Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1708: Materialsynthese nahe Raumtemperatur; Priority program (SPP) 1708: Material Synthesis near Room Temperature, Molekulares Design von und Röntgenspektroskopie an Nanocluster-Katalysatoren" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Paderborn, Department Chemie, Fachgebiet Anorganische und Analytische Chemie (AC).Die aeroben Bedingungen auf der Erde haben die Akkumulation oxidierter Materie begünstigt, während reduzierte Verbindungen wertvolle Energieträger darstellen. Die Verknappung energiereicher Ressourcen macht die reduktive Umwandlung verfügbarer oxidierter Rohstoffe zu einer der größten Herausforderungen. Dieses Projekt kombiniert die Verwendung des häufigsten Übergangsmetalls, Eisen, als Katalysator in anspruchsvollen reduktiven Prozessen mit moderner Materialcharakterisierung am Synchrotron. Die Erkenntnisse dieses Kooperationsprojekts haben weitreichende Auswirkungen auf moderne Synthese- und Katalyseverfahren, die Material- und Energieforschung sowie den Einsatz von Röntgenmethoden zur Aufklärung heterogener Katalysatoren. Unser Ansatz basiert auf dem hohen Reduktionsvermögen und der Nachhaltigkeit von Eisen- gegenüber konventionellen Edelmetall-Katalysatoren. Der Einsatz aktiver, niedervalenter Eisen-Katalysatoren in reduktiven Prozessen sowie deren mechanistisches Verständnis erfordert jedoch eine kontrollierte Darstellung und effektive Stabilisierung von reduzierten Eisen-Spezies. Der Schwerpunkt unserer Arbeiten widmet sich daher der Natur der Wechselwirkungen von Eisen(0)-Nanoclustern und Nanopartikeln mit Oberflächen-aktiven Liganden und Lösemittelsystemen, die die stereoelektronische Modulation, das Partikelwachstums und die Oberflächenbeschaffenheit signifikant beeinflussen können. Wir untersuchen diverse bottom-up-Ansätze der Herstellung von Eisen(0)-Katalysatoren ausgehend von homogenen Präkursoren in flüssiger Phase unter milden Bedingungen. Katalytische Tests erfolgen in wichtigen Reaktionen zur Darstellung feinchemischer und technischer Synthesebausteine (Reduktionen, Hydrierungen, Isomerisierungen, Defunktionalisierungen etc.). Detaillierte spektroskopische Studien mit harter Röntgenstrahlung haben die Aufklärung der Zusammenhänge von Katalysatorsynthese, Katalyseaktivität und Nanopartikelstruktur (inkl. Größe, Oberflächenkoordination, Oxidationsstufe) zum Ziel und werden ebenso dynamische Effekte während der Nanopartikel-Synthese und -Katalyse mittels in-operando-Techniken adressieren. Dieses interdisziplinäre Forschungsvorhaben beschäftigt sich mit der chemischen Synthese, Katalyse und Charakterisierung von Eisen(0)-Partikeln, hat aber darüber hinaus direkten Bezug zu nachhaltigen Produktionsmethoden, Materialsynthesen und Energieumwandlungsprozessen.
Das Projekt "Algenkat: Verfahrenstechnische Umsetzung des photokatalytischen Aufschlusses von Algenzellwänden, Teilvorhaben 1: Verfahrenstechnische Umsetzung der photokatalytischen Reaktionen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung.Die Zellwände von Algen lassen sich durch Photokatalyse aufspalten, um Lipide zur weiteren Verarbeitung zu gewinnen. Eine signifikante Effizienzsteigerung liegt in der kostengünstigeren Aufspaltung der Zellen, die eine wirtschaftliche stoffliche Verwertung in vielen Bereichen ermöglichen. Dazu werden photokatalytische Systeme bzw. Reaktoren aufgebaut, in denen Algenzellen unter LED- oder Sonnenlicht und geeigneten Katalysatoren photokatalytisch oxidiert werden. Das Projekt hat das Ziel, die Extraktion von Lipiden über eine Photokatalyse zu validieren. Die Photokatalyse mittels eisenhaltiger Nanopartikel ermöglicht dabei eine Aufkonzentration der Algen ohne Einsatz von Separatoren, einen Aufschluss der Zellen ohne den Einsatz von Lösungsmittel und ein umweltfreundliches Recyceln der Nanopartikel durch den Einsatz eines Magnetfeldes. Das Vorhaben gliedert sich in 4 Arbeitspakete (AP): AP 1: Nanopartikel Geeignete Katalysatoren werden für 3D- und 2D-Photokatalyse formuliert. AP 2: Analytik Es erfolgen eine Verifizierung des Zellaufschlusses und der photokatalytischen Eigenschaften, sowie Nachweise von Nanopartikeln. Weiterhin werden die Photokatalysatoren charakterisiert. AP 3: Photokatalyse Die photokatalytischen Reaktionen werden in 3D- und 2D-Systemen durchgeführt: Bei der Umsetzung in 3D-Systemen werden die katalysatorhaltigen Algendispersionen in einem Photoreaktor mit Licht bestrahlt, um oxidationsfähige Radikale zu erzeugen. In 2D-Systemen werden Photokatalysator-Dünnschichten verwendet. AP 4: Verwertungsplan Eine Erhöhung der Algenkonzentration auf mindestens 15 g/l Trockengewicht ermöglicht eine wirtschaftliche Umsetzung und Verwertung.
Das Projekt "Algenkat: Verfahrenstechnische Umsetzung des photokatalytischen Aufschlusses von Algenzellwänden, Teilvorhaben 3: Formulierung von Photokatalysatoren für Sonnenlicht" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bremen, Fachbereich Produktionstechnik, Nachwuchsgruppe Innovative Sensor and Functional Materials Research Group.
Das Projekt "MIKROSYN: Synergistischer CKW-Abbau mit Mikroorganismen und elementarem Eisen" wird/wurde gefördert durch: Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG). Es wird/wurde ausgeführt durch: AIT Austrian Institute of Technology GmbH.An einem Drittel der geschätzten 2000 erheblich kontaminierten Standorte in Österreich sind chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKW) vorhanden. Da es sich dabei vor allem um chemische Reinigungen und metallverarbeitende Betriebe handelt, befindet sich ein großer Anteil der belasteten Standorte auf verbautem Gebiet, wodurch sich dort meist nur in-situ Methoden (= Behandlung des kontaminierten Bereiches in natürlicher Lage) zur Sanierung eignen. In diesem Projekt werden zwei in-situ Methoden, der biotische Abbau durch Bakterien und abiotischer Abbau durch Eisenpartikel kombiniert. Durch diese Kombination können potenzielle Nachteile der Einzelmethoden vermindert und die Steuerbarkeit der ablaufenden Prozesse erhöht werden. Bei der chemischen Methode handelt es sich um reduktiven Abbau durch elementares Eisen (Fe0), bei der Chlorid-Ionen durch Übertragung von Elektronen von Fe0 auf die CKW abgespalten werden. Bei der biologischen Methode handelt es sich um den Einsatz von strikt anaeroben Stämmen des Bakteriums Dehalococcoides, die unter Nutzung von Wasserstoff CKW dechlorieren (d.h. Chloratome abspaltet). Durch Kombination der beiden Verfahren kann Wasserstoff, der durch die gleichzeitig ablaufende Reaktion von Fe0 mit Wasser gebildet wird von den Bakterien zum weiteren CKW-Abbau genutzt werden. Dadurch kann einerseits die Menge an eingesetztem Fe0 und somit Kosten eingespart werden und darüber hinaus besteht die Möglichkeit den bakteriellen Abbau von CKW durch die kontinuierliche Bereitstellung von Wasserstoff (die sonst nur schwer steuerbar ist, da sie vom Vorhandensein anderer bakterieller Konsortien abhängt) besser zu kontrollieren. In Mikroksomos-Experimenten, werden unterschiedliche Bakterienkulturen in Kombination mit ausgewählten Eisenpartikeln bei unterschiedlichen Anfangsparametern (z.B.: Kohlen-stoffquelle und Nährstoffe) in Bezug auf die Schadstoffentfernung ausgetestet. In diesen Experimenten werden die Reaktionswege des Wasserstoffs im Wasser und des Kohlenstoffs in den CKW mit Hilfe von Stabilisotopenmarkierungen (D2O, 13C-markierte CKW) und von Phospholipidfettsäure (PLFA)-Analysen verfolgt. Im Rahmen des Projekts BIANO ('Sanierung von CKW-Altlasten durch Unterstützung des mikrobiellen Abbaus mit nullwertigem Nanoeisen') wird ein Lysimeter-Experiment unter realitätsnahen Bedingungen durchgeführt. Im Zuge dieses Lysimeter-Versuchs sollen auch Erkenntnisse über die vorherrschende mikrobielle Situation für dieses Projekt gewonnen werden. Anschließend werden die in den Batch-Versuchen und dem Lysimeter-Versuch gewonnenen Ergebnisse in Säulenversuchen über einen längeren Zeitraum getestet und bei Bedarf adaptiert. Auf Basis der die in diesem Projekt erarbeiteten Ergebnisse soll es möglich sein einen Pilotversuch durchzuführen, in dem die kombinierte Anwendung von elementarem Eisen und von Dehalococcoides auf den Abbau von CKW im Grundwasser unter Feldbedingungen getestet wird.
Die Behandlung von belastetem Wasser vor dem Einleiten in Oberflächengewässer ist eine der global vordringlichsten Herausforderungen der Zukunft. Bestehende Verfahren zur Wasser- und Abwasseraufbereitung können durch geeignete nanotechnische Anwendungen optimiert werden, die zu einer gezielteren Entfernung von Kontaminationen, besseren Energieeffizienz und geringeren Kosten führen können. Experten prognostizieren, dass der Wassersektor neben dem Energiesektor mittel- bis langfristig mit am stärksten von innovativen Anwendungen der Nanotechnik profitieren könnte. Neben dem Nutzen der Verwendung von Nanomaterialien zur Wasserbehandlung ist auch zu berücksichtigen, dass Nanomaterialien unbeabsichtigte Wirkungen auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit hervorrufen können. Bei der Verwendung der Nanomaterialien muss beachtet werden, dass die neuartigen Eigenschaften der Nanomaterialien gegebenenfalls auch schädliche Wirkungen auf die Umwelt und den Menschen haben können.
Das Projekt "Eisenbasierte Nanopartikel und Nanokompositstrukturen zur Schadstoffentfernung aus Grund- und Abwässern (Fe-NANOSIT)^Eisenbasierte Nanopartikel und Nanokompositstrukturen zur Schadstoffentfernung aus Grund- und Abwässern (Fe-NANOSIT)^Eisenbasierte Nanopartikel und Nanokompositstrukturen zur Schadstoffentfernung aus Grund- und Abwässern (Fe-NANOSIT)^Eisenbasierte Nanopartikel und Nanokompositstrukturen zur Schadstoffentfernung aus Grund- und Abwässern (Fe-NANOSIT)^Eisenbasierte Nanopartikel und Nanokompositstrukturen zur Schadstoffentfernung aus Grund- und Abwässern (Fe-NANOSIT)^Eisenbasierte Nanopartikel und Nanokompositstrukturen zur Schadstoffentfernung aus Grund- und Abwässern (Fe-NANOSIT), Teilprojekt 1: Entwicklung, Erprobung und ökologische Charakterisierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ - Fachbereich Analytik und Ökotoxikologie - Department Bioanalytische Ökotoxikologie.1. Vorhabenziel: Ziele des UFZ-Teilprojekts sind Entwicklung und Optimierung neuartiger Nanokatalysatoren und Nano-Komposite, die zur Reinigung von kontaminierten Wässern eingesetzt werden. Carbo-Iron (Komposit aus Aktivkohle und nanoskaligem Eisen) wird für den In-situ-Aufbau reaktiver Zonen zur Grundwassersanierung entwickelt und dotierte Magnetit-Nanopartikel zur Reinigung von Abwässern. Begleitende Risikoanalysen zur Ermittlung der Ökotoxizität von eventuell freigesetzten Partikeln sind wichtiger Bestandteil des Teilprojekts. Projektpartner, die für Partikelcharakterisierung, Studien zur zellulären Aufnahme, Standard-Ökotoxizitätstest und Demonstrationsversuche verantwortlich sind, unterstützen das Teilprojekt. 2. Arbeitsplanung: Die Entwicklung von Carbo-Iron als verbesserte Alternative zu Nano-Eisen zur GW-Reinigung und von magnetischen Nanokatalysatoren für die oxidative und reduktive Abwasserreinigung erfolgt am UFZ. Die Partikelcharakterisierung und -optimierung umfasst Reaktivität, Beständigkeit, Korrosion sowie die Mobilität und Benetzbarkeit (im Aquifer) und magnetische Abtrennbarkeit (Abwasser). Das UFZ begleitet die Entwicklung technologischer Lösungen und Demonstrationsanlagen bei den KMU. Schwerpunkt der ökotoxikologischen Untersuchungen bilden Tests zu langfristigen Transgenerationseffekten und die Aufdeckung von Wirkungsmechanismen mit Hilfe systembiologischer Verfahren. Daneben werden Wechselwirkungen von Nanomaterialien und Schadstoffen und ihre Bedeutung für die Toxizität untersucht.
Das Projekt "Teilprojekt: Reaktivität und Stabilität von feinverteilten Fe-partikeln zur LCKW-Quellen und Fahnensanierung^NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen^NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen^NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen, NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: UVR-FIA GmbH Verfahrensentwicklung-Umweltschutztechnik-Recycling- GmbH.
Das Projekt "NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen^NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen^Teilprojekt: Reaktivität und Stabilität von feinverteilten Fe-partikeln zur LCKW-Quellen und Fahnensanierung^NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen^NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen, NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Institut für Geowissenschaften, Arbeitsgruppe angewandte Geologie - Aquatische Geochemie und Hydrogeologie.
Das Projekt "NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen^NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen^NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen^NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen^Teilprojekt: Reaktivität und Stabilität von feinverteilten Fe-partikeln zur LCKW-Quellen und Fahnensanierung^NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen^NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen, NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. - Technisch-wissenschaftlicher Verein - Technologiezentrum Wasser (TZW).
Das Projekt "NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen^NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen^NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen^NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen^NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen^Teilprojekt: Reaktivität und Stabilität von feinverteilten Fe-partikeln zur LCKW-Quellen und Fahnensanierung^NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen^NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen, NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Stuttgart, Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung.Im vorliegenden Projektteil von VEGAS werden mehrere Ziele verfolgt: 1. Ermittlung von konstitutiven Beziehungen zum Transportverhalten von Nanopartikeln in Aquiferen mittels Untersuchungen in Großversuchsständen als Grundlage für numerische Modelle. 2. Nachweisführung der Ausbreitung von Nanopartikeln in Aquiferen. 3. Nachweisführung der Reaktivität von Nanoeisen gegenüber CKW mit Schwerpunkt auf dem Langzeitverhalten und 4. die wissenschaftliche Begleitung des Einsatzes von Nanoeisen im Feld und Ableitung von Bemessungsgrößen Die Arbeitsplanung im vorliegenden Teilvorhaben sieht im Wesentlichen drei Schwerpunkte vor, die parallel bearbeitet werden: 1. Entwicklung einer in-situ-Messtechnik zur eindeutigen Nachweisführung des Transportverhaltens von Nanopartikeln im Aquifer. 2. Ermittlung von konstitutiven Beziehungen des Transportverhaltens von Nanopartikeln in Aquiferen als Eingangsgrößen in numerische Modelle auf Basis von großskaligen Technikumsversuchen. 3. Ermittlung des Langzeitverhaltens von Nanopartikeln in Aquifer und den gezielten Eingriff in das hydrochemische Milieu zur Unterstützung der Sanierungseffizienz. Die in diesen Untersuchungen gewonnenen Erkenntnisse sollen mit den Ergebnissen der anderen Arbeitsgruppen so zusammengeführt werden, dass in einer Feldanwendung der Einsatz von Nanoeisen erfolgreich demonstriert werden kann. Die Koordination der einzelnen Projektteile wird dabei von VEGAS übernommen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 17 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 15 |
| unbekannt | 2 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 2 |
| offen | 15 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 17 |
| Englisch | 5 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 7 |
| Webseite | 10 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 15 |
| Lebewesen & Lebensräume | 16 |
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| Mensch & Umwelt | 17 |
| Wasser | 14 |
| Weitere | 17 |