bis 30.06.2018 gefördert

3576

Poröse Polymere aus der Kugelmühle - Ein nachhaltiges Verfahren auf der Basis von Mechanochemie

Dr. Lars Borchardt, Technische Universität Dresden, Institut für Anorganische Chemie

Mechanochemische Reaktionen in Kugelmühlen sind lösungsmittelfrei und somit nicht nur besonders nachhaltig, sondern insbesondere für solche Materialien geeignet, die selbst oder deren Edukte unlöslich sind. In dieser Forschungsarbeit untersuchten wir Eisenchlorid-katalysierte bzw. –vermittelte Polymerisationsreaktionen. Wir konnten so auf einfachem Wege poröse Polymere synthetisieren, die gegenüber konventionellen lösungsmittelbasierten Synthesen, oft sogar verbessere strukturelle und adsorptive Eigenschaften aufweisen.

 

3577

Thermodynamik Tiefeutektischer Lösungsmittel und deren Nutzen als Reaktionsmedium

Dr.-Ing. Christoph Held,TU Dortmund, Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen, Lehrstuhl für Thermodynamik

Tiefeutektische Lösungsmittel (DES) können als neue Art „grüner“ Lösungsmittel betrachtet und somit in technischen Prozessen angewendet werden. In diesem bewilligten Projekt wurde der Nutzen von DES als Reaktionsmedium für die Umsetzung von Zuckern untersucht, speziell der Reaktion von Fructose zu 5-Hydroxymethylfurfural. Dabei wurde in diesem Vorhabender Einfluss von DES auf die Thermodynamik (Gleichgewichtslage) dieser Reaktion untersucht.

 

3579

Inventarisierung funktionalisierter Moleküle in hydrolysierten organischen Reststoffen

Prof. Dr. Daniel Pleissner, Institut für Nachhaltige Chemie und Umweltchemie, Leuphana Universität Lüneburg

The aim of this project was the assessment of organic municipal solid waste (OMSW) as source of functionalized molecules when hydrolysis was carried out enzymatically, thermo-chemically and thermo-chemically as well as enzymatically. Results revealed that OMSW is only quantitatively assessable at carbohydrate, protein and lipid levels. This is due to a changing seasonal and spacial composition, and consequently different hydrolytic products.

 

3583

Biologische Bodenkrusten als Erstbesiedler von Kali-Abraumhalden: Untersuchungen zur Eignung und Anwendung von terrestrischen Algen und Cyanobakterien bei der Renaturierung extrem salzhaltiger Sonderstandorte

Dr. Karin Glaser, Universität Leipzig

 

 

3588

Niedertemperatursynthese von Lithium-Ionen leitenden Dion-Jacobson- Phasen mittels Kationenaustausch

Dr. Wolfgang Zeier, Justus-Liebig-Universität Gießen

Ziel dieser Arbeit war die Synthese von Lithium-Ionen leitenden Dion-Jacobson-Phasen bei niedrigen Temperaturen. Hierbei wurde LiLaTa2O7 durch Ionenaustausch in einer LiNO3 Schmelze dargestellt. Impedanzspektroskopie zeigt eine Ionenleitfähigkeit von ~10-7 Scm-1 bei Raumtemperatur, die jedoch von den Korngrenzwiderständen dominiert wird. Während aliovalente Substitutionen nicht möglich waren, wird eine weitere Optimierung der Probenpräparation sicherlich höhere Leitfähigkeiten erzeugen.

 

3589

Gewinnung vicinaler Diole durch anionische Extraktion

Dr. Irina Delidovich, Institut für Technische und Makromolekulare Chemie, RWTH Aachen

Das Projekt fokussiert sich auf die Abtrennung der industriel relevanten 1,2-vicinalen Diole Ethylenglycol (EG), 1,2-Propandiol (PD) und 2,3-Butandiol (BDO) durch anionische Extraktion unter Einsatz von Phenylboronsäure. Die Effizienz der Extraktion steigt für EG<PD<BDO, d.h. die vicinale Gruppen erleichtern die Anionbildung. Eine Rückextraktion ist in leicht sauren Lösungen besonders effizient. Die Trennmethode eignet sich zur Gewinnung von bio-BDO aus Fermentationsbrühen.

 

3593

Synthesis of Secosterols as Molecular Therapeutics of Alzheimer’s Disease and Myelogenous Leukemia

Prof. Dr. Philipp Heretsch, Freie Universität Berlin

Dieses Projekt strebte die Synthese von 9,11-Secosteroiden an. Die Synthese der hierfür integralen Plattform gelang in drei oxidativen Schlüsselschritten. Der erarbeitete nachhaltige synthetische Zugang vermeidet die Verwendung von toxischen Schwermetallsalzen, die klassischerweise eingesetzt wurden, und kulminiert in den ersten Synthesen von Leptosterol A, Ganoderin A und Pinnisterol D.

 

3598

Entwicklung einer experimentellen Methode zur Ermittlung des Widerstandsbeiwertes von Tropfen im Übergangsbereich bei hohen Temperaturdifferenzen

Dr.-Ing. Nils Ellendt, Universität Bremen, Fachbereich Produktionstechnik, Fachgebiet Mechanische Verfahrenstechnik

Für den cw-Wert einer Kugel existiert eine Vielzahl von Korrelationen in Abhängigkeit der Reynolds-Zahl, wobei der Einfluss hoher (>1000 K) Temperaturdifferenzen zwischen Kugel und Fluid bisher vernachlässigt wurde. In der vorliegenden Arbeit wird ein erster methodischer Ansatz erarbeitet, um die Bewegung einzelner Metallschmelzetropfen zu analysieren, um hieraus Rückschlüsse auf die Gültigkeit von Beziehungen für den cw-Wert zu ziehen.

 

3602

Von Shortcut-Apparatemodellen für den konzeptionellen Verfahrensentwurf in Vielkomponentenmischungen

Jun. Prof. Dr.-Ing. Jakob Burger, TU Kaiserslautern, Lehrstuhl für ThermodynamikEntwicklung

Oft sind in Prozessströmen eine große Zahl von (nicht selten unbekannten) Komponenten enthalten. Diese Mischungen können in der Prozesssimulation nur schwer abgebildet werden. Diese Arbeit stellt einen Ansatz vor, wie gute thermodynamische Modelle von Teilsystemen einer Mischung durch Terme gestört werden können, die den Einfluss der Unbekannten abbilden. Damit können beliebig viele unbekannte Komponenten in der Simulation berücksichtigt werden, ohne die Anzahl der simulierten Komponenten wesentlich zu erhöhen.

 

3604

Hannover Entwicklung von Aptamer-Sensoren zur in situ Detektion der VEGF-Freisetzung in 3D Zellkultursystemen

Dr. Antonina Lavrentieva, Institut für Technische Chemie, Leibniz Universität

In diesem Projekt wurden Aptamer-basierte optische Sensoren (Aptasensoren) zur Detektion von VEGF in Zellkulturen entwickelt. Der Aptasensor besteht aus dem mit dem Fluorophor gekoppelten Aptamer und einem zur Targetbindestelle des Aptamers komplementären Oligonukleotid, welches mit einem Quencher gekoppelt ist. In Anwesenheit von VEGF wird das komplementäre Oligonukleotid verdrängt und Fluoreszenz vom Aptamer ausgelöst (Target Induced Dissociation (TID) Mechanismus). Zunächst wurde die Affinität zwischen Aptamer und VEGF sowie die Affinität zwischen Aptamer und dem komplementären Oligonukleotid untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass VEGF und das Oligonukleotid an das Fluorophor-gekoppelte Aptamer spezifisch binden, mit Dissoziationskonstanten im nanomolaren Bereich. Die Bindung des Aptamers mit dem Quencher-gekoppelten Oligonukleotid führte zu einer effizienten Verringerung der Fluoreszenz. Ebenso konnte gezeigt werden, dass VEGF das Oligonukleotid vom Aptamer verdrängt, so dass es zu einem Anstieg der Fluoreszenz kommt. Die Aptamer-basierte Detektion von VEGF konnte sowohl in Lösung als auch nach Immobilsisierung des Aptamers realisiert werden.

 

3607

Design sowie tomographisch-strukturelle Quantifizierung hierarchisch poröser Katalysatoren für Tandem-Prozesse zur Umsetzung von Synthesegas

Dr. Gonzalo Prieto, Max Planck Institut für Kohlenforschung

The Max-Buchner project has focused on the development of hierarchically porous cobalt-based Fischer-Tropsch catalysts uniting a high selectivity toward liquid (C5+) olefin products with a negligible activity for the water-gas-shift reaction, responsible for the production of CO2 byproduct. The development of automated FIB-SEM tomography routines revealed how different soft- and hard-templating synthesis routes enable the tuning of parameters such as macropore volume, macropore size and connectivity, while preserving a similar mesoporous backbone in the catalysts. Freeze cast methods were additionally developed to assemble meso-macroporous micromonolith catalysts with hybrid Al2O3/carbon nanotube (CNT) backbones. Highly interconnected and trimodally organized porosities, integrating two levels of macroporosity, provided the highest intrapore transport rates, as reflected by a low degree of secondary processing of the olefin primary products under synthesis gas conversion conditions and thus unusually high selectivity to C3-C10 olefin products. Furthermore, the incorporation of CNTs into the catalyst backbone, served to achieve higher thermal conductivities, inhibiting the development of hotspots within the catalyst structure, and thus preserving the high olefin selectivity in a wider range of temperatures (453-513 K). Selectivities to C5-C10 olefins up to >30% at CO conversion levels of >20% could be achieved with optimized catalysts, remarkably while keeping CO2 selectivity <1.5%. The project results realized the single-pass conversion of synthesis gas with high selectivity to liquid olefins an essentially no CO2 production and open the door to tandem catalytic processes in which the olefinic product fraction is processed in situ in a wide range of operation temperatures.

 

3610

Erhöhung der physikalischen und chemischen Stabilität von Emulsionen durch Einsatz ferulasäurereicher Zuckerrübenpektine als Hydrokolloid-Emulgatoren

Dr.-Ing. Ulrike van der Schaaf, Karlsruher Institut für Technologie – Lebensmittelverfahrenstechnik

Im Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens wurde der Einfluss von Ferulagruppen in Pektinen auf die physikalische und chemische Stabilität von Emulsionen untersucht. Dazu wurden Zuckerrübenpektine mit unterschiedlichem Ferulasäuregehalt als Emulgatoren eingesetzt. Die Tropfengrößenverteilungen der pektinstabilisierten Emulsionen sprechen tendenziell für eine Beteiligung der Ferulagruppen an der Emulgierwirkung von Pektinen. Zusätzlich wurde eine Verbesserung der Langzeitstabilität von Emulsionen durch enzymatische Vernetzung der Pektine über Ferulagruppen untersucht. Bei den angewandten Versuchsbedingungen konnte eine Verbesserung jedoch nicht nachgewiesen werden.

 

3611

Microfluidic microswimmers with tunable shape, composition and rigidity

Dr. Juliane Simmchen, TU Dresden

Motion at the nanoscale is one of the grand challenges of multidisciplinary nanotechnology while microfluidics are handled as the future of lab work due to the precise handling of low volumes, defined interfaces and scalability. Even though many applications can be tackled by combining these two research areas, just to name biosensors during the time of the fellowship we united both research areas for reaching two main goals: As synthetic approach and to obtain a defined interface for interfaces as swimming environment.

 

3620

Beschichtung feindisperser Partikel unter Anwendung einer Ultraschalldüse

Dr.-Ing. Neli Hampel, Otto von Guericke Universität Magdeburg

Die Beschichtung von feindispersen Partikeln hat in den letzten Jahren in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie, sowie auch in der Chemie wesentlich an Bedeutung gewonnen. Beschichtete Feinpartikel können das Freisetzungsverhalten eines Wirkstoffes steuern [1], empfindliche Le-bensmittelzusätze vor der Umgebung schützen oder die Haftung und Kompatibilität zwischen den einzelnen Komponenten bei Verbundwerkstoffen entscheidend beeinflussen [2,3].

 

3622

Präparation und Trennung von Membranfraktionen in Vorbereitung auf die Charakterisierung von Redoxproteinen im eisenoxidierenden Bakterium „Ferrovum“ sp. PN-J47

Dr. Sophie Ullrich. Institut für Biowissenschaften, TU Bergakademie Freiberg

Innerhalb der Bacteria und Archaea stellt die Eisenoxidation einen verbreiteten Mechanismus dar, um Eisen(II)-Ionen als Elektronendonor für zelluläre Prozesse zu nutzen [1,2]. Eine besondere biotechnologische Bedeutung haben acidophile (säureliebende) Eisenoxidierer. Die Aktivität acidophiler Eisenoxidierer erlaubt die Gewinnung verschiedener Wertmetalle wie Kupfer, Kobalt und Nickel mittels Biolaugung [3] sowie von Gold und Silber mittels Biooxidation im Industriemaßstab [4]. Daneben spielen acidophile Eisenoxidierer in der bergbaulichen Wasserwirtschaft als Verursacher von sauren Grubenwässern eine zentrale Rolle. Sie können jedoch auch Bestandteil biologischer Wiederaufbereitungsstrategien dieser Wässer sein [5].

 

3625

Polymere Schäume aus definiert verzweigten Polymeren

Dr. Ing. Mahdi Abbasi, Institut für Technische Chemie und Polymerchemie (ITCP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Bericht liegt nicht vor.

 

3628

Verwendung zweiphasiger Turbulenzmodelle zur Modellierung des Strömungsverhaltens von Partikelstäuben

Dr.-Ing. Stephan Gerber FU Berlin, FB Mathematik und Informatik,

In der vorliegenden Arbeit wurde in einem ersten Schritt ein vollkompressibler Löser für die Behandlung von Partikelströmungen entwickelt. Dabei wurde der Einströmvorgang anhand einer Ersatzgeometrie für die übliche 20-Liter-Kugel zur Beurteilung von Staubexplosionen verwandt, um erste qualitative Ergebnisse zu erzielen.

 

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