Im Promotionsvorhaben werden polychlorierte Biphenyle (PCBs) in Grubenw\u00e4ssern analysiert und durch nanopartikelkatalysierte Hydrodechlorierung eliminiert. Dabei kommt im letzten Schritt eine Polymerbeschichtung zum Einsatz, um die Katalysatoren in matrixreichen Umweltproben zu sch\u00fctzen. Die Forschungsarbeit soll zur Entwicklung neuer umweltentlastender Technologien beitragen und damit einer fortschreitenden Belastung der Umwelt vorbeugen.<\/p>\n
PCBs k\u00f6nnen sich im Fettgewebe anreichern und schon in geringsten Konzentrationen eine chronische Toxizit\u00e4t aus\u00fcben. Durch ihre thermische und chemische Stabilit\u00e4t wurden sie oft als Industriechemikalien verwendet, h\u00e4ufig auch als Isolier\u00f6le in Kondensatoren oder hydraulische Fl\u00fcssigkeit im Untertagebau. Die Abw\u00e4sser Gruben k\u00f6nnen zu einer deutlichen Belastung der Oberfl\u00e4chengew\u00e4sser f\u00fchren. Auch Filteranlagen k\u00f6nnen diese Belastung nicht g\u00e4nzlich eliminieren. Die durch Nanopartikel katalysierte Hydrodechlorierung erweist sich hingegen als sehr vielversprechend, um innerhalb kurzer Zeit die Eliminierung von chlorierten Verbindungen zu erreichen.<\/p>\n
Das Vorhaben gliedert sich in drei Arbeitspakete. Im ersten Arbeitspaket werden bereits existierenden Extraktions- und Messverfahren (Festphasenmikroextraktion und Gaschromatographie-Massenspektrometrie, SPME-GC-MS) angepasst bzw. optimiert. Proben verschiedener belasteter Umweltw\u00e4sser werden gesammelt und hinsichtlich der PCB-Belastung analysiert.<\/p>\n
Anschlie\u00dfend wird das Dechlorierungspotential von suspendierten Palladium-Nanopartikeln getestet. Hierf\u00fcr werden sowohl Standardsubstanzen verwendet, als auch kontaminierte native Umweltproben (Grubenwasser). Dabei werden die Hauptdechlorierungswege der PCBs bestimmt, zudem werden die Abbau-Kinetiken und die spezifischen katalytischen Aktivit\u00e4ten miteinander verglichen.<\/p>\n
Im letzten Schritt werden die Palladium-Partikel in eine PDMS-Schicht eingebaut. Eine PDMS-Beschichtung erlaubt die Auftragung der Palladium-Nanopartikel an die Innenseite der Miniaturreaktionsgef\u00e4\u00dfe. Dadurch wird ein Verfahren \u00fcberpr\u00fcft, welches \u00fcber einen langen Zeitraum anwendbar ist und die Einbringung von Nanopartikeln in die Umwelt verhindert und somit im Hinblick auf Ressourceneffizienz h\u00f6chst attraktiv ist. Um die katalytische Aktivit\u00e4t der Nanopartikel aufrecht erhalten zu k\u00f6nnen, soll die Dechlorierung der Standardsubstanzen und nativen Umweltproben in mit Pd-PDMS-Sulfid-F\u00e4ngern beschichteten Miniaturreaktionsgef\u00e4\u00dfen stattfinden. Je nach Chlorierungsgrad k\u00f6nnen die PCBs an Schwebstoffen sorbiert vorliegen. Aufgrund der sehr hohen Affinit\u00e4t zu PDMS wird jedoch ein \u00dcbertritt in die Beschichtung erwartet. Zus\u00e4tzlich sind auch Substanzen gel\u00f6st, die die Aktivit\u00e4t der Katalysatoren st\u00f6ren und die Dechlorierung negativ beeinflussen k\u00f6nnen. In beiden F\u00e4llen ist die Beschichtung essenziell, um die erfolgreiche Durchf\u00fchrung der Experimente mit Umweltproben gew\u00e4hrleisten zu k\u00f6nnen. Unter Ber\u00fccksichtigung der bis zur vollst\u00e4ndigen Dechlorierung erforderlichen Reaktionszeiten lassen sich R\u00fcckschl\u00fcsse auf die Kinetiken und spezifische Katalysatoraktivit\u00e4t und eine m\u00f6gliche Anwendung ziehen. Zudem soll getestet werden, wie best\u00e4ndig die Pd-PDMS-Beschichtung in den Gef\u00e4\u00dfen ist und \u00fcber welchen Zeitraum hinweg mit einer gleichbleibenden katalytischen Aktivit\u00e4t zu rechnen ist.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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