Chancen und Risiken von nanoskaligen Katalysatoren zur WasserreinigungIn der Industrie fallen regelmäßig Abwässer mit organischer Grundlast (z.B. Ethanol) an, die zusätzlich mit Halogenkohlenwasserstoffen (HKW) kontaminiert sind. Derzeit müssen diese Abwässer sehr aufwendig und kostenintensiv entsorgt werden und stellen deshalb besonders für kleinere Unternehmen einen bedeutenden Kostenfaktor dar. Mit Hilfe der Pd-katalysierten Hydrodehalogenierung soll in einem möglichst einfachen Prozess selektiv die Mindergehaltskomponente HKW aus dem Abwasser entfernt werden. Erst durch deren Eliminierung werden die Anforderungen für eine Einleitung der Abwässer in biologische Behandlungsanlagen erfüllbar (z.B. Einleitgrenzwert < 3 mg/L AOX). Der innovative Gedanke dieses Forschungsvorhabens liegt darin begründet, Nano- bzw. Kleinstpartikel (im nm- bis unteren µm-Maßstab) für die Detoxifizierung kontaminierter Wässer herzustellen und zu testen. Unter Detoxifizierung soll hierbei die selektive Umwandlung persistenter, halogenorganischer Verbindungen in halogenfreie, leichter biologisch abbaubare organische Verbindungen verstanden werden. Das Verfahren soll auch auf komplex und hoch kontaminierte Abwässer anwendbar sein. Das geplante Projekt dient dazu, Chancen und Risiken von nanoskaligen Katalysatoren zur Wasserreinigung aufzudecken und abzuwägen und damit einen neuen Weg zur selektiven Zerstörung der Halogenkohlenwasserstoffe in belasteten Wässern zu eröffnen.Die Nanotechnologie erfährt derzeit einen großen Zuspruch, jedoch gibt es bislang nur wenige Untersuchungen zu möglichen Risiken dieser hoch reaktiven Kleinstteilchen gegenüber Mensch und Umwelt. Dabei besteht aufgrund des noch frühen Entwicklungsstadiums von Nanotechnologien die Chance, sowohl Vor- als auch Nachteile von Beginn an gegenüber zu stellen, um langfristig einen nachhaltigen Einsatz zu ermöglichen. Bisher gibt es kaum Untersuchungen zu ungewollten biologischen Wirkungen von Nanoteilchen. Das Wechselspiel von Oberfläche und Reaktivität von Nanoteilchen scheint von entscheidender Bedeutung im Hinblick auf die Toxizität derartiger Partikel zu sein. Da genau diese Eigenschaften auch für die Leistungsfähigkeit von Katalysatoren wichtig sind, erscheint es sinnvoll, die Entwicklung von Nano-Katalysatoren unmittelbar mit Untersuchungen zu ihrer potenziellen Toxizität (wie der Schädigung von Zellmembranen und der DNA) zu koppeln.Der Arbeitsplan umfasst die Herstellung und Charakterisierung nanoskaliger Katalysatoren und die Untersuchung der hergestellten Systeme auf ihre prinzipielle Eignung als Hydrodehalogenierungskatalysatoren. Die Abscheidung des Katalysatormaterials aus den behandelten Abwässern soll mit verschiedenen Methoden (wie z.B. der Magnetoseparation) untersucht werden. Die oben angesprochene Frage einer möglichen Zelltoxizität nanoskaliger Katalysatoren soll beantwortet und die Eignung der Nanokatalysatoren letztendlich auch an realen industriellen Abwässern überprüft werden.