Materialentwicklungen für die Wasserreinigung
Die Entwicklung von neuen Materialien zur Wasserreinigung stellt einen Schwerpunkt unserer Arbeiten dar. Dies beinhaltet Materialien für die Adsorption oder den Abbau von organischen Schadstoffen (Reagenzien und Katalysatoren) sowie für die Kombination beider Prozesse. Insbesondere für die Behandlung von Mikroverunreinigungen ist die Zerstörung nach vorheriger adsorptiver Anreicherung ein vielversprechender Ansatz.
Während für die Reinigung von Trinkwasser und Abwasser oft pelletierte Materialien in Festbettreaktoren eingesetzt werden sind mikro- oder nanoskalige Partikel insbesondere für die In-situ-Grundwasserreinigung interessant. Dabei werden Partikel-Suspensionen in den Grundwasserleiter eingespült, lagern sich dort auf dem Sediment ab und bilden eine reaktive Zone, die das durchströmende Grundwasser reinigt (Nanoremediation). Partikel für die in-situ Grundwasserreinigung müssen nicht nur hinsichtlich ihrer Effizienz für die Elimination der Schadstoffe sondern in Bezug auf ihre Suspensions- und Transporteigenschaften optimiert werden. Gleichzeitig werden an sie hohe Ansprüche hinsichtlich der Umweltverträglichkeit gestellt. Beispiele für Materialentwicklungen für die Nanoremediation aus unserem Department sind:
Carbo-Iron®
Trap-Ox® Fe-Zeolithe
Trap-Ox® Fe-Zeolithe sind Partikel, die für die In-situ-Adsorption (Trapping) und katalytische Oxidation in Verbindung mit Oxidationsmitteln wie Wasserstoffperoxid entwickelt wurden. Die mikroporösen mineralischen Adsorbenzien bilden stabile Suspensionen, die durch Injektion in kontaminierte Aquifere eingebracht werden können. Nach ihrer Ablagerung auf dem Sediment bilden sie eine Sorptionsbarriere und stoppen damit die weitere Ausbreitung von Schadstoffen. Diese Sorptionsbarriere kann durch Einspülung von H2O2 regeneriert werden, wobei Fe-Spezies im Zeolith als Fenton-artige Katalysatoren wirken.
Kolloidale Aktivkohle
Oxidationskatalysatoren für die Abwasserreinigung
Katalysatoren zur reduktiven Wasserreinigung
Palladium ist ein sehr effizienter aber auch sensibler Katalysator, der unter milden Bedingungen in Wasser mit Wasserstoff oder Wasserstoffdonatoren Dehalogenierungsreaktionen ermöglichen kann. Als Alternative zum vergiftungsgefährdeten Palladium hat sich das deutlich stabilere Kupfer in Kombination mit Borhydrid als Dehalogenierungskatalysator herausgestellt. Wir suchen nach geeigneten Methoden, die Katalysatoren für den Einsatz in der Umwelttechnik fit zu machen, Standzeiten und Selektivitäten zu optimieren.