bis 30.06.2005 geförderte Projekte

2506
Produktformulierung mittels Sprühtrocknung mit überlagerter Absorption und Reaktion
Prof. Dr.-Ing. Matthias Kind, Universität Karlsruhe (TH), Thermische Verfahrenstechnik
Abstract:
In den Experimenten konnte eine Prozessintegration aus Trocknung und Funktionalisierung von gefällter Kieselsäure durch das Verfahren der Reaktivsprühtrocknung realisiert werden. Des Weiteren wurde ein erforderlicher und günstiger Betriebsparameterbereich ausgemacht.

2462
Abbau von Pestiziden, Pharmainhaltsstoffen  u.a. toxischen Verbindungen im Grundwasser durch heterogen-katalytische Oxidation
Prof. Dr. Peter Harting, Universität Leipzig, Institut für Nichtklassische Chemie e. V.
Abstract:
Die in diesem Projekt untersuchten Insektizide als Kontaminanten in Grundwässern als auch der Pharmainhaltsstoff Diclofenac konnten durch heterogen-katalytische Oxidation mit Wasserstoffperoxid erfolgreich abgebaut werden. Aus den ermittelten Geschwindigkeitskonstanten können Rückschlüsse auf weitere Schadstoffe und Bedingungen gezogen werden. Sie bilden auch die Basis für eine Maßstabsvergrößerung im Rahmen weiterführender Vorhaben. Für diesen Abbau sind der Mischoxidkatalysator SG 2157 und der Vollmetallkatalysator MOLoxW 2101 gut geeignet.

2459
Verbesserte Wärmeformbeständigkeit thermoplastischer Mehrphasenwerkstoffe durch kontrolliertes Kristallwachstum
Dr. Ulrich Göschel, Universität Stuttgart, IKP, Polymerphysik
Abstract:
Es wird der Einfluss der Morphologie auf die Wärmeformbeständigkeit spritzgegossener Thermoplaste am Beispiel von faserverstärktem Polyamid 6 untersucht. Der Einsatz eines organischen Keimbildners führt bei vergleichbarer Kristallinität zu einer gleichmäßigeren Morphologie mit einer stark reduzierten Sphärolithgröße sowie in der Folge zu einer signifikanten Erhöhung der Wärmeformbeständigkeit.

2458
Zeolithe mit Achtringporen: Synthese, Charakterisierung und Anwendung in der katalytischen Spaltung von n-Alkanen
Prof. Dr.-Ing. Jens Weitkamp, Universität Stuttgart, Institut für Technische Chemie
Abstract:
Für die formselektive Spaltung von n-Alkanen wurden engporige Zeolithe verschiedener Struktur zunächst synthetisiert und charakterisiert. Im Anschluss daran wurden diese Katalysatoren in katalytischen Experimenten systematisch auf ihre Aktivität und Selektivität im Spalten von n-Alkanen erprobt.

2457
Mikrostrukturierte Reaktoren auf der Basis von Faserkatalysatoren
Prof. Dr. Albert Renken, EPF Lausanne, SB-ISP-LGRC
Abstract:
In dem vorliegenden Forschungsprojekt wurde ein neues Konzept zur Strukturierung von Mikroreaktoren entwickelt, das auf dem Einsatz von parallel angeordneten katalytisch aktiven Fasern oder Drähten basiert. Als Modellreaktion diente die autotherme Reformierung von Methanol zu Wasserstoff und Kohlendioxid. Durch die hohe Leitfähigkeit der eingesetzten Messingdrähte konnten Temperaturprofile vermieden und hohe Wasserstoffselektivitäten erreicht werden.

2453
Modellierung und Simulation katalytischer Rektifikation für Reaktionssysteme mit Folge- und Parallelreaktionen
Univ. Prof. Dr.-Ing. Andrzej Górak, Universität Dortmund, Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik
Abstract:
Die Umesterung von Dimethylcarbonat mit Ethanol zu Diethylcarbonat über das Zwischenprodukt Ethylmethylcarbonat wurde untersucht. Zu diesem Zweck wurde eine Modellbibliothek entwickelt und mit Hilfe der so verfügbaren Modelle Simulationsstudien durchgeführt. Die Studien zeigen, dass die Beeinflussung von Umsatz und Selektivität dieses Reaktionssystems über die Kolonnenkonfiguration sowie die Wahl geeigneter Betriebsparameter möglich ist.

2451
Untersuchungen zum Verhalten von Quecksilber in Verfahren zur katalytischen Stickoxidminderung
Prof. Dr.-Ing. Heinz Köser, Universität Halle-Wittenberg, Institut für Umwelttechnik
Abstract:
Elementares Quecksilber in großen Feuerungsabgasströmen entzieht sich weitgehend den gängigen Luftreinhaltetechniken. Ziel des Projektes war es, das Verhalten von Quecksilber an SCR-DeNOx-Katalysatoren näher zu untersuchen. Dabei stand v.a. die Identifikation von Betriebszuständen im Vordergrund, die eine möglichst umfassende Einspeicherung von metallischem Quecksilber oder dessen weitgehende Oxidation ermöglichen.

2448
Investigation of the influence of microparticles on turbulent mixing
Prof. Dr.-Ing. Matthias Kraume TU Berlin, Institut für Verfahrenstechnik
Abstract:
The goal of the investigations was the development of a measurement technique for the temperature spectra at certain locations of the turbulent flow in a stirred tank and the study of the influence of microparticles on this spectrum.

2447
Mizellare Chromatographie
Prof. Dr.-Ing. Hans-Jörg Bart, Universität Kaiserslautern, LS Thermische Verfahrenstechnik
Abstract:
Im Rahmen dieses Projektes wurde die Mizellare Chromatographie für die Enantiomerentrennung untersucht. Als Enantiomerenbeispiele wurden verschiedene Aminosäuren (Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan, Histidin und Phenylglycin) ausgewählt, deren Trennung unter der Anwendung eines nichtionischen Tensides (Nonyl-phenyl-(9)-polyoxyethylen kommerziell erhältlich als Igepal CO-630) und zwei unterschiedlichen chiralen Säulen untersucht wurden. Die Selektivität, Auflösung, Effizienz und Verträglichkeit mit tensidhaltigen mizellaren mobilen Phasen wurde erprobt. Ein Modell zur Beschreibung der Retention und ihre Abhängigkeit vom pH-Wert und der Tensidkonzentration wurde entwickelt und eine gute Übereinstimmung mit den experimentellen Ergebnissen erzielt.

2444
Generierung funktioneller Kardiomyozyten abgeleitet aus murinen embryonalen Stammzellen für die Transplantation in ein Maus-Herzinfarkt-Modell
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Lehmann, Universität Bielefeld, Lehrstuhl Zellkulturtechnik
Abstract:
Die Generierung großer Mengen funktioneller Kardiomyozyten aus embryonalen Stammzellen (ES Zellen) ist für künftige therapeutische Anwendungen am kranken Herzen von entscheidender Bedeutung. Durch ein in diesem Projekt optimiertes Kultivierungsverfahren im 2 L-Bioreaktor kann innerhalb von 16 Tagen eine für therapeutische Zwecke relevante Menge von ca. 4 x 109 Kardiomyozyten bereitgestellt werden. Die generierten murinen Kardiomyozyten zeigen sowohl in vitro als auch in vivo typische kardiale Funktionalität.

2442
In situ berührungslose Bestimmung der Größenverteilungen nanoskaliger Teilchen
Prof. Dr.-Ing. Henning Bockhorn, Universität Karlsruhe (TH), Institut für Chemische Technik
Abstract:
Im Rahmen des Projektes konnte der Aufbau einer Messtechnik zur in-situ Bestimmung von Größenverteilungen nanoskaliger Teilchen realisiert werden. Das Messprinzip beruht auf der simultanen Detektion des zeitlich aufgelösten LII-Signals bei zwei unterschiedlichen Wellenlängen, wobei sich die Temperatur des Teilchenensembles aus deren Verhältnis bestimmen lässt. Mit Hilfe eines mathematischen Modells ist es möglich, Parameter der Größenverteilungen aus dem Abkühlverhalten der untersuchten Teilchen im Rahmen einer numerischen Optimierung zu berechnen.

2435
Elektrochemische Nanostrukturierung von Einkristallelektroden
Prof. Dr. Helmut Baltruschat, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Abstract:
Im Rahmen der Forschungsarbeiten wurde ein Verfahren zur elektrochemischen Erzeugung von spitzeninduzierten Nanostrukturen entwickelt. Mit Hilfe der Spitze eines Rastertunnelmikroskops werden lokal Metalle auf Einkristallelektroden abgeschieden. Die Höhe dieser Strukturen beträgt bis zu 2 nm, ihre laterale Ausdehnung erreicht typischerweise 5-10 nm. Die Grundlagen dieses Prozesses konnten auf eine lokale Legierungsbildung zurückgeführt werden.

2434
Bewertung und iterative Verbesserung von rigoros-empirischen Hybridmodellen
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Marquardt, RWTH Aachen, Lehrstuhl für Prozesstechnik
Abstract:
In dieser Arbeit wird der Gültigkeitsbereich stationärer Hybridmodelle definiert, der essentiell für eine erfolgreiche Prozessoptimierung ist. Darauf basierend wird eine inkrementelle Identifikation und Optimierungsstrategie vorgestellt, die den Zeit- und Kostenaufwand der Prozessoptimierung senken kann. Dies wird am Simulationsbeispiel eines Ethylenglykol-Prozesses demonstriert.

2433
Aufbau einer Datenbank für Gasdichtemessdaten von Multikomponentensystemen und Überprüfung der Anwendbarkeit gängiger Mischungsregeln
Prof. Dr.-Ing. Hans Huemer, Technische Universität Graz, Institut für Grundlagen der Verfahrenstechnik und Anlagentechnik Abstract:
Anhand der neu erstellten Datenbank für Dichten und Virialkoeffizienten von Gasgemischen wurden unterschiedliche Temperaturfunktionen für die Bestimmung der Kreuzvirialkoeffizienten und unterschiedliche Ansätze von Mischungsregeln für kubische Zustandsgleichungen untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass keine der bisher evaluierten Funktionen eindeutig den anderen überlegen ist.

2432
Untersuchung der Protonen-Beweglichkeit in H-Zeolithen mit Hochtemperatur-SFG NMR und -MAS NMR
Prof. Dr. Dieter Freude, Universität Leipzig, Fakultät für Physik und Geowissenschaften
Abstract:
Die Protonenbeweglichkeit in dehydratisierten H-Zeolithen des Faujasit- und Pentasiltyps wurde mit 1H MAS- , 2H MAS- und 1H EXSY NMR-Spektroskopie bei Temperaturen zwischen -110 °C und 517 °C untersucht. Die Messergebnisse zeigten dass der H-Zeolith ein Ammoniumionenleiter ist. Es wurde ein Protonenaustausch zwischen den zwei Typen struktureller OH-Gruppen beobachtet, die sich an unterschiedlichen AlO 4 -Tetraedern befinden. Restammonium oder Restwasser können als Protonen-Vehikel den Protonenaustausch zwischen den strukturellen OH-Gruppen erklären.

2429
Neuartige Oligosaccharide als Schlüsselmoleküle mit physiologischen Funktionen
Prof. Dr. Klaus Buchholz, TU Braunschweig, Institut für Technische Chemie
Abstract:
Es wurde die Herstellung neuartiger Fructo-Oligosaccharide (FOS) zum möglichen Einsatz in der Lebensmittelindustrie bzw. für die Entwicklung von Bausteinen für Wirkstoffe verfolgt. Die FOS wurden enzymatisch aus entsprechenden Substratvorstufen hergestellt. Dazu wurden Substrate vorwiegend enzymatisch gewonnen und spektroskopisch charakterisiert. Für die Synthese der FOS wurde eine Levansucrase aus Lactobacillus reuteri in E. coli transformiert. Außerdem wurde geprüft, ob FOS aus einem neuen Saccharose-Analog gewonnen werden können. Darüber erfolgte eine Trennung und Charakterisierung der entstanden Fructo-Oligosaccharide sowie Fructopolysaccharide.

2420
Untersuchungen zur Optimierung der sonnenlichtgetriebenen Wasserstoffproduktion mit Mikroalgen
Prof. Dr. Rüdiger Schulz-Friedrich, Universität Kiel, Botanisches Institut und Botanischer Garten
Abstract:
Um weitere Rückschlüsse über das Potential von Cyanobakterien zur Verwendung bei der Produktion von Biowasserstoff zu gewinnen, wurde eine Kollektion von Stoffwechselmutanten des einzelligen Cyanobakteriums Synechocystis spec. PCC 6803 mit Hilfe von molekularbiologischen, biochemischen und physiologischen Methoden weiter charakterisiert. Dabei stand mit den Untersuchungen zur Aktivität der beteiligten bidirektionalen Hydrogenase in den verschiedenen Mutanten die Einordnung dieses Enzyms in das Schema der anderen am Elektronentransport des Cyanobakteriums beteiligten Komponenten im Mittelpunkt. Eine erweiterte, wenn auch nicht endgültig abschliessende Abschätzung der echnischen Machbarkeit der biologischen Wasserstoffgewinnung mit Cyanobakterien wurde entwickelt.

2419
Eine neue Methode zur regioselektiv N-terminalen kovalenten Verknüpfung von Proteinen mit anderen Biopolymeren zu Konjugaten oder mit festen Trägern
Prof. Dr. F. P. Schmidtchen, TU München, LS für Organische Chemie und Biochemie
Abstract:
Die Chemie der Bindung von nativen Proteinen aneinander oder an aktivierte feste Träger ist sehr facettenreich, aber im Kern weitgehend unselektiv. In einer Zweistufenstrategie wurde versucht, durch den Einsatz enzymatischer Verfahren eine regioselektive Proteinmodifikation zu erreichen.

2412
Mechanistische Untersuchungen zur Aktivierung von Peroxiden und deren katalytische Oxidationsreaktionen in Lösung
Prof. Dr. Rudi van Eldik, Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Anorganische Chemie
Abstract:
Die Aktivierung von Peroxiden durch verschiedene Häm- und Nicht-Häm-Eisen(III)-Komplexe wurde mit Hilfe von schnellen spektroskopischen Methoden mechanistisch untersucht. Die Heterolytische Spaltung des koordinierten Peroxids führt im Falle der Hämkomplexe zur schnellen Bildung einer (P+)Fe(IV)=O-Spezies, die anschließend in der Lage ist, das Substratmolekül zu oxidieren. Die Mechanistischen Details hierzu konnten aufgeklärt werden.

2411
Korrosionsschutz und Eigenschaftsprofil von elektrochemisch abgeschiedenen SnZnX-Legierungsschichten
Prof. Dr.-Ing. B. Friedrich, RWTH Aachen, IME
Abstract:
Im Rahmen des geplanten Forschungsvorhabens wurde der Einfluss der prozessrelevanten Parameter auf den strukturellen Aufbau sowie die daraus erzielten Eigenschaften der elektrochemisch abgeschiedenen Sn-Zn-Co-Legierungsschichten untersucht. Das Korrosionsschutzsystem Sn-Zn-Co bietet einen im Vergleich mit binären Sn-Zn-Schichten besseren Korrosionsschutz für Eisenwerkstoffe.

2409
Neue Katalysemethoden zur Funktionalisierung von Aromaten
Prof. Dr. Matthias Beller, Leibniz-Institut für Organische Katalyse an der Universität Rostock e.V.
Abstract:
Im Rahmen des Projektes wurden neue Methoden zur selektiven Funktionalisierung von Aromaten und Heteroaromaten untersucht. Eine Vielzahl an aromatischen und heteroaromatischen Substraten konnte in Anwesenheit verschiedener Übergangsmetallverbindungen mit hohen Ausbeuten und Selektivitäten benzyliert bzw. boryliert werden.

2405
Effect of Compatibilization on the Properties of Microfibrillar Reinforced Composites Based on Poly(ethyleneterephthalate) and Polypropylene
Prof. Dr.-Ing. Klaus Friedrich, Universität Kaiserslautern, Institut für Verbundwerkstoffe GmbH
Abstract:
Microfibrillar reinforced composites (MFC) based on blends from poly(ethyleneterephthalate) (PET), polypropylene (PP) and a compatibilizer, were prepared by melt extrusion, cold drawing, and finally injection molding (IM) at processing temperatures below the melting temperature of PET. The flexural properties of these samples exceeded those of the neat PP by 50 %. The compatibilizer resulted especially in an improvement of the impact properties.

2401
Entwicklung eines filterlosen katalytischen Systems zur Reduzierung der Emission von Dieselrußpartikeln mittels thermophoretischer Deposition
Prof. Dr. Reinhard Nießner, TU München, Institut für Wasserchemie und Chemische Balneologie
Abstract:
Das Forschungsvorhaben befasste sich mit dem Verhalten von fraktal-ähnlichen Rußpartikelagglomeraten in Temperaturgradientenfeldern von Abgassystemen. Dabei ergab sich eine nahezu agglomeratgrößenunabhängige thermophoretische Driftgeschwindigkeit, welche in einem neu entwickelten Miniatur-Rohrbündelwärmeübertrager-System unter abgasrelevanten Bedingungen zu deutlichen Partikelabscheideraten bis zu 40 % führte. Aus experimentellen sowie numerischen Analysen ergab sich ein signifikanter Beitrag von Thermophorese zur Partikeldeposition in einem neu entwickelten Katalysatorsystem während des transienten Betriebs in einer Nutzfahrzeugabgasanlage.

2396
Erhöhung der Komplexität von Peptid-Bibliotheken
Priv.-Doz. Dr. F. Ralf Bischoff, DKFZ, Molekulare Biologie der Mitose
Abstract:
Ziel des Vorhabens ist die Fertigung hochkomplexer Peptidarrays unter Zuhilfenahme der Laserdrucktechnik und der Festphasen-Peptidsynthese nach Merrifield. Zu diesem Zweck werden Aminosäure-Tonerpartikel entwickelt, die aktivierte Fmoc-Aminosäuren enthalten. Ein Schwerpunkt ist die Optimierung der Tonerpartikel hinsichtlich Zusammensetzung, Größe bzw. Größenverteilung und ihrer Ladungseigenschaften.

2386
Regelung biotechnologischer Prozesse mit In-situ-Mikroskopie
Prof. Dr. rer. nat. Thomas Scheper, Universität Hannover, Institut für Technische Chemie
Abstract:
Für die optimale Fermentationsprozess-Führung müssen kontinuierlich Prozessinformationen gesammelt und in Echtzeit ausgewertet werden. Wichtige Parameter sind u. a. die Zellzahl und Zellgrößenverteilung. Bei der In-situ Mikroskopie werden Zellbilder eines definierten Volumens direkt im Kulturmedium aufgenommen. Prozessangepasste Bildverarbeitungsroutinen errechnen die gewünschten Informationen ohne Zeitverzögerung.

2377
Einsatzmöglichkeiten der AF4-ICP-MS-Kopplung zur Charakterisierung von Kolloidsuspensionen und Kolloid-Metall-Wechselwirkungen in der Prozeßtechnik
Prof. Dr. Fritz H. Frimmel, Universität Karlsruhe (TH), Fakultät für Chemieingenieurwesen - Wasserchemie
Abstract:
Im Rahmen dieses Projekts wurden Laponitkolloide und Laponit-Metall-Wechselwirkungen mit Hilfe der AF4/ICP-MS-Kopplung untersucht. Es wurde eine Agglomeration von Laponitteilchen mit abnehmendem pH-Wert festgestellt. Die aufgenommenen Fraktogramme und die hohen Wiederfindungen deuten auf eine gute Sorbierbarkeit von Cu-, Pb- und Zn-Spezies an der Laponitoberfläche hin. Die AF4/ICP-MS-Kopplung erwies sich als leistungsfähiges Multielementverfahren für die qualitative und quantitative Charakterisierung der in der Prozesstechnik vorkommenden kolloidalen Systeme.

2374
Auftrennung von Xylolisomer-Gemischen mit vernetzten 6-FDA-Copolyimidmembranen
Prof. Dr. Rüdiger N. Lichtenthaler, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Physikalisch-chemisches Institut
Abstract:
Pervaporationsexperimente haben gezeigt, dass Membranen aus den synthetisierten neuartigen Polymeren gegenüber p-/o-Xylol-Mischungen bei Temperaturen bis 60°C stabil sind, insbesondere wenn sie vernetzt sind. Die auf 1 µm Membrandicke normierten transmembranen Flüsse der unterschiedlichen Membranen hängen stark von der polymeren Grundstruktur aber auch von der Art der eingesetzten Vernetzungsagens ab.

2371
Adsorption von Proteinen an partikulären Trägern
Prof. Dr. Wolf-Dieter Deckwer, Gesellschaft für Biotechnologische Forschung mbH, Braunschweig
Abstract:
Bei der Abtrennung und Aufreinigung rekombinanter Proteine spielt die Ionenaustauschchromatographie eine maßgebliche Rolle. Untersucht wurden an Modellproteinen mit unterschiedlicher Größe und Ladungsverteilung die Adsorptions- und Desorptionsgleichgewichte, wobei speziell die Pufferart systematisch variiert wurde. Dabei ergaben sich unerwartet drastische Effekte auf die Gleichgewichtslage der Adsorption, die für die Optimierung technischer Trennungsprozesse von erheblicher Bedeutung sind.

2370
Ultrafeine Metallnetzwerke durch Mineralisation von (Edel)Metallen in supramolekularen Organogelen
PD Dr. Uwe Beginn, RWTH Aachen, ITMC
Abstract:
Es wird ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von mesoskopischen Metallnetzwerken mit großen inneren Oberflächen vorgestellt. Das Verfahren beruht auf der Reduktion von (Edel)-Metallen in supramolekularen Organogelen, wobei in-situ gebildete metallische Nanopartikel auf den Oberflächen der Gelfasern adsorbieren. Die Nanopartikel sind nicht von einer Surfactanthülle umgeben und können potentiell zu geschlossenen Metallnetzwerken zusammenwachsen. Die Synthesen funktionaler Gelatoren, sowie Experimente zur Abscheidung von Gold in Toluol/Bis[alkoxybenzoylsemicarbazid] Organogelen werden beschrieben.

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