Prof. Steffen Fischer
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31.12.2023

Die Zielstellung des vorliegenden Projektes liegt in der Entwicklung von neuartigen Adsorptionsmitteln, die es erlauben sollen, Metalle und Selten Erden unter Nutzung nachwachsender Rohstoffe aus niedrig belasteten bergbaubeeinflussten Grund- und Oberflächenwässern sowie Prozesswässern abzutrennen. Dabei ist das Vorhaben auf eine nachhaltige Ressourcen- und Wassernutzung ausgerichtet. Aus technischen Ligninen (Kraft-, Sodalignin und Lignosulfonat) sollen Lignin-Hydrogele als Adsorptionsmittel für Metalle und Selten Erden hergestellt werden. Lignine fallen als zweithäufigstes Biopolymer bei der Zellstoffherstellung und Bioraffinerie als Reststoffe an. Da dieses natürliche Polymer eine komplexe und inhomogene Struktur aufweist, welche in ihrer konkreten Zusammensetzung von verschiedenen Faktoren wie Pflanzenart, Alter oder Pflanzenteil abhängt, ist die direkte stoffliche Nutzung dieser technischen Lignine derzeit eingeschränkt. Durch einen relativ hohen Anteil an sauerstofffunktionellen Gruppen und aromatischen Ringen eignet es sich prinzipiell zur Adsorption von Metallionen via Komplexbildung. Durch physikalische und chemische Modifizierung, wie die Einstellung von Molmassen, das Einbringen funktioneller Gruppen oder Vernetzung, können Lignin-Hydrogele mit definierten Strukturen und spezifischen Sorptionseigenschaften hergestellt werden. Damit können maßgeschneiderte Adsorbentien für verschiedene Aufgaben zur Verfügung gestellt werden. Die Verwendung von Hydrogelen zeigt zudem sowohl Vorteile bei der Adsorptionskinetik als auch bei der Adsorption von Schadmetallen aus verdünnten Lösungen. Innerhalb des Projektes sollen Lignin-Hydrogele entwickelt und optimiert werden, mit denen eine Adsorption von Metallionen (Schwermetalle und Selten Erden) aus niedrig belasteten bergbaubeeinflussten Wässern, Abwässern der Rohstoffgewinnung und –verarbeitung und Prozesswässern möglich ist.