Das Projekt "Bindung von Al(III)-Ionen und Schwermetallionen im Xylem-Saft und an Xylem-Waenden von Baeumen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bielefeld, Fakultät für Chemie durchgeführt. Die Bindung mehrwertiger Metallionen an Polyelektrolyte wurde bereits fuer Al(III) Ni(II) an Polycarboxylaten untersucht. Die Messungen werden auf polyelektrolytische Bestandteile des Xylems von Baeumen ausgedehnt, um Aussagen zur Mobilitaet und Inaktivierung von Schwermetallionen in Pflanzen zu gewinnen.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Polyelektrolytimmobilisierung und Palladiumadsorption" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Textilforschungszentrum Nord-West gGmbH (DTNW) durchgeführt. Polyelektrolyte sind organische Verbindungen, die in der Lage sind, unterschiedliche Metallionen reversibel zu binden. Durch ein am DTNW entwickeltes Verfahren können diese dauerhaft an Textilien fixiert werden. Das Adsorbertextil ist in der Lage, Edelmetalle auch aus niedrig konzentrierten Prozesswässern der metallverarbeitenden Industrie herauszufiltern. Im Rahmen eines IGF-Projekts wurde bisher ein technologischer Reifegrad von TRL 5 - 6 erreicht, der die Grundlage für das hier beantragte Vorhaben bildet. Somit ist es das Ziel des Vorhabens, den technologischen Reifegrad der Rückgewinnung von Edelmetallen aus Reststoffströmen der metallverarbeitenden Industrie mit Hilfe von faserfixierten Adsorbern weiter bis zu TRL 8 - 9 zu erhöhen. Dies soll anhand der Rückgewinnung von Palladium aus industriellen Prozesswässern der Leiterplattenindustrie aufgezeigt werden. Entsprechend seiner Expertise liegt die Kernzuständigkeit des DTNW innerhalb des Vorhabens bei der Entwicklung des Adsorbertextils für die Anreicherung von Palladium aus industriellen Prozesswässern und bei der analytischen Erfassung aller relevanten Prozessschritte. Die konkreten Arbeitspakete ergeben sich aus den Anforderungen an die einzelnen Komponenten des zu erstellenden Adsorbertextils, dem Aufbau einer Anlage zum konkreten Einsatz in der Praxis und der Metallaufbereitung nach erfolgter Adsorption. Für jedes Arbeitspaket wird gemäß dem Schwerpunkt der zu verrichtenden Arbeiten und der Expertise ein federführender Partner festgelegt, der die experimentellen Arbeiten koordiniert und den steten Fortgang der eigenen Arbeiten und den der jeweils beteiligten Partner sicherstellt. Das DTNW ist federführend beim Arbeitspaket 3 und bearbeitet demnach hauptsächlich die Untersuchungen zur selektiven Adsorption von Palladium aus Prozesswässern der Leiterplattenherstellung an ausgerüsteten Textilien. Ferner ist das DTNW in untergeordneter Position an allen weiteren Arbeitspaketen beteiligt.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Polyelektrolytimmobilisierung und Lanthanadsorption" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Textilforschungszentrum Nord-West gGmbH (DTNW) durchgeführt. Das Ziel des FuE-Vorhabens ist die Entwicklung von Technischen Textilien zur selektiven Rückgewinnung von Lanthan aus Abwasserteilströmen der Katalysatorherstellung für die Petrochemie auf der Basis von faser-fixierten Polyelektrolyten. Die so entwickelten Filtertextilien sollen in einer Pilotanlage am Standort der Katalysatorproduktion hinsichtlich ihrer Praxistauglichkeit getestet werden. Dabei deckt das vorgesehene Konsortium alle notwendigen Glieder entlang der Wertschöpfungskette von der Herstellung und Ausrüstung des Textils, über den Anlagenbau bis hin zum konkreten Nutzer der zu entwickelnden Technologie ab. Entsprechend seiner Expertise liegt die Kernzuständigkeit des DTNW Innerhalb des FuE-Vorhabens bei der Entwicklung modifizierter Polyelektrolyte für die selektive Trennung von Lanthan und Aluminium sowie bei der Bestimmung der Parameter für die dauerhafte Fixierung dieser an textilen Trägern. Die konkreten wissenschaftlichen und technischen Arbeitsziele bzw. die daraus resultierenden Arbeitspakete ergeben sich aus den Anforderungen an die einzelnen Komponenten des zu erstellenden Adsorbertextils und dem Aufbau einer Anlage zum konkreten Einsatz in der Praxis. Für jedes Arbeitspaket werden gemäß dem Schwerpunkt der zu verrichtenden Arbeiten und der Expertise ein oder mehrere federführende Partner festgelegt, die die experimentellen Arbeiten koordinieren und den steten Fortgang der eigenen Arbeiten und den der jeweils beteiligten Partner sicherstellen. Das DTNW ist federführend bei den Arbeitspaketen 2, 3 und 5 und bearbeitet demnach die Auswahl von praxisrelevanten Polyelektrolyten für die Komplexierung von Lanthan bzw. Aluminium sowie alle weiterführenden Modifizierungen der Polyelektrolyten zur Erhöhung der Selektivität gegenüber Lanthan bzw. Aluminium. Ferner ist das DTNW in untergeordneter Position an allen weiteren Arbeitspaketen beteiligt und übernimmt die Projektkoordination.
Das Projekt "Teilvorhaben 5: Pilotanlage zur Lanthan-Rückgewinnung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Decker Verfahrenstechnik GmbH durchgeführt. Das Ziel des FuE-Vorhabens ist die Entwicklung von technischen Textilien zur selektiven Rückgewinnung von Lanthan aus Abwasserteilströmen der Katalysatorherstellung für die Petrochemie auf der Basis von faser-fixierten Polyelektrolyten. Die so entwickelten Filtertextilien sollen in einer Pilotanlage am Standort der Katalysatorproduktion hinsichtlich ihrer Praxistauglichkeit getestet werden. Dabei deckt das vorgesehene Konsortium alle notwendigen Glieder entlang der Wertschöpfungskette von der Herstellung und Ausrüstung des Textils, über den Anlagenbau bis hin zum konkreten Nutzer der zu entwickelnden Technologie ab. Entsprechend ihrer Expertise liegt die Kernzuständigkeit von Decker innerhalb des FuE-Vorhabens bei der Entwicklung einer Pilotanlage für die selektive Trennung von Lanthan und Aluminium. In 7 Arbeitspaketen über die Dauer von 3 Jahren sollen im AP1 die Auswahl und Herstellung geeigneter textiler Filterträgermaterialien, im AP2 die Auswahl von praxisrelevanten Polyelektrolyten für die Komplexierung von La bzw. Al, im AP3 die weiterführende Modifizierung an Polyelektrolyten zur Selektivitätserhöhung gegenüber La bzw. Al, im AP4 die Fixierung der (modifizierten) Polyelektrolyte an textile Trägermaterialien, im AP5 Untersuchungen zur selektiven Adsorption von La bzw. Al an ausgerüsteten Textilien, im AP6 die Planung, Konstruktion und Aufbau und Betreuung einer Pilotanlage und im AP7 Untersuchungen zur selektiven Adsorption von La bzw. Al an ausgerüsteten Textilien in der Pilotanlage.
Das Projekt "Oberflächenbeschichtungen mit extrem niedriger Oberflächenspannung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Nanogate Technologies GmbH durchgeführt. Weiterentwicklung einer neuentwickelten Materialklasse zu einem giftfreien Antifoulingsystem, das sowohl für die Handelsschifffahrt als auch den Sportbootbereich eine praxisgerechte Lösung darstellt. Dieses Antifoulingsystem soll einen Ersatz für die heute verwendeten, biozidhaltigen Beschichtungen bieten, die aus Umweltgesichtspunkten als äußerst problematisch angesehen werden müssen. Basis der Entwicklungsarbeit sind Komplexmaterialien aus Polyelektrolyten und Fluortensiden, die z.B. als Lackadditive eine ultra-niederenergetisch Oberfläche liefern. Da die niederenergetischen Eigenschaften der Fluoradditive allein nicht ausreichend wirksam sind, wird eine Optimierung der Antifoulingeigenschaften durch Kombination mit anderen Wirkprinzipien gesucht. Die so erhaltenen Beschichtungssysteme werden auf eine Verbesserung der Dauerstabilität untersucht, um eine möglichst lange Standzeit der Beschichtung zu erhalten. Bei diesen Beschichtungssystemen wurde bereits bei der Entwicklung auf Umweltverträglichkeit geachtet. Trotzdem werden sie einem Nachweis der Umweltverträglichkeit unterzogen. Die zuvor schon in Laborversuchen optimierten Systeme werden nun in anschließenden Praxistests unter relevanten Bedingungen getestet, da nur Praxistests eine verlässliche Aussage über die tatsächliche Wirksamkeit der Antifoulingeigenschaften liefern. Im Anschluss an die Praxistests erfolgt eine Auswertung der Ergebnisse und gegebenenfalls eine Optimierung der eingesetzten Systeme.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Textilausrüstung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Textilausrüstung Rössing GmbH durchgeführt. Das Ziel des FuE-Vorhabens ist die Entwicklung von Technischen Textilien zur selektiven Rückgewinnung von Lanthan aus Abwasserteilströmen der Katalysatorherstellung für die Petrochemie auf der Basis von faser-fixierten Polyelektrolyten. Die so entwickelten Filtertextilien sollen in einer Pilotanlage am Standort der Katalysatorproduktion hinsichtlich ihrer Praxistauglichkeit getestet werden. Dabei deckt das vorgesehene Konsortium alle notwendigen Glieder entlang der Wertschöpfungskette von der Herstellung und Ausrüstung des Textils, über den Anlagenbau bis hin zum konkreten Nutzer der zu entwickelnden Technologie ab. Entsprechend seiner Expertise liegt die Kernzuständigkeit von Roessing innerhalb des FuE-Vorhabens bei der Entwicklung eines (vorzugsweise) thermischen Ausrüstungsverfahrens zur permanenten Immobilisierung der metallbindenden Polyelektrolyte. Das derart bei Roessing ausgerüstete Filtertextil dient in den weiteren Projektphasen u.a. für die Durchführung der Praxisversuche in der Pilotanlage zur Rückgewinnung von Lanthan aus betriebsinternen Reststoffströmen des Partners Grace. Die konkreten wissenschaftlichen und technischen Arbeitsziele bzw. die daraus resultierenden Arbeitspakete ergeben sich aus den Anforderungen an die einzelnen Komponenten des zu erstellenden Adsorbertextils und dem Aufbau einer Anlage zum konkreten Einsatz in der Praxis. Für jedes Arbeitspaket werden gemäß dem Schwerpunkt der zu verrichtenden Arbeiten und der Expertise ein oder mehrere federführende Partner festgelegt, die die experimentellen Arbeiten koordinieren und den steten Fortgang der eigenen Arbeiten und den der jeweils beteiligten Partner sicherstellen. Neben Aufgaben in den Arbeitspaketen 1, 8 und 9 ist Roessing im Arbeitspaket 4 federführend und entwickelt hier ein industrietaugliches Verfahren zur permanenten Immobilisierung geeigneter Polyelektrolyte an textilen Trägersubstraten.
Das Projekt "Projektverbund: Klaerschlammentwaesserung unter Einsatz biologisch abbaubarer Polyelektrolyte als Flockungshilfsmittel - Teilvorhaben 1: Entwicklung der synthetischen Polyelektrolyte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung durchgeführt. Ziel der Arbeiten ist es, biologisch abbaubare synthetische Polymere fuer den Einsatz als Flockungshilfsmittel zu synthetisieren, die mit gleicher Effektivitaet wie bisherige kommerzielle Flockungsmittel bei der Entwaesserung von Klaerschlaemmen kommunaler Abwasseranlagen eingesetzt werden koennen. Damit soll die landwirtschaftliche Verwertung nicht kontaminierter Schlaemme gefoerdert werden. Als Loesungsweg ist die Synthese von hochmolekularem Polyvinylalkohol und dessen anschliessende Modifizierung zu kationischen, anionischen und aggregierenden Polyelektrolyten vorgesehen. Die hinsichtlich chemischer Struktur und molekularen Parametern charakterisierten Polymeren werden anschliessend in Arbeitsgruppen der Universitaeten Potsdam und Hamburg auf flockungsrelevante Wechselwirkungen und Wirkungsmechanismen bei der Schlammentwaesserung untersucht. Daraus werden Struktur-Wirkungsbeziehungen abgeleitet und Empfehlungen fuer die Entwaesserung von Klaerschlaemmen gegeben.
Das Projekt "Duale Flockungsmittel - Teilvorhaben 2: Entwickung und Testung von auf Stärke basierenden, biologisch abbaubaren Polyelektrolyten im Hinbick auf ihre Wirksamkeit bei der Fest/Flüssig-Trennung - TV3: Untersuchungen zu Fest/Fluessig-Trennung und Flockungsmechanismen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Institut für Technische und Makromolekulare Chemie durchgeführt. Definiert aufgebaute und hinsichtlich ihrer chemischen und sterischen Mikrostruktur eindeutig charakterisierte neuartige, biologisch abbaubare Polyelektrolyte auf Stärkebasis sollen für die mechanische Fest/Flüssig-Trennung von Hafensedimenten eingesetzt werden. Hierzu ist es notwendig, die Effektivität dieser Stärkederivate mittels Druckfiltration sowie der Erfassung der Bildungsgeschwindigkeit und Größe von Flockenaggregaten bei verschiedenen Zugabevarianten (Mono- und Dualverfahren, Symplexprecusoren) zu prüfen. Durch Bestimmung der elektrophoretischen Mobilität, der Partikelgröße und -ladung sollen Wechselwirkungen zwischen Trübstoffteilchen und Polyelektrolyten an der Fest/Flüssig-Grenzfläche erforscht werden. Daher ist es das Ziel, mechanistische Modellvorstellungen im Hafensediment-Polyelektrolyt zu erarbeiten, um gezielte Vorhersagen in einer Großanlage (METHA 3) zu ermöglichen. Entwässerung von Hafenschlick-Suspensionen durch Fest/Flüssig-Trennung mit Flockungshilfsmitteln.
Das Projekt "Projektverbund: Klaerschlammentwaesserung unter Einsatz biologisch abbaubarer Polyelektrolyte als Flockungshilfsmittel - Teilvorhaben 2: Charakterisierung der Polyelektrolyte und Praeparation spezieller Symplexstrukturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Potsdam, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Fachgebiet Kolloidchemie durchgeführt. Das vorliegende Verbundprojekt befasst sich mit der Frage der Klaerschlammentwaesserung unter Einsatz neuartiger chemischer Hilfsmittel, die biologisch abbaubar und in ihrer Effektivitaet und Umweltvertraeglichkeit bei der Schlammentwaesserung den bisherigen kommerziellen Hilfsmitteln auf Polymerbasis ueberlegen sein sollten. Im Rahmen des hier eingereichten Teilprojektes sollen die biologisch abbaubaren ionischen Polyelektrolyte nach makromolekularen und elektrochemischen Parametern charakterisiert sowie deren Komplexbildungseigenschaften studiert werden, so dass die Testung dieser Produkte hinsichtlich ihrer Eignung zur Klaerschlammentwaesserung im Rahmen des Verbundprojektes moeglich wird und zugleich verallgemeinerungsfaehige Erkenntnisse ueber Zusammenhaenge zwischen Struktur und Wirkung erhalten werden koennen.
Das Projekt "Die Ladungsverteilung in wässrigen Polyelektrolytlösungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie durchgeführt. Das außergewöhnliche Verhalten von niedermolekularen Gegenionen in Polyelektrolytlösungen ist seit langem bekannt. Dennoch bleibt eine Vielzahl von Fragen zu diesem Thema bis heute unbeantwortet. Zahlreiche theoretische Konzepte zur quantitativen Beschreibung der ungewöhnlich starken Wechselwirkungzwischen Makroionen und Gegenionen sind noch immer nicht durch ausreichende experimentelle Daten überprüft. Durch die wachsende Bedeutung der Polyelektrolyte als Waschmittelzusätze, Ionentauscher und Membranbestandteile ist eine exakte Klärung ihres Verhaltens, insbesondere der Anlagerung von Schwermetallionen, auch unter dem Aspekt des Umweltschutzes von vorrangigem Interesse. Im Bereich der biologisch aktiven natürlichen Polyelektrolyte wie Proteine, Polysacchariden und Nukleinsäuren wird die Rolle der Gegenionen allgemein akzeptiert, ihr Umfang und ihr spezifischer Einfluss bei den biochemischen Prozessen bislang aber nur in Ausnahmefällen berücksichtigt. Im Rahmen des Projektes werden daher verschiedene Techniken (hochgenaue Dichtemessungen mit ionenselektiven Elektroden) zur quantitativen Bestimmung der Wechselwirkung zwischen Makroion und Gegenionen angewendet, um das Datenmaterial zur Vorhersage des Verhaltens verschiedener Polyelektrolyte in unterschiedlichen Lösungen zu ermitteln, qualitative Aussagen über Art und Umfang der Wechselwirkungen zu machen und ein theoretisches Gerüst zur umfassenden Beschreibung des Polyelektrolytverhaltens zu erarbeiten.
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