Im Promotionsvorhaben werden polychlorierte Biphenyle (PCBs) in Grubenw\u00c3\u00a4ssern analysiert und durch nanopartikelkatalysierte Hydrodechlorierung eliminiert. Dabei kommt im letzten Schritt eine Polymerbeschichtung zum Einsatz, um die Katalysatoren in matrixreichen Umweltproben zu sch\u00c3\u00bctzen. Die Forschungsarbeit soll zur Entwicklung neuer umweltentlastender Technologien beitragen und damit einer fortschreitenden Belastung der Umwelt vorbeugen.<\/p>\n
PCBs k\u00c3\u00b6nnen sich im Fettgewebe anreichern und schon in geringsten Konzentrationen eine chronische Toxizit\u00c3\u00a4t aus\u00c3\u00bcben. Durch ihre thermische und chemische Stabilit\u00c3\u00a4t wurden sie oft als Industriechemikalien verwendet, h\u00c3\u00a4ufig auch als Isolier\u00c3\u00b6le in Kondensatoren oder hydraulische Fl\u00c3\u00bcssigkeit im Untertagebau. Die Abw\u00c3\u00a4sser Gruben k\u00c3\u00b6nnen zu einer deutlichen Belastung der Oberfl\u00c3\u00a4chengew\u00c3\u00a4sser f\u00c3\u00bchren. Auch Filteranlagen k\u00c3\u00b6nnen diese Belastung nicht g\u00c3\u00a4nzlich 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\u00c3\u00a4sser werden gesammelt und hinsichtlich der PCB-Belastung analysiert.<\/p>\n
Anschlie\u00c3\u0178end wird das Dechlorierungspotential von suspendierten Palladium-Nanopartikeln getestet. Hierf\u00c3\u00bcr 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\u00c3\u00a4ten 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\u00c3\u00a4\u00c3\u0178e. Dadurch wird ein Verfahren \u00c3\u00bcberpr\u00c3\u00bcft, welches \u00c3\u00bcber einen langen Zeitraum anwendbar ist und die Einbringung von Nanopartikeln in die Umwelt verhindert und somit im Hinblick auf Ressourceneffizienz h\u00c3\u00b6chst attraktiv ist. Um die katalytische Aktivit\u00c3\u00a4t der Nanopartikel aufrecht erhalten zu k\u00c3\u00b6nnen, soll die Dechlorierung der Standardsubstanzen und nativen Umweltproben in mit Pd-PDMS-Sulfid-F\u00c3\u00a4ngern beschichteten Miniaturreaktionsgef\u00c3\u00a4\u00c3\u0178en stattfinden. Je nach Chlorierungsgrad k\u00c3\u00b6nnen die PCBs an Schwebstoffen sorbiert vorliegen. Aufgrund der sehr hohen Affinit\u00c3\u00a4t zu PDMS wird jedoch ein \u00c3\u0153bertritt in die Beschichtung erwartet. Zus\u00c3\u00a4tzlich sind auch Substanzen gel\u00c3\u00b6st, die die Aktivit\u00c3\u00a4t der Katalysatoren st\u00c3\u00b6ren und die Dechlorierung negativ beeinflussen k\u00c3\u00b6nnen. In beiden F\u00c3\u00a4llen ist die Beschichtung essenziell, um die erfolgreiche Durchf\u00c3\u00bchrung der Experimente mit Umweltproben gew\u00c3\u00a4hrleisten zu k\u00c3\u00b6nnen. Unter Ber\u00c3\u00bccksichtigung der bis zur vollst\u00c3\u00a4ndigen Dechlorierung erforderlichen Reaktionszeiten lassen sich R\u00c3\u00bcckschl\u00c3\u00bcsse auf die Kinetiken und spezifische Katalysatoraktivit\u00c3\u00a4t und eine m\u00c3\u00b6gliche Anwendung ziehen. Zudem soll getestet werden, wie best\u00c3\u00a4ndig die Pd-PDMS-Beschichtung in den Gef\u00c3\u00a4\u00c3\u0178en ist und \u00c3\u00bcber welchen Zeitraum hinweg mit einer gleichbleibenden katalytischen Aktivit\u00c3\u00a4t zu rechnen ist.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Im Promotionsvorhaben werden polychlorierte Biphenyle (PCBs) in Grubenw\u00c3\u00a4ssern analysiert und durch nanopartikelkatalysierte Hydrodechlorierung eliminiert. Dabei kommt im letzten Schritt eine Polymerbeschichtung zum Einsatz, um die Katalysatoren in matrixreichen Umweltproben zu sch\u00c3\u00bctzen. Die Forschungsarbeit soll zur Entwicklung neuer umweltentlastender Technologien beitragen und damit einer fortschreitenden Belastung der Umwelt vorbeugen. PCBs k\u00c3\u00b6nnen sich im Fettgewebe anreichern und […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-52284","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20019\/633","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Wiltschka","dbu_stipendiaten_vorname":"Katrin","dbu_stipendiaten_titel":"Dr.","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2020-01-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2023-06-30 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Justus-Liebig-Universit\u00c3\u00a4t Gie\u00c3\u0178en (JLU) Institut f\u00c3\u00bcr Bodenkunde und Bodenerhaltung Research Centre for BioSystems, Land Use and Nutrition","dbu_stipendiaten_betreuer":"Prof. Dr. Rolf-Alexander D\u00c3\u00bcring","dbu_stipendiaten_email_dienst":"katrin.wiltschka@gmail.com"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52284","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/promotionsstipendium"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52284\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":58296,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52284\/revisions\/58296"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=52284"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=52284"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=52284"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}