Häufig eingesetzte Verfahren zur Wasseraufbereitung sind die biologische Abwasserbehandlung, Membranverfahren, Sedimentation, oxidative Methoden, chemische/elektrochemische Verfahren sowie Adsorptionsprozesse. Dabei gehören die Adsorptionsprozesse aufgrund ihrer Zweckmäßigkeit, der einfachen Handhabung und ihres unkomplizierten Designs zu den am besten geeigneten und vielseitigsten Wasser- und Abwasseraufbereitungsverfahren. Bedingt durch den vermehrten Einsatz von pharmazeutischen Produkten, Pestiziden, Tensiden, Polymeren etc. gelangen viele Stoffe in die aquatische Umwelt.
Zur Erhaltung der Wasserqualität ist es wichtig, diese Stoffe möglichst vollständig aus dem Wasser zu entfernen. Daher besteht ein Bedarf an günstig herzustellenden und einfach zu regenerierenden Adsorbern.
Quervernetzte, nanopartikuläre Adsorbersysteme
Ziel ist es mittels Miniemulsion quervernetzte, nanopartikuläre Adsorbersysteme aus dem Polysaccharid Chitosan herzustellen. Das Adsorptionsverhalten soll über die Art und den Gehalt an Quervernetzer beeinflusst werden. Weiter sollen Ionische Flüssigkeiten (ILs) als Reaktionsmedium zur Herstellung dieser biobasierten Nanopartikel etabliert werden. Diese komplexen Fluide sind nicht flüchtige und in ihren Eigenschaften einstellbare Lösemittel. Sie werden häufig im Zusammenhang mit Green Chemistry genannt und gelten als umweltfreundliche Lösemittel, da sie leicht regenerierbar sind.
Die IL-Phase in der Miniemulsion ermöglicht die Vernetzung des hydrophilen Chitosans mit hydrophoben Quervernetzern, was zu amphiphilen Partikeln mit besonderen Absorptionseigenschaften führen sollte.
Solche (Nano)partikel lassen sich auf vielfältige Weise verarbeiten, z. B. in Membranen oder durch Fixieren auf Füllkörpern. Zielsubstanzen für adsorptionsversuche wären dabei unter anderem gesundheitlich bedenklichen Stoffe, Medikamenten und hormonell („endokrin“) wirkenden Substanzen wie Ciprofloxacin (Antibiotika), Carbamazepin (Antikonvulsivum), Cetirizin (Antihistamin), Diclofenac (Antiphlogistikum), Ibuprofen (Analgetikum), Alkylphenole (Shampoos), polychlorierte Biphenyle „PCB“ (Hydrauliköle) und Bisphenol A (Monomer, Polymeradditiv).
Alexander Southan
Dr.Leiter Chemisch-physikalische Grenzflächen // Teamleiter Projekthaus NanoBioMater