Entwicklung einer dynamischen Fluid-Zelle f\u00fcr in situ Labor-NEXAFS-Untersuchungen von Umweltproben<\/p>\n
Die NEXAFS-Spektroskopie ist eine r\u00c3\u00b6ntgenanalytische Methode, die auf der Anregung
kernnaher Elektronen und damit verbundenen \u00c3\u0153berg\u00c3\u00a4ngen in h\u00c3\u00b6here, unbesetzte Orbitale
bzw. in das Kontinuum basiert. Sie erlaubt Aussagen \u00c3\u00bcber elektronische Zust\u00c3\u00a4nde,
Bindungsformen, Oxidationsstufen und Ligandeneffekte untersuchter Elemente und
Verbindungen. Im Gegensatz zu anderen Methoden (z.B. Raman- oder FTIR-Spektroskopie) ist die spektroskopische Erfassung nicht an das Vorhandensein bestimmter funktioneller Gruppen, Molek\u00c3\u00bcleigenschaften oder eine strukturierte, repetitive Fernordnung gebunden. Sie besitzt zudem eine hohe Sensitivit\u00c3\u00a4t gegen\u00c3\u00bcber leichten Ver\u00c3\u00a4nderungen von elektronischen Zust\u00c3\u00a4nden, erfasst in geringen Konzentrationen enthaltene Elemente und erm\u00c3\u00b6glicht die Untersuchung von analytisch teils schwer zug\u00c3\u00a4nglichen Nanomaterialien und adsorbierten Phasen. Die NEXAFS-Spektroskopie erlaubt somit Aussagen und Einsichten, die mit anderen spektroskopischen Methoden nicht m\u00c3\u00b6glich sind.
Bisher ist die Durchf\u00c3\u00bchrung von NEXAFS-Messungen an Synchrotronstrahlenquellen
gebunden und daher f\u00c3\u00bcr Anwender nur beschr\u00c3\u00a4nkt zug\u00c3\u00a4nglich. Aus technischen Gr\u00c3\u00bcnden sind zeitaufgel\u00c3\u00b6ste in situ-Experimente und die Untersuchung von Fluiden an Synchrotronen nur sehr eingeschr\u00c3\u00a4nkt umsetzbar. Daher markiert die Analyse nicht-ausgasender Festphasen den aktuellen Standard f\u00c3\u00bcr NEXAFS-Untersuchungen. In umweltrelevanten Technologien und umweltbezogener Grundlagenforschung zeichnet sich jedoch ein zunehmender Bedarf an der NEXAFS-Untersuchung von Fluiden und von in situ-NEXAFS-Experimenten ab.
Im Rahmen des Promotionsvorhabens soll aus diesem Grund eine Fluid-Zelle f\u00c3\u00bcr
zeitaufgel\u00c3\u00b6ste in situ-Untersuchungen entwickelt werden. Diese wird in eine bereits
bestehende Labor-NEXAFS-Apparatur integriert, die in den vergangenen Jahren im Laser-
Laboratorium G\u00c3\u00b6ttingen e.V. aufgebaut und in diversen Anwendungen validiert wurde. Das
kompakte NEXAFS-Spektrometer deckt den Photon-Energiebereich von 60-1000 eV ab und erm\u00c3\u00b6glicht die Erfassung zahlreicher, umweltrelevanter Elemente (C, N, O, Mn, Fe, \u00e2\u20ac\u00a6).
Die Entwicklung und Anwendung der Fluid-Zelle liefert damit einen direkten inhaltlichen
Beitrag zu umweltentlastenden Technologien bzw. zur umweltwissenschaftlichen
Grundlagenforschung. Umweltrelevante Anwendungen bzw. ihre Proben haben neben den
spezifischen Eigenschaften und Anforderungen eine hohe Komplexit\u00c3\u00a4t und beschr\u00c3\u00a4nkte
Aufbereitungsm\u00c3\u00b6glichkeiten durch organische Systemkomponenten gemeinsam. Daher soll die geplante Fluid-Zelle bewusst in verschiedenen fach\u00c3\u00bcbergreifenden Kooperationen und interdisziplin\u00c3\u00a4ren Fragestellungen eingesetzt werden. Neben dem wissenschaftlichen Beitrag zu umweltspezifischen Entwicklungen und Forschungsthemen flie\u00c3\u0178en unterschiedliche Anforderungen sowie ein variierendes Versuchsdesign so in die Entwicklung und Implementierung der Fluid-Zelle ein. Dadurch wird der zeitnahe Zugang zu dieser Methode gew\u00c3\u00a4hrleistet.
Die Anwendung der Fluid-Zelle ist in drei Kooperationen vorgesehen: Im Bereich regenerativer Energietechnologien (Solar Fuel-Produktion) soll eine innovative, h\u00c3\u00a4matitbasierte Halbleiter-Photoanode in Struktur-Funktions-Untersuchungen hinsichtlich der elektronischen Struktur und chemischen Reaktionen des enthaltenen Eisens analysiert werden. In der Untersuchung des Verhaltens und der Eignung modifizierter, kohlenstoffbasierter Nanomaterialien als alternative Katalysatoren wird au\u00c3\u0178erdem die Kohlenstoffchemie einbezogen. Dar\u00c3\u00bcber hinaus
ist die Anwendung der Fluid-Zelle in der Bodenchemie zur Aufkl\u00c3\u00a4rung von Redoxprozessen und Komplexierungsvorg\u00c3\u00a4ngen von Eisen- und Manganoxiden geplant, um einen Beitrag zurAbkl\u00c3\u00a4rung von Stoffumlagerungen in B\u00c3\u00b6den zu leisten.
Die Entwicklung einer Fluid-Zelle f\u00c3\u00bcr zeitaufgel\u00c3\u00b6ste in situ-NEXAFS-Spektroskopie in
Laboranwendungen er\u00c3\u00b6ffnet neue Perspektiven in der chemischen Analytik und macht diese spektroskopische Methode f\u00c3\u00bcr die Anwendung in zahlreichen umweltrelevanten und
fach\u00c3\u00bcbergreifenden Fragestellungen zug\u00c3\u00a4nglich.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Entwicklung einer dynamischen Fluid-Zelle f\u00fcr in situ Labor-NEXAFS-Untersuchungen von Umweltproben Die NEXAFS-Spektroskopie ist eine r\u00c3\u00b6ntgenanalytische Methode, die auf der Anregungkernnaher Elektronen und damit verbundenen \u00c3\u0153berg\u00c3\u00a4ngen in h\u00c3\u00b6here, unbesetzte Orbitalebzw. in das Kontinuum basiert. Sie erlaubt Aussagen \u00c3\u00bcber elektronische Zust\u00c3\u00a4nde,Bindungsformen, Oxidationsstufen und Ligandeneffekte untersuchter Elemente undVerbindungen. Im Gegensatz zu anderen Methoden (z.B. Raman- oder FTIR-Spektroskopie) ist […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-52401","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20017\/515","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Schellhorn","dbu_stipendiaten_vorname":"Meike","dbu_stipendiaten_titel":"","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2018-01-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2021-10-31 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Leibniz-Institut f\u00c3\u00bcr Oberfl\u00c3\u00a4chenmodifizierung e. V. (IOM)","dbu_stipendiaten_betreuer":"Prof. Dr. Bernd Abel","dbu_stipendiaten_email_dienst":"meike-schellhorn@web.de"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52401","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\/52401\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":58413,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52401\/revisions\/58413"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=52401"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=52401"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=52401"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}