Nanomaterialien
Eine ganz neue Richtung in der Umwelttechnologie ist der Einsatz von Nanoreagenzien und Nanokatalysatoren. Die Nanotechnologie hat also auch im Umweltbereich Einzug gehalten. Eisen(0)-Nanopartikel werden beispielsweise schon erfolgreich zur Grundwasserreinigung eingesetzt. Im Department Umwelttechnologie des UFZ werden Nanopartikel für verschiedene Anwendungsgebiete getestet:Zum einen reine Adsorptions-Systeme aus kolloidaler Aktivkohle. Die Forschung soll zu einem neuen Verfahrenskonzept führen, bei dem die Errichtung von Sorptionsbarrieren durch Einspülung und Immobilisierung von kolloidalen Sorbenzien in-situ im Aquifer im Mittelpunkt steht.
Zum anderen geht man noch einen Schritt weiter und arbeitet an Adsorptions-Reaktions-Systemen, die für den in-situ-Einsatz bei der Grundwasserreinigung verwendet werden sollen. Hier wird die kolloidale Aktivkohle mit zusätzlichen Reaktivkomponenten (z.B. Fe(0)) ausgestattet. Für spezielle Anwendungen in der Abwasserreinigung werden zudem extrem aktive Palladium-Katalysatoren auf ferromagnetischen Trägernkolloiden untersucht, die mit Hilfe von Permanentmagneten elegant aus dem gereinigten Wasser wieder abgetrennt werden können. Hier spielt auch das Studium ihrer Risiken, wie die potenzielle Aufnahme und mögliche unerwünschte Effekte dieser Kleinstteilchen in lebenden Zellen, eine Rolle. Diese Fragestellung wird in enger Kooperation mit dem UFZ-Department Zelltoxikologie behandelt. Die bearbeiteten Forschungsansätze zu Kleinst- und Nanoteilchen beinhalten folgende Schwerpunktthemen:
Einsatz von Aktivkohle in kolloidaler Form zur Errichtung von Sorptionsbarrieren im Aquifer
Kolloidale Aktivkohle mit Reaktivkomponenten für in-situ-Sorptions/Reaktions-Barrieren
Einsatz von Nanokatalysatoren zur Dechlorierung in der Abwasserreinigung
Einsatz von Nanokatalysatoren zur Oxidation in der Abwasserreinigung