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11.06.2002 15:16

DECHEMA-Studentenpreise 2002

Dr. Christine Dillmann Kommunikation
DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V.

Sechs Absolventen der Diplom-Fachrichtungen Technische Chemie, Chemische Verfahrenstechnik/Chemieingenieurwesen und Biotechnologie erhielten am 11. Juni anläßlich der GVC/DECHEMA-Jahrestagungen 2002 in Wiesbaden die DECHEMA-Studentenpreise. Die Preisträger haben sich durch hervorragende fachliche Leistungen und ein besonders kurzes und damit effizientes Studium ausgezeichnet. Die DECHEMA-Studentenpreise wurden in diesem Jahr zum neunten Mal vergeben.

Im Fachgebiet Technische Chemie wurden Kristof Wapner von der Universität Bochum und Jens Aßmann von der Universität Bochum ausgezeichnet. Die Preisträger aus der Fachrichtung Chemische Verfahrenstechnik / Chemieingenieurwesen sind Stefan Blei, Universität Halle-Wittenberg und Holger Jung, Universität Erlangen-Nürnberg. Im Fachgebiet Biotechnologie wurden Diana Kühn und Susanne Haufe, beide von der Universität Halle-Wittenberg, ausgezeichnet.

Die DECHEMA-Studentenpreise werden seit 1993 jährlich vergeben und sollen zur Effizienzsteigerung des deutschen Hochschulstudiums beitragen. Vorschläge für die Studentenpreise 2003 können bis 13. Januar 2003 bei der DECHEMA eingereicht werden. Vorschlagsberechtigt sind die Hochschullehrer der genannten Fachrichtungen.

Fotos von der Preisverleihung sind auf Anfrage erhältlich bei:

DECHEMA e.V., Öffentlichkeitsarbeit, Theodor-Heuss-Allee 25,
60486 Frankfurt/M., Tel.: 069/7564-267, -296, Fax: 069/7564-272

Kurzfassungen der Preisträgerarbeiten:

Präparation und Charakterisierung von CuO/ZnO-Aggregaten in mikroporösen Matrizen
Kristof Wapner, Universität Bochum
Fachgebiet Technische Chemie

Der Mechanismus der Methanol-Synthese an Cu/ZnO-Katalysatoren ist aufgrund der großen wirtschaftlichen Bedeutung der Methanolproduktion eingehend untersucht worden. Besonder Interesse gilt dabei der Rolle der Kupfer-Zink-Wechselwirkungen oder allgemeiner Metall-Träger-Wechselwirkungen

Kristof Wapner entwickelte in seiner Arbeit ein Modellsystem für einen Methanolkatalysator mit einem hohen Kupfer/Zinkoxid-Interface durch den Einschluß von Cu/ZnO-Aggregaten in mikroporöse Matrizen des MFI-Strukturtypus. Dabei sind hohe Dispersitäten und geringe Teilchengrößen durch die Wände der Matrix gegeben.

Die zu untersuchenden Modellsysteme stellte er durch mehrere Varianten der Harn-stoffällung von Metallsalzen her. Mit Hilfe von Röntgendiffraktometrie konnte Kristof Wapner nachweisen, daß die Porenstruktur der Matrix bei der Präparation intakt blieb. Anhand von Temperaturprogrammierter Reduktion, Photoelektronenspektroskopie und Röntgenabsorptionsspektroskopie konnte er zeigen, daß die Abscheidung von Kupferoxid in das Porensystem der Matrix weitgehend gelingt, während das Zinkoxid zu einem Großteil auf der äußeren Oberfläche des Trägers abgeschieden wird beziehungsweise in einem Waschvorgang während der Präparation von dort wieder entfernt wurde.

Aus dem Vergleich dreier Präparationsvarianten auf zwei industriell hergestellten Trägern sind Verbesserungen der Präparationsrouten möglich, mit denen in weiteren Arbeiten die gewünschten Modellsysteme hergestellt werden können.

Diplomarbeit im Rahmen des DFG-Schwerpunkts: Brückenschläge zwischen idealen und realen Systemen in der Heterogenen Katalyse
Jens Aßmann, Universität Bochum
Fachgebiet Technische Chemie

Ziel der in diesem Schwerpunkt zusammengefaßten Projekte ist es, Materialien zu finden in speziellen Druckbereichen eine hohe Aktivität zeigen. Während die Untersu-chung der Eigenschaften von Ru-Idealkatalysatoren bei der CO-Oxidation schon weit fortgeschritten ist, gibt es nur wenig Daten für reale Katalysatoren.

Jens Aßmann führte in seiner Diplomarbeit deshalb sowohl Experimente im Ultra-hochvakuum als auch bei Normaldruck an Realkatalysatoren (Ru/MgO, Ru/SiO2 und RuO2) durch. Dabei bestimmte er die Aktivität der Katalysatoren mittels kontinuierli-cher Strömungsexperimente in einem Temporal-Analysis-of-Products (TAP)-Reaktor unter UHV-Bedingungen für einen breiten Temperaturbereich und unterschiedliche CO/O2-Verhältnisse. Der Ru/MgO-Katalysator zeigt schon bei Raumtemperatur einen deutlichen CO- und O2-Umsatz und kann CO2 bilden. Zu Beginn der Reaktion werden sowohl CO- als auch O2-Spezies adsorbiert und Intermediate gebildet. Diese Desakti-vierung des Katalysators ist reversibel. Oberhalb von 335° K werden die maximal möglichen Umsätze von CO und O2 sowie eine CO2-Ausbeute über 95 % beobachtet. Eine irreversible Desaktivierung, wie sie in der Literatur für Ru/SiO2 beschrieben ist, wurde nicht beobachtet.
Mittels Diffuse-Reflectance-Infrared-Fourier-Transform (DRIFT)-Spektroskopie unter Normaldruck wurden unterschiedliche CO-Spezies auf der Katalysatoroberfläche in Abhängigkeit von der Temperatur detektiert. Jens Aßmann konnte bei seinen Unter-suchungen sowohl linear an Rux+ und Ru0 gebundene CO-Spezies als auch an zwei Ru-Atome gebundene CO-Spezies nachwiesen, wobei letztere eine höhere thermi-sche Stabilität aufweisen. Für den Ru/SiO2-Katalysator wurden nur linear gebundene CO-Spezies beobachtet, wobei ihre thermische Stabilität wesentlich geringer ist.

Anhand der Messungen konnte gezeigt werden, daß die auf dem reduzierten Ru/MgO-Katalysator nach der CO-Adsorption entstehenden Karbonate im Wesentli-chen auf dem Träger gebildet werden.

Untersuchung und Modellierung des Agglomerationsvorganges von klebrigen Partikeln
Stefan Blei, Universität Halle-Wittenberg
Fachgebiet Chemische Verfahrenstechnik / Chemieingenieurwesen

Damit Pulverkaffee, Früchte oder auch Milchpulver gut für den Verbraucher zu hand-haben sind, werden sie sogenannten Sprühtrocknungsprozessen unterworfen. Dabei werden Flüssigkeiten oder Suspensionen mit Hilfe von Düsen zerstäubt und die dabei entstehenden Tropfen in heißer Luft getrocknet. Bei diesem Prozeß entstehen u.a. "klebrige Partikel". Um gute Produkteigenschaften (z.B. gute Wasserlöslichkeit, be-sondere Fließeigenschaften, Benetzbarkeit) zu erlangen, ist es wichtig, daß die Parti-kel miteinander kollidieren und aneinander haften bleiben (Agglomerationsprozeß). Solche Sprühtrocknungsprozesse werden zunehmend unter Berücksichtigung der Agglomerationsvorgänge durch Euler-Lagrange Verfahren simuliert. Dazu benötigt man jedoch Informationen über die Anteile von Impulsaustausch der kollidierenden Partner und die dabei dissipierte Energie. Bisher sind solche Daten nur unzureichend vorhanden.

Stefan Blei baute im Rahmen seiner Diplomarbeit eine Versuchsanlage auf, um solche Kollisionen unter definierten Bedingungen zu untersuchen. Dazu wurden zwei Ströme partikelbeladener Luft gekreuzt und die Vorgänge in den Partikelströmen mit CCD-Kamera und Laserlichtschnitt visualisiert. Zur Auswertung der Daten nutzte er ein vorhandenes Bildauswertungsprogramm und ergänzte dieses um eine Partikel-Trakking-Velocimetry und einen Teil zur Kollisionsdetektion. Damit lassen sich Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung und Größe der Teilchen vor und nach der Kollision bestimmen. Mit seiner Arbeit hat Stefan Blei eine Grundlage für die Modellierung der Agglomeration klebriger Teilchen in CFD-Programmen geschaffen.

Kontinuierliche Zersetzungsversuche im Kugelkreislaufreaktor und Untersuchungen zum Mechanismus bei der Zersetzung polyolefinischer Kunststoffe mit Zeolithen
Holger Jung, Universität Erlangen-Nürnberg
Fachgebiet Chemische Verfahrenstechnik / Chemieingenieurwesen

Holger Jung beschäftigte sich in seiner Diplomarbeit mit der Verwertung von Kunststoffabfällen durch eine mittels Zeolithe katalysierte thermische Zersetzung. Im Hinblick auf eine technische Realisierung untersuchte er dabei auch das Langzeitverhalten und das Standzeitvermögen der Zeolithe. Kontinuierliche Zersetzungsversuche im Kugelkreislaufreaktor mit Polyethylen (PE) zeigten, daß ZSM-5 Zeolithe mit sehr kleinen Primärkristallen am besten geeignet sind.
In einem weiteren Schritt untersuchte Stefan Jung den Einfluß der äußeren Oberfläche der Zeolithe auf die Zersetzung polyolefinischer Kunststoffe. Dabei wurde die äußere Oberfläche eines ZSM-5 Zeolithen selektiv desaktiviert und in einem zweiten Syntheseschritt eine reine Silikatschicht aufgebracht. Polypropylen (PP) und PE wurden dabei als Kunststoffe eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen, daß PP aufgrund seiner Struktur nicht in die ZSM-5 Poren gelangen kann. Es wird daher auf der äußeren Oberfläche von ZSM-5 Zeolithen gecrackt, während PE hauptsächlich im Poreninneren zersetzt wird.

Proteasekatalysierte Peptidsynthese
Diana Kühn, Universität Halle-Wittenberg
Fachgebiet Biotechnologie

Diana Kühn verglich in ihrer Arbeit die Protease Thermolysin mit dem extrem thermostabilen Boilysin, das durch Proteinengineering gewonnen wird, und der entsprechenden Wildtypprotease. Sie untersuchte dabei den Einfluß der Proteasen bezüglich Stereoselektivität, Einfluß hoher Salzkonzentrationen, Alkoholresistenz und des Calcium-Temperaturverhaltens an einem Modellpeptid. Hinsichtlich Stereoselektivität und Salzkonzentrationen beobachtete sie keine Unterschiede beim Einsatz der drei Proteasen. Bei der Verwendung von einwertigen Alkoholen zeigte Boilysin im Vergleich zur Wildtypprotease eine höhere Aktivität und ist im Gegensatz zum Wildtyp und zum Thermolysin auch bei hohen Temperaturen deutlich calciumabhängiger. Diese Ergebnisse zeigen vielversprechende Einsatzmöglichkeiten für die synthetisch hergestellte Protease Boilysin.

Vergleich von zwei rekombinanten Phospholipasen D - Isoenzymen aus Weißkohl (Brassica oleracea var. capitata)
Susanne Haufe, Universität Halle-Wittenberg
Fachgebiet Biotechnologie

Susanne Haufe untersuchte in ihrer Diplomarbeit mit proteinchemischen und spektro-skopischen Methoden die Phospholipase D-Isoenzyme (PLD1 und PLD2) aus Weißkohl. Dazu hat sie beide Isoenzyme als lösliche und aktive Enzyme rekombinant in Escherichia coli exprimiert und mittels kalziumvermittelter hydrophober Interaktionschromatographie und Anionenaustauschchromatographie gereinigt. Durch isoelektrische Fokussierung konnte sie die isoelektrischen Punkte von 5,01 für die PLD1 und 4,78 für die PLD2 bestimmen.
Mittels Fern-UV-Circulardichroismus-Spektren konnte Susanne Haufe zeigen, daß beide Enzyme hauptsächlich aus b-Faltblattstrukturen aufgebaut sind. Die Fluoreszenzemissionsspektren der nativen Enzyme ergaben ein typisches Proteinspektrum mit einem Emissionsmaximum bei 335 nm. Spektroskopisch wie auch durch Messung der Aktivität wird sichtbar, daß die PLD1 geringfügig stabiler ist als die PLD2.

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Merkmale dieser Pressemitteilung:
Biologie, Chemie, Informationstechnik, Maschinenbau
überregional
Personalia, Studium und Lehre
Deutsch

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