Forscherinnen am Institute for Advanced Membrane Technology (IAMT) des KIT haben zusammen mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern an der University of California, Los Angeles, und an der Hebrew University of Jerusalem nun die schwer verständlichen Mechanismen in EMR weiter aufgeklärt: Wie die Forschenden in der Sonderausgabe „Water Treatment and Harvesting“ der Fachzeitschrift Nature Communicationsberichten, untersuchten sie den Abbau von Steroidhormon-Mikroverunreinigungen in einem EMR mit Kohlenstoffnanoröhren-Membran.
Kohlenstoff-Nanoröhren (Carbon Nanotubes, CNT) weisen Durchmesser im Nanometerbereich auf und besitzen einzigartige physikalische und chemische Eigenschaften: „Ihre hohe Leitfähigkeit einen ermöglicht einen effizienten Elektronentransfer“, erklärt Andrea Iris Schäfer, Professorin für Wasser-Verfahrenstechnik und Leiterin des IAMT des KIT. „Dank ihrer Nanostruktur verfügen CNT über eine außergewöhnlich große Oberfläche und damit ein enormes Potenzial für die Adsorption verschiedener organischer Verbindungen, was nachfolgende elektrochemische Reaktionen erleichtert.“
In ihrer Studie untersuchten die Forschenden mit modernsten analytischen Methoden das komplexe Zusammenspiel von Adsorption und Desorption, elektrochemischen Reaktionen und der Bildung von Nebenprodukten in einem EMR. „Wir haben festgestellt, dass die vorangehende Adsorption von Steroidhormonen, das heißt deren Anreicherung an der Oberfläche der CNT, den nachfolgenden Abbau der Hormone nicht einschränkt“, berichtet Dr. Siqi Liu, Postdoc am IAMT. „Dies führen wir auf die schnelle Adsorption und den effektiven Stofftransport zurück.“ Der analytische Ansatz der Studie erleichtert auch das Bestimmen der den Hormonabbau begrenzenden Faktoren und sich verändernden Bedingungen. „Unsere Untersuchung klärt einige grundlegende Mechanismen in elektrochemischen Membranreaktoren auf und liefert wertvolle Erkenntnisse, um elektrochemische Strategien zur Beseitigung von Mikroreinigungen im Wasser weiterzuentwickeln“, fasst Schäfer zusammen. (oder)
https://www.kit.edu/kit/pi_2024_089_wasseraufbereitung-nanoroehren-fangen-steroidhormone.php
