Das Projekt "Chemismus der Sedimentminerale (Phyllosilikate, Fe- oxide und -oxidhydroxide, Manganoxide)" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bern, Institut für anorganische, analytische und physikalische Chemie.Die Verwitterung von Gesteinen, die Bodenbildung und die Sedimentbildung beinhalten u.a. die Struktur, Morphologie und den Chemismus von Phyllosilikaten (Tonmineralen), Oxiden und Oxidhydroxiden des Fe, des Mn und anderer Elemente. Durch Laborversuche an synthetischen FeOOH und MnO2 werden deren Reaktionen und Bildungsbedingungen naeher ermittelt und beschrieben.
Das Projekt "MinMeth - Minimierung von Methan im Abgas von großen Marinemotoren, Vorhaben: Wissensbasierte Entwicklung eines Methanoxidationskatalysators" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, Lehrstuhl Reaktionstechnik (RT).Ziel des Vorhabens MinMeth ist die Entwicklung eines Katalysatorsystems zur Minderung des Ausstoßes an klimaschädlichem Methan im Abgas von erdgasbetriebenen Marinemotoren. Hierzu soll ein neues katalytisch-thermisches Verfahren der Methanoxidation verfolgt werden, das einen thermisch rekuperierenden Katalysator beinhaltet, der aus einer neuartigen robusten, preisgünstigen und edelmetallfreien Aktivkomponente besteht. Dieses neue Verfahren soll sowohl als motornah wirkendes als auch als außermotorisches Nachrüstsystem eingesetzt werden. Im Rahmen dieser Themeneinstellung und der komplementären Aufgabenteilung der Projektpartner bestehen die wesentlichen Ziele des vorliegenden Teilprojekts in der (i) gezielten Entwicklung des Methanoxidationskatalysators auf Basis von Eisen- bzw. Manganoxid mit möglichst tiefer Anspringtemperatur und hoher Dauerstabilität gegenüber thermischer und chemischer Alterung sowie in der (ii) Entwicklung und experimentellen Validierung eines numerischen Modells für die Methanoxidation und der darauf basierenden Optimierung des neu entwickelten Systems.
Das Projekt "Clusterprojekt: MANGAN - Teilprojekt: biomimetische Wasserspaltung - gezielte Oxidation nanostrukturierter metalloxidischer Präkatalysatoren" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Berlin, Institut für Chemie.Durch gezielte Oxidation oder Reduktion nanostrukturierter metalloxidischer Präkatalysatoren neuartige, geträgerte Wasseroxidationskatalsatoren auf Manganoxidbasis erzeugt werden. Hierbei soll der Einfluss der Morphologie des oxidierten Partikels auf die katalalytische Aktivität des manganoxidischen Katalysators und der Einfluss von redox- aktiven sowie redox- inerten Kationen im Präkatalysator sowie in der Wasseroxidierenden Schicht untersucht werden. Insbesondere die partiell oxidierten Phasen sind meist röntgenamorph und mit den gängigen Methoden der Strukturaufklärung schwer zu beschreiben. Daher ist insbesondere eine Kooperation mit den Arbeitsgruppen De Beer (Röntgenabsorptionsspektroskopie, Elektronenspinresonanz) und Reiche (EELS Spektroskopie und Hochleistungselektronenmikroskopie zur Identifikation aktivitätsbestimmender Nahordnungen in den partiell oxiderten Materialien nötig. Unser Ansatz der partiellen Oxidation einer metalloxidischen Vorstufe erlaubt es uns dann, die strukturellen Gegebenheiten um die aktiven Zentren der Manganoxidischen Wasseroxidationskatalysatoren über die Oxidationsparameter oder Präkatalysatorzusammensetzung genauer zu kontrollieren. Des Weiteren bleibt bei der partiellen Oxidation des Präkatalysators ein beträchtlicher Teil des nanokristallinen niedervalenten Metalloxids zurück. Dieser Umstand soll zu einer erhöhten Leitfähigkeit und damit erhöhten Aktivität der Gesamtelektrode beitragen. Die von uns entwickelten und optimierten Systeme sollen durch das einheitliche projektinterne Benchmarking wichtige Impulse für die Entwicklung eines Device in eventuellen Folgeprojekten geben.
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1708: Materialsynthese nahe Raumtemperatur; Priority program (SPP) 1708: Material Synthesis near Room Temperature, Von der Geburt bis zum Wachstum von metastabilen Metalloxiden in Ionischen Flüssigkeiten" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz Universität Hannover, Institut für Anorganische Chemie (ACI).Es ist in der Chemie allgemein bekannt, dass die Energie von Übergangzuständen durch das umgebende Lösungsmittel beeinflusst werden kann und man so auch auf den Reaktionsverlauf einwirken kann. In den Materialwissenschaften können nanodimensionierte Keime als solche Übergangszustände angesehen werden, die für die Steuerung der Partikelform oder von alternativen Kristallstrukturen eingesetzt werden. In beiden Fällen ist man sehr oft an thermodynamisch weniger begünstigten, d. h. metastabilen Produkten interessiert, im vorliegenden Fall also ungewöhnlichen Formen oder Polymorphen. Neben der Kristallstruktur bedingt auch die Form eines Partikels seine Eigenschaften, da diese mit der Art und Häufigkeiten bestimmter, zu Netzebenen korrespondierender Oberflächen korreliert. Um die genannten, metastabilen Produkte erhalten zu können, ist es notwendig die festen Phasen durch kinetisch kontrollierte Reaktionswege generieren zu können. Die Hauptaufgabe des Projektes besteht in der Untersuchung der Effekte von hochpolaren, aber nicht-wässrigen Lösungsmittelumgebungen (Ionische Flüssigkeiten) auf die Bildung von metastabilen Partikelzuständen: Formen, welche von der thermodynamisch stabilsten Form (Wulff-Form) abweichen, und die Ausbildung von polymorphen Kristallstrukturen. Wir werden die genannten, kinetisch-kontrollierten Bedingungen durch die Kombination von Molekülchemie mit Materialsynthese und verfeinerten in situ-Untersuchungen realisieren. Es werden von uns hochreaktive Organometallprecursoren eingesetzt werden, um wichtige Metalloxide mit Halbleitercharakter z. B. Zinkoxid (ZnO) oder Manganoxide (MnxOy) herzustellen. Eine besondere Herausforderung stellt die Synthese von neuartigen Precursoren dar, die in einem Molekül widerstrebende Gruppen enthalten (z. B. oxidierend und reduzierend). Dadurch soll die Bildung von Partikeln bereits bei sehr niedrigen Temperaturen, nahe Raumtemperatur oder darunter, oder sogar durch nicht-konventionelle Trigger wie Licht initiiert werden. Wir werden eine fundierte Wissensbasis nicht nur dadurch erarbeiten, dass die erhaltenen Produkte genauestens untersucht werden, sondern auch dadurch, dass umfangreiche Röntgen-Streuuntersuchungen (Klein- und Weitwinkel) in einem in situ-Modus durchgeführt werden. Hier kommt der Vorteil der genannten Übergangsmetalloxide zum Tragen, da diese eine höhere Elektronendichte im Vergleich zu den organischen, ionischen Flüssigkeiten aufweisen und somit Streuuntersuchungen mit hoher tempospatialer Auflösung ermöglicht werden. Wir werden somit die sehr frühen Abschnitte der Bildung der Partikel beobachten, um der Frage nachzugehen, an welchem Punkt die Festlegung von Partikelform und Kristallstruktur geschieht.
Das Projekt "Verbundvorhaben Mg-Luft: Perspektiven für wiederaufladbare Mg/Luftbatterien" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bonn, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Abteilung Elektrochemie.Das Gesamtprojekt befasst sich mit der Untersuchung der fundamentalen Prozesse in Magnesium-Luft-Batterien. In diesem Teilprojekt werden theoretische Untersuchungen zu Reaktionsmechanismen an den Grenzflächen zwischen Elektroden und Elektrolyt auf atomarer Ebene durchgeführt. Ziel ist die Aufklärung der relevanten Prozesse bei der Oxidation von Magnesium, der Bildung passivierender Zwischenphasen und der Reduktion und Dissoziation von Luftsauerstoff, sowie die Charakterisierung von Zwischenphasen aufgrund energetischer und spektroskopischer Eigenschaften. Die Grenzflächensysteme zwischen Festkörperelektrode und Elektrolyt wird mit periodischen quantenchemischen Methoden untersucht. Es werden Schichtmodelle konstruiert, die die wesentlichen Aspekte der realen Systeme vereinfachend abbilden. Einflüsse des Elektrolyten werden explizit durch Hinzufügen einzelner Lösungsmittel- und Elektrolytmoleküle in den Modellen berücksichtigt. Die theoretischen Arbeiten werden in zwei Teilprojekte untergliedert, die sich auf Anoden- und Kathodenprozesse konzentrieren. Auf der einen Seite werden Magnesiumschichtmodelle verwendet, um die Reaktion mit Sauerstoffspezies, Restwasser und Elektrolytmolekülen zu untersuchen. Auf der Kathodenseite werden Modellkatalysatoren wie Manganoxid oder Graphit betrachtet. Hier wird die Adsorption, Dissoziation und Reduktion von Sauerstoffmolekülen untersucht.
Böden sind mehr als die Summe ihrer Bestandteile: auf ihre Architektur kommt es an. Bausteine der Böden sind Tonminerale und gröbere mineralische Bestandteile sowie Humus. Ihre Baumeister sind neben physikalischen Kräften wie Temperatur, Druck, Quellen und Schrumpfen vor allem die Bodenlebewesen. Allen voran die Regenwürmer, die organisches mit mineralischem Material intensiv vermischen und dabei auch Gänge anlegen, die bis in die Unterböden in eine Tiefe von mehr als einem Meter reichen können. Die zur Strukturbildung erforderlichen Klebstoffe sind gleichermaßen mineralischer und biologischer Natur. Zu ersteren gehören Tonminerale, Eisen- und Manganoxide, Kieselsäure oder Kalk. Biologische Kleber werden von den Abermillionen Bodenbakterien und -pilzen hergestellt. Sie richten sich bei ihrer Abbautätigkeit in Böden selbst häuslich ein und bilden sogenannte Biofilme mit schleimartiger Konsistenz. Auch Pflanzen geben klebende Substanzen direkt über die Wurzeln in den Boden ab. Sie füttern so die Ihnen bei der Nährstoffaufnahme behilflichen Mikroben wie etwa die Mykorrhiza, können aber nach neuesten Erkenntnissen damit auch direkt Einfluss auf den Wasserhaushalt „ihres“ Bodens nehmen. „Faserverstärkung“ auch „Lebendverbauung“ genannt, resultiert aus feinen Pilz- und Bakterienfäden (Hyphen), die oft den gesamten Boden durchziehen, sowie aus lebenden oder abgestorbenen Pflanzenwurzeln. Das entstehende Gesamtwerk nennt der Bodenkundler Bodenstruktur oder Bodengefüge. Es verbessert unabhängig von der Art der Primärbausteine ganz wesentlich wichtige Bodeneigenschaften wie Verdichtungs- und Erosionsempfindlichkeit sowie Durchwurzelbarkeit, Durchlüftung und Regenaufnahmevermögen. Dies sind alles wichtige Faktoren der Bodenfruchtbarkeit. Durch Bodenumlagerung bei Baumaßnahmen sowie auf Äckern oder im Wald kann das Bodengefüge leicht geschädigt werden, etwa durch Befahren in zu feuchtem Zustand oder aufgrund fehlender Pflanzenbedeckung durch Verschlämmung bei Starkregen. Einmal eingetretene Gefügeschäden können dann oft nur schwer und mit viel Geduld wieder beseitigt werden. Diesem Problemfeld widmet sich das Seminar 06/2017 „Bodenstruktur –Grundlagen, Erfassung und Beurteilung“. Es wird am 5. Juli 2017 unter dem Dach des Fortbildungsverbundes Boden und Altlasten Baden-Württemberg vom Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau im Regierungspräsidium Freiburg (LGRB) und von der LUBW gemeinsam ausgerichtet ( Programm ). Foto: LUBW/H. Hohl Nach Bodenerosion abgelagertes strukturloses Feinbodenmaterial. Durchlüftung und Regenaufnahmevermögen sind stark reduziert. Foto: LUBW Verdichtete Fahrspuren im Vorgewende sind oft Auslöser von Bodenerosion. Foto: regioplus-Ingenieurgesellschaft/J. Schneider Mulchsaat und Winterbegrünung können das Bodengefüge schützen. Pflanzenreste nehmen die Regenenergie auf und fördern das Bodenleben, speziell den Regenwurm. Foto: LUBW/H. Hohl Bei Baumaßnahmen müssen oft große Mengen Boden umgelagert werden. Es erfordert großen Sachverstand, hierbei bleibende Gefügeschäden zu vermeiden.
Das Projekt "Molecular-scale investigations on the reactivity and stability of manganese oxide minerals" wird/wurde gefördert durch: Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universite de Lausanne, Institut de Mineralogie et Geochimie.Birnessite minerals (layer-type MnO2) produced by bacteria and fungi participate in important biogeochemical processes in oxic and suboxic environments, particularly nutrient and contaminant metal sorption. Birnessite minerals are among the strongest environmental oxidants, contributing to the decomposition of natural organic matter, the oxidative degradation of complex organic pollutants, and the respiration of metal-reducing bacteria in aquatic and terrestrial environments. Despite the importance of biogenic birnessite, several aspects regarding their reactivity remain poorly understood. We hypothesize that biogenic birnessite minerals are distinct in terms of their sorption reactivity and redox reactivity relative to abiotic birnessite minerals due to their occurrence within a biofilm matrix, their large abundance of vacancy sites, and nano-scale dimensions. The objectives of this project are to determine how metal-organic and organic-mineral interactions modify birnessite reactivity, and to determine how mineral properties and structure modify the stability of birnessite against (photo)reductive dissolution. A fundamental understanding of these processes is essential to the development of biogeochemical models that describe aqueous and surface speciation, reactive transport and environmental toxicity. The results from this research have important implications for attenuation of pollution in natural systems; remediation schemes in engineered systems and water treatment; water resource management and water security; and nutrient cycling in terrestrial and marine ecosystems.
Das Projekt "Demonstration eines Verfahrens zur Nachbehandlung von unzureichend aufbereitetem Leitungswasser oder Grundwasser am Beispiel der autarken Versorgung eines Kinderheims in Bagratijonowsk/Oblast Kaliningrad" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Malteser Hilfsdienst Alfhausen.Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: In einigen Regionen Osteuropas (Polen, Russland) werden stark reduzierte Grundwässer (der Sauerstoff ist dort aufgezehrt) mit nur unzulänglichen Methoden aufbereitet, so dass Probleme, wie starke Verschmutzung des Wassers mit Trübstoffen und Partikeln oder mikrobiellen Krankheitserregern, auftreten. Die in reduziertem Grundwasser vorkommenden Inhaltsstoffe Schwefelwasserstoff, Eisen, Mangan und Ammonium lassen sich mit konventionellen erprobten Verfahren in der Regel jedoch gut entfernen. Wird ein solches Wasser ohne oder mit ungenügender Aufbereitung in ein Trinkwasserverteilungssystem eingespeist, bilden sich dort massive Ablagerungen aus Eisen- und Manganoxiden, die bis in die Haushalte gelangen. Dann wird mikrobiologisch nicht einwandfreies Trinkwasser verteilt, das ohne eine weitergehende Aufbereitung nicht desinfizierbar ist. Im Rahmen des Projektes sollte erstmals in der russischen Oblast Kaliningrad am Beispiel des Kinderheims in Bagratijonowsk eine technisch einfache, robuste dezentrale Trinkwasseraufbereitungsanlage zur mehrfachen Filterung und Desinfektion demonstriert werden, mit der die Versorgung der Menschen mit einwandfreiem Leitungswasser (nach deutscher TrinkwV 2001) erreicht werden kann. Der Schwerpunkt lag hierbei auf der effektiven Nachbehandlung ungenügend aufbereiteten Grundwassers und dem Verzicht auf die Desinfektion mit Chlor. Im Projekt sollte die Anlage im Kinderheim von den Projektpartnern installiert und gemeinsam mit den örtlichen Gesundheitsstellen, dem örtlichen Wasserversorger und der TU Kaliningrad betrieben und beprobt werden. Fazit: Mit dem eingesetzten Aufbereitungsverfahren konnte eine einwandfreie Trinkwasserbeschaffenheit für die Einspeisung in das Hausnetz bereitgestellt werden. Über einen Zeitraum von vier Jahren wurde die Anlage ausschließlich vom Hausmeister gewartet und es traten keine Störungen auf. Da die Stadtwasserbeschaffenheit insbesondere bzgl. Hygiene und Ammoniumkonzentration besser war als erwartet, war die Anlage für diese Beschaffenheit dann um eine bis zwei Aufbereitungsstufen überdimensioniert. Dies führte zu Aufbereitungskosten, die in der Region sehr wahrscheinlich nicht realisierbar sind. Unter Berücksichtigung der Erkenntnisse und der daraus abgeleiteten Empfehlungen (genauere Prüfung der örtlichen Situation und möglichst Bau einer einfacheren Anlage, einfache aber wirkungsvolle Veränderung der Detailkonstruktion zur Spülbarkeit der Filter, Vermeidung von Schwitzwasserbildung, ggf. Nutzung russischer Installationskomponenten) kann eine vereinfachte Anlage dieses Typs jedoch die erforderliche Aufbereitung an vielen Stellen zu sehr wahrscheinlich auch tragbaren Kosten leisten. Letztendlich bleibt jedoch anzumerken, dass eine zentrale Aufbereitung und Verteilung eines einwandfreien Trinkwassers die bei weitem wünschenswertere Variante wäre
Das Projekt "Partikel im Grundwasser: Herkunft, Verbleib und Transportpotential bei der künstlichen Grundwasseranreicherung" wird/wurde gefördert durch: DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. - Technisch-wissenschaftlicher Verein / Kommission der Europäischen Gemeinschaften Brüssel. Es wird/wurde ausgeführt durch: Institut für Wasserforschung GmbH.Veranlassung: Bei künstlicher Grundwasseranreicherung kann die Trinkwasserqualität durch eingetragene Stoffe über das Rohwasser unerwünscht verändert werden. Die Abschätzung der Mobilität dieser Stoffe in der vadosen und phreatischen Zone ist wesentliche Voraussetzung für eine langfristige Sicherung der Trinkwasserversorgung. Hierzu müssen die wichtigsten Transportmechanismen bekannt sein. Organische wie anorganische Partikel können infolge ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften mit der mobilen Phase transportiert werden. Aufgrund der chemischen Ähnlichkeit zwischen der Oberfläche von Partikeln und fester Phase kann auch bei diesen ein Sorptionsvermögen vorausgesetzt werden, so dass als immobil betrachtete Stoffe an Partikel sorbiert mit der mobilen Phase transportiert werden. Infolge des weiten Größenspektrums von Partikeln, im Bereich von wenigen Nanometern bis zu einigen Mikrometern, werden durch herkömmliche, in der Wasseranalytik übliche Filtrationstechniken (450 nm) möglicherweise der Gehalt an gelösten Wasserinhaltsstoffen überschätzt, sowie der Gesamtgehalt an Stoffen unterschätzt. Durch Zusammenarbeit innerhalb des EU-Forschungsprojektes 'Artificial Recharge of Groundwater' sollte in diesem Teilprojekt ein Beitrag zu dem Verständnis der Bedeutung von partikulärem Material geleistet werden. Ergebnisse: Neben den Feldstudien im Wassergewinnungsgelände Insel Hengsen der Dortmunder Energie- und Wasserversorgung GmbH wurden auch Laborversuche zur Kolloidstabilität sowie Säulenversuche als Grundwasserleiter- Analog durchgeführt. Die Bestimmung der Partikelgrößenverteilung kleiner 2 mym im Grundwasser mit Hilfe der Photonen-Korrelations-Spektroskopie (PCS) ist mit einem relativen Variationskoeffizienten von 20 Prozent möglich. Auch kann eine Abschätzung der Partikelkonzentration über geeignete Referenzkolloide bis zu einer Untergrenze von 20 myg/l durchgeführt werden. In Laborversuchen zur Kolloidstabilität zeigten Eisen- und Manganoxide im neutralen und sauren pH-Bereich eine positive Oberflächenladung. Dem steht eine negative Oberflächenladung von Silikaten und Huminsäure im gleichen pH-Bereich gegenüber. Durch die starken anziehenden Kräfte zwischen entgegengesetzt geladenen Oberflächen ist ein Transport von positiv geladenen Partikeln im Grundwasserleiter limitiert. Die Sorption von Huminsäure veränderte jedoch die Oberflächeneigenschaften der Metalloxide und -hydroxide signifikant: Positive Ladungen wurden durch die Sorption der Huminsäure abgeschattet und verschoben den isoelektrischen Punkt der Feststoffe in den sauren pH-Bereich. Huminstoffe liefern somit einen erheblichen Beitrag zur kolloidalen Stabilität von Partikeln. Säulenversuche an fraktioniertem Sediment legten eine Abhängigkeit des Partikeltransportes von drei dominierenden Faktoren offen: dem wirksamen Korndurchmesser des Filterkörpers, der Partikelgröße und der Fließgeschwindigkeit. Die experimentellen Daten zeigten eine Übereinstimmung mit Modellierungen nach der ...
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 21 |
| Land | 3 |
| Wissenschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 1 |
| Förderprogramm | 19 |
| Text | 3 |
| unbekannt | 2 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 5 |
| offen | 20 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 23 |
| Englisch | 4 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 1 |
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| Webseite | 7 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 18 |
| Lebewesen & Lebensräume | 21 |
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| Mensch & Umwelt | 25 |
| Wasser | 17 |
| Weitere | 24 |