Energie und Ressourcen entwickelt werden. Die Vorteile von ein- (apparativ leichter zug\u00e4nglich) bzw. zweischichtigen (mechanisch und chemisch hierarchisch strukturiert f\u00fcr verbesserte Filtrationsleistung) Hohlfasern werden dabei verglichen und evaluiert. Durch eine Immobilisierung von industriell optimierten Enzymen (bspw. Lipasen, kommerziell zug\u00e4nglich) auf der inneren Membranoberfl\u00e4che und innerhalb der Membranstruktur sollen beide Membranarten in der Lage sein, Fouling in Form von \u00d6lhaltigen Ablagerungen abzubauen. Je nach Enzym k\u00f6nnen diese dauerhaft aktiv sein oder durch eine gezielte Aktivierung ein selbstreinigender Effekt der Membran ausgel\u00f6st werden. Diese gezielte Aktivierung erfolgt durch eine \u00c4nderung der Umgebungsbedingung bspw. durch eine \u00c4nderung 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\u00fcr Oberfl\u00e4chenmodifizierung (IOM) etabliert wurde und welche zu einer kovalenten und somit stabilen Anbindung der Enzyme an das Polymer f\u00fchrt.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Entwicklung von bio-katalytischen Hohlfasermembranen unter Zuhilfenahme von umweltschonenden L\u00f6sungsmitteln zur Aufreinigung von \u00d6l-haltigen Abw\u00e4ssern Bei der Membrantechnologie handelt es sich um eine energieeffiziente Methode, die ein breites Anwendungsgebiet in verschiedenen Industriezweigen hat (bspw. Aufreinigung von Abw\u00e4ssern, H\u00e4modialyse, Meerwasserentsalzung). Ein gro\u00dfes Problem in der Anwendung von Membranen ist das so genannte Fouling. 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