{"id":255982,"date":"2020-11-10T17:00:30","date_gmt":"2020-11-10T16:00:30","guid":{"rendered":"http:\/\/innovationorigins.com\/?p=255982"},"modified":"2020-11-10T17:00:30","modified_gmt":"2020-11-10T16:00:30","slug":"abwasser-von-verschmutzung-reinigen-mit-sonnenlicht-und-ozon","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/abwasser-von-verschmutzung-reinigen-mit-sonnenlicht-und-ozon\/","title":{"rendered":"Abwasser von Verschmutzung reinigen: Mit Sonnenlicht und Ozon"},"content":{"rendered":"\n

R\u00fcckst\u00e4nde von Arzneien wie Antibiotika, Verh\u00fctungsmitteln oder Entz\u00fcndungshemmern im Abwasser, bzw. in den Aufbereitungssystemen, sind weltweit ein Problem. Sie k\u00f6nnen nur schwer aus dem Wasser entfernt werden und gelangen somit zur\u00fcck in den Kreislauf. Forscher um Prof. Dr. Angelika Br\u00fcckner und Dr. Jabor Rabeah am Leibniz-Institut f\u00fcr Katalyse<\/a> in Rostock haben nun Fotokatalysatoren \u201egewisserma\u00dfen live bei der Arbeit beobachtet\u201c und aufgekl\u00e4rt, wie sie funktionieren.

Laut Aussagen von Prof. Br\u00fcckner, Bereichsleiterin am LIKAT, er\u00f6ffne diese Erkenntnis der Entwicklung von Fotokatalysatoren f\u00fcr die Abwasserbehandlung neue Wege. Sie und ihre Kollegen sind Spezialisten auf dem Gebiet der sogenannten In-situ-Spektroskopie. Damit k\u00f6nnen sie die Funktion eines Katalysators w\u00e4hrend der chemischen Reaktion (in situ) verfolgen und seine molekulare Wirkweise dokumentieren.<\/p>\n\n\n\n

Carbonitrid statt Titanoxid<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Im Allgemeinen arbeiten Fotokatalysatoren wie Titandioxid am effektivsten mit energiereicher UV-Strahlung. Der UV-Anteil am Sonnenlicht betr\u00e4gt jedoch gerade mal f\u00fcnf bis acht Prozent. Chinesische Forscher haben deshalb neue Fotokatalysatoren entwickelt: Carbonitrid. Das wird im sichtbaren Licht aktiviert. Es entsteht durch thermische Behandlung von Melamin – das auch als Ausgangsstoff f\u00fcr buntes Geschirr aus Duroplast dient.

In Tests konnten die chinesischen Wissenschaftler bereits beweisen, dass dieser Katalysator mit verschiedenen Substanzen, die beim Abbau von Medikamenten entstehen und ins Abwasser gelangen, funktioniert. Hierf\u00fcr wird der pulverf\u00f6rmige Fotokatalysator im Wasser verr\u00fchrt und verrichtet als Schwebeteilchen seine Arbeit. Als Oxidationsmittel testeten die Forscher Sauerstoff und Ozon. \u201eOzon erwies sich als au\u00dfergew\u00f6hnlich effektiv\u201c, erl\u00e4utert Prof. Br\u00fcckner. \u201eDoch seine Aktivit\u00e4t schwankte, und das schien abh\u00e4ngig von den Pr\u00e4parationsbedingungen des Katalysators zu sein.\u201c Den Grund daf\u00fcr und welches die optimalen Bedingungen f\u00fcr das Pr\u00e4parieren des Katalysators sind, wurde am LIKAT weiter erforscht.<\/p>\n\n\n\n

Radikale einfangen und identifizieren<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Hier zeigte sich bei Messungen, dass eine Spezies von Radikalen f\u00fcr die eigentliche Abbaureaktion verantwortlich ist. \u201eDas sind \u00e4u\u00dferst reaktionsfreudige Molek\u00fcle, die die Schadstoffe im Wasser sofort angreifen und abbauen\u201c, erkl\u00e4rt Angelika Br\u00fcckner. \u201eUnd das Zusammenspiel von Sonnenlicht, Fotokatalysator und Ozon bef\u00f6rdert diese Bildung von Radikalen.\u201c Tats\u00e4chlich seien die Radikale so kurzlebig gewesen, dass es zun\u00e4chst selbst mit der modernen Analysentechnik am LIKAT nicht gelungen sei, sie zu identifizieren.

Das schafften die Forscher erst mit einem Trick namens Spin-Trap. Hierbei werden die Radikale mit einem neutralen Molek\u00fcl eingefangen, das dadurch selbst zum Radikal wird. \u201eAllerdings zu einem, dass kaum reaktiv ist und deshalb lange genug ,lebt\u2018, um analysiert zu werden.\u201c So sei es m\u00f6glich gewesen, \u201edie hocheffektiven Teilchen als Hydroxyl-Radikale zu identifizieren, Molek\u00fcle, die aus einem Wasserstoff- und einem Sauerstoff-Atom bestehen\u201c. Die hohe Wirksamkeit der Kombination Fotokatalysator \u2013 Sonnenlicht \u2013 Ozon bei der Abwasserreinigung k\u00f6nne durch die extrem rasche Bildung enorm vieler reaktionsfreudiger Radikale erkl\u00e4rt werden.

Das Ergebnis der Forschungsarbeiten ist laut Angelika Br\u00fcckner \u201eein neues mechanistisches Konzept\u201c f\u00fcr diese Art von Reaktionen. Die Forscher gehen nun davon aus, dass die Methode mit diesem Hintergrundwissen bald in der Praxis angewendet werden kann.

Titelbild:<\/em><\/strong> Heterogene Katalysatoren werden oft in Pulverform eingesetzt. Nach der Reaktion kann dieses dann zu Boden sinken, was die Abtrennung des Katalysators stark vereinfacht. \u00a9 Thomas H\u00e4ntzschel \/ nordlicht, www.fotoagenturnordlicht.de<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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