MeGaPlan - Entwicklung eines elektrochemisch steuerbaren Sorptionsverfahrens mit magnetischen Nanokompositpartikeln zur Entfernung und Rückgewinnung von Gadolinium, Platin und deren Komplexverbindungen

Motivation

Mit Hilfe der immer besser werdenden Spurenanalytik können seit einigen Jahren vermehrt Pharmazeutika und deren Metabolite in Oberflächengewässern bzw. im Trinkwasser nachgewiesen werden. Der Ursprung dieser Substanzen liegt zum Einen in der Produktion der Wirkstoffe (Spül- und Prozesswässer) zum Anderen werden sie durch die Patienten verstoffwechselt wieder ausgeschieden. In den Kläranlagen erfolgt zwar eine starke Verdünnung, in Oberflächengewässern akkumulieren sich diese Stoffe jedoch auf Grund ihrer schlechten Abbaubarkeit. Zytostatika und Magnetresonanztomographie-Kontrastmittel sind nicht nur schädlich für die Umwelt sondern enthalten auch die seltenen Wertmetalle Gadolinium und Platin, die als organische Komplexe in den Pharmazeutika gebunden sind.

Projektbeschreibung

Ziel des Projekts „MeGaPlan“, das in Kooperation mit dem Fraunhofer IWKS bearbeitet wird, ist die Reinigung der Gadolinium- und Platin-haltigen pharmazeutischen Abwässer, die Rückgewinnung der Wertmetalle und der Abbau der organischen Verbindungen.

In diesem Projekt sollen die Substanzen durch den Einsatz neuartiger magnetischer Adsorber aus dem Abwasser entfernt werden. Dazu werden magnetische Nanokompositpartikel mit einem Adsorbermaterial modifiziert, um eine gezielte Entfernung der Substanzen aus dem Wasser zu erreichen. Zudem soll die elektrische Leitfähigkeit der Partikel genutzt werden, um über elektrochemisch gesteuerte Adsorption die Selektivität und Kapazität der Adsorber zu erhöhen. Die adsorbierten Substanzen werden anschließend desorbiert und die Partikel dadurch regeneriert. Aus den dabei aufkonzentrierten Lösungen können dann die Metalle durch elektrochemische Abscheidung effizient zurückgewonnen werden und die verbleibenden organischen Verbindungen an Bordotierten Diamantelektrode (BDD) abgebaut werden.

Das IGF-Vorhaben Nr. IGF 20785 N der Forschungsvereinigung DECHEMA e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.