Photokatalytischer Abbau von Arzneimittelr\u00fcckst\u00e4nden<\/p>\n
Sauberes Wasser ist eines der wichtigsten Ressourcen dieser Erde f\u00c3\u00bcr Mensch und Tier, wird aber immer mehr durch Chemikalien, wie z.B. Reinigungsmittel, S\u00c3\u00bc\u00c3\u0178stoffe, Insektizide, Herbizide und Pharmaka, verunreinigt. Besonders die Verschmutzung von Wasser mit Arzneimitteln ist zuletzt in das \u00c3\u00b6ffentliche Bewusstsein geraten. Da die Medikamente h\u00c3\u00a4ufig nach therapeutischer Anwendung im Ausgangszustand vorliegen, gelangen sie \u00c3\u00bcber die Toilette ins Abwasser. Diese Doktorarbeit entwickelt Methoden um diese Pharmaka aus dem Abwasser r\u00c3\u00bcckstandslos entfernen zu k\u00c3\u00b6nnen.
Hierbei kommt es zum Einsatz von Titandioxid (TiO2) als Photokatalysator. Dieser erm\u00c3\u00b6glicht es Pharmazeutika aus dem Wasser im Idealfall zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abzubauen. Der Photokatalysator TiO2 wurde in Form von Nanopartikeln und Nanor\u00c3\u00b6hren\/Nanonadeln eingesetzt, um die Oberfl\u00c3\u00a4che und damit die Photoaktivit\u00c3\u00a4t zu erh\u00c3\u00b6hen. Die Aufbringung des nanostrukturierten TiO2 auf eine Mikrofiltrationsmembran erm\u00c3\u00b6glicht den schnellen Abbau von Arzneimitteln in einem kontinuierlichen Prozess. Die Arzneimittelmolek\u00c3\u00bcle werden somit aktiv zur TiO2 Oberfl\u00c3\u00a4che transportiert.
Im ersten Teil der Arbeit wurden TiO2 Nanor\u00c3\u00b6hren auf eine Polyethersulfon Membran aufgebracht. Durch eine Umkristallisation zu Anatas in Wasser bei niedrigen Temperaturen (90 \u00c2\u00b0C \u00e2\u20ac\u201c 110 \u00c2\u00b0C) wurde die Struktur der Nanor\u00c3\u00b6hren zu einer nanor\u00c3\u00b6hrenartigen und nanonadelartigen Morphologie ver\u00c3\u00a4ndert. Die kristallinen Titandioxid Nanor\u00c3\u00b6hren Membran zeigten eine hohe photokatalytische Aktivit\u00c3\u00a4t im Abbau von Methylenblau und Diclofenac im statischen Betrieb. Glatte TiO2 Filme auf der Membran oder TiO2 Nanor\u00c3\u00b6hren aufgebracht auf einer glatten Titanfolie zeigten auf Grund ihrer geringen Katalysatoroberfl\u00c3\u00a4che eine niedrige photokatalytische Aktivit\u00c3\u00a4t. Diclofenac wurde auch in einem kontinuierlichen Prozess abgebaut. Die Toxizit\u00c3\u00a4t von Diclofenac in Wasser nahm durch den photokatalytischen Abbau mittels TiO2 Nanor\u00c3\u00b6hrenmembran ab.
Im zweiten Teil der Arbeit wurden TiO2 Nanopartikel auf drei unterschiedlichen Mikrofiltrationsmembranen (hydrophile Polyethersulfon PES und Polyvinylidenfluorid PVDF Membran, hydrophobe PVDF Membran) aufgebracht. Hierzu wurde TiO2 direkt auf der Oberfl\u00c3\u00a4che der Membran mittels Hydrolyse von Titantetraisopropoxid (TTIP) synthetisiert. Dadurch konnte eine Agglomeration der Partikel verhindert werden. Die Membranperformance bei Permeation mit einer Protein-L\u00c3\u00b6sung konnte durch das Aufbringen der TiO2 Nanopartikel auf die PVDF Membranen verbessert werden. Die hydrophilen PES- und PVDF Membranen zeigten eine hohe photokatalytische Aktivit\u00c3\u00a4t und bauten Methylenblau, sowie Diclofenac und Ibuprofen ab.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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