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Neuartige poröse Polymere für die selektive Stofftrennung durch Adsorption und Nanofiltration

Rübenach, Lukas (2021):
Neuartige poröse Polymere für die selektive Stofftrennung durch Adsorption und Nanofiltration. (Publisher's Version)
Darmstadt, Technische Universität,
DOI: 10.26083/tuprints-00018540,
[Ph.D. Thesis]

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Item Type: Ph.D. Thesis
Status: Publisher's Version
Title: Neuartige poröse Polymere für die selektive Stofftrennung durch Adsorption und Nanofiltration
Language: German
Abstract:

Poröse organische Materialien besitzen aufgrund ihres Aufbaus nach einem Baukastenprinzip eine enorme Vielfalt potenzieller Monomere. Zusätzlich besteht dank des organischen Grundgerüsts die Möglichkeit der einfachen Funktionalisierung mithilfe bekannter Reaktionen. Trotz oder gerade aufgrund der großen Vielseitigkeit sind noch nicht alle Anwendungsgebiete solcher Materialien erschlossen. In dieser Arbeit wurden verschiedene poröse organische Verbindungen hergestellt, funktionalisiert und hinsichtlich ihrer potenziellen Anwendungsgebiete untersucht. Der Fokus lag dabei vor allem auf der Isolierung biogener Substanzen aus der wässrigen Fermentation von Biomasse. In diesem Zusammenhang konnte gezeigt werden, dass ein hochvernetztes Polymer (HCP) in der Lage ist Milchsäure mit hoher Selektivität zu adsorbieren. Durch den Einbau von Fluorbenzol konnte das HCP funktionalisiert und somit eine Änderung der Polarität des Materials erreicht werden. Besonders für weitere Adsorptionsanwendungen kann eine solche Funktionalisierung vielversprechend sein. Des Weiteren wurde in dieser Arbeit die Synthese eines organischen Polymers aus der Cyclotrimerisierung (OFC) optimiert und der Einsatz des Materials in verschiedenen Anwendungen untersucht. Mit dieser Verbindung lag der Fokus dank seiner schmalen Porengrößenverteilung auf der Herstellung von semipermeablen Mixed-Matrix-Membranen. Zusätzlich zu diesen Untersuchungen wurde eine kommerzielle Membran in der pH-abhängigen Trennung verschiedener Carbonsäuren aus einer wässrigen Glucose-Lösung erfolgreich eingesetzt und somit das hohe Potenzial membranbasierter Trennmethoden aufgezeigt.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage

Porous organic materials have an enormous variety of potential monomers owing their modular structures. In addition, due to their organic backbone, there is the possibility of simple functionalization with the aid of well-known reactions. Despite, or perhaps because of, their great versatility, not all areas of application for such materials have yet been evaluated. In this work, different porous organic compounds were synthesized, functionalized and investigated for potential applications. The focus was mainly on the isolation of biogenic substances from aqueous fermentation of biomass. In this context, it was shown that a hypercrosslinked polymer (HCP) is able to adsorb lactic acid with a high selectivity. By incorporating fluorobenzene, the HCP was functionalized and thus a change in the polarity of the material was achieved. Such functionalization may be particularly promising for future adsorption applications. Furthermore, the synthesis of an organic polymer from cyclotrimerization (OFC) was optimized and the use of the material for different applications was evaluated. Here, the focus was on the fabrication of semi-permeable mixed-matrix membranes because of the materials narrow pore size distribution. In addition to these studies, a commercially available membrane was successfully used in the pH-dependent separation of various carboxylic acids from glucose solution, demonstrating the high potential of membrane-based separation methods.

English
Place of Publication: Darmstadt
Collation: 158 Seiten
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Divisions: 07 Department of Chemistry > Fachgebiet Technische Chemie > Technische Chemie II
Date Deposited: 20 Jul 2021 08:36
Last Modified: 20 Jul 2021 08:36
DOI: 10.26083/tuprints-00018540
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-185402
Referees: Rose, Prof. Dr. Marcus ; Andrieu-Brunsen, Prof. Dr. Annette
Refereed: 28 June 2021
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/18540
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