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Nanostrukturierte Kompositadsorbermembranen zur Abreicherung von Spurenstoffen in Wasser

Klaus Niedergall M. Sc., Dr. Monika Bach, Priv.-Doz. Dr. Günter Tovar



Bedingt durch den vermehrten Einsatz von pharmazeutischen Produkten, Pesti­ziden, Tensiden, Polymeren etc. gelangen viele Stoffe in die aquatische Umwelt. In den letzten Jahrzehnten wurde eine weltweite Akkumulation von solchen Spuren­stoffen in der Umwelt beobachtet.

In zahlreichen Messkampagnen, wissen­schaftlichen Arbeiten und Studien konnten in den letzten Jahren diverse Spurenstoffe wie Arzneimittelwirkstoffe, Industriechemi­kalien und Pestizide in den Gewässern Europas nachgewiesen werden. Diese Stoffe werden aufgrund des Kon­zen­trationsbereiches, welcher typischerweise im ng/L bis µg/L Bereich liegt, Spuren­stoffe oder auch Mikroverunreinigungen genannt. Verschiedene wissen­schaftliche Arbeiten konnten zeigen, dass diese Spurenstoffe auch Effekte auf Lebewesen schon im tieferen µg/L und teilweise bereits im ng/L Bereich haben.



Am Institut wird daher unter anderem der Ansatz verfolgt, nanostrukturierte Adsorbermembranen zu entwickeln, die beispielesweise Stoffe mit endokrine Wirkung wie Bisphenol A, aus Wasser zu entfernen können.

Hierzu werden verschiedene nanostrukturierte Polymerad­sorber­partikel mittels Miniemulsionspolymerisation hergestellt und ihre Affinitäten zu bestimmten Stoffklassen getestet. Die Polymerpartikel mit den größten Affinitäten werden anschließend in eine Membran eingebettet die mittels eines Phaseninversionsprozesses hergestellt wird.

Ein Ziel des Projekts ist, durch die Einbettung verschiedener Polymer­nanopartikel in die Membran, mit unter­schiedlichen chemischen Affinitäten zu bestimmten Substanzklassen, eine verbesserte oder neue zusätzliche Selektivität zu erzeugen und somit eine größere Adsorp­­tions­­kapazität der Membranen zu erreichen.



Der Herstellungsprozess der Membran wird so gesteuert, dass eine innere schwammartige Struktur entsteht, in der die Polymernanopartikel fest einge­bettet und trotzdem für das Adsorptiv gut zugänglich sind. Die Struktur der Membran soll so gestaltet werden, dass auch bei niedrigen Transmembrandrücken (< 2 bar) Durch­flusswerte erzielt werden, die über denen von Ultrafiltrationsmembranen liegen.



Förderung

Wir danken der Europäischen Union für die Förderung im FP 7. Rahmenprogramm.



Projektpartner

  • Center for Research and Technology Hellas - GREECE – Professor Dr. Costas Kiparissides (Koordinator)
  • University of Linnaeus (Kalmar), Schweden – Professor Dr. Ian A. Nicholls
  • Universität Dortmund – Professor Dr. Börje Sellergren
  • Lund University, Schweden – Professor Dr. Lei Ye
  • Cranfield University, UK – Professor Dr. Sergey Piletsky
  • Johann Heinrich von Thünen-Institut, Braunschweig – Professor Dr. Klaus Vorlop
  • Fa. KeraNor, Norway – Dr. Bernt Thorstensen
  • Fa. Biotage (ehemalig MIP –Technologies), Lund, Schweden – Dr. Ecevit Yilmaz


Weitere Informationen

Projektwebsite WaterMIM
Website der Europäischen Kommission zum WaterMIM Projekt
Website des "Nano4water"-Clusters
Schwerpunkt Chemische Grenzflächenverfahrenstechnik beim IGVP



Ansprechpartner
Name: Prof. Dr. Günter Tovar