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PFAS aus Wasser entfernen – und vom Filtermaterial wieder ablösen

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Autor: Hildegard Lyko

Grafische Darstellung eines metallhaltigen Polymers mit Ferrocen-Einheiten
© Markus Gallei
28.06.2023 | PFAS lassen sich mit Aktivkohle zwar aus Wasser entfernen, die Aktivkohle muss danach aber verbrannt oder unter harschen Bedingungen regeneriert werden. Forschende der Universität des Saarlandes und der Universität Illinois, USA, haben nun eine nachhaltigere Methode gefunden, um PFAS aus Wasser abzutrennen.

Sorption an Metallopolymeren

Die Wissenschaftler:innen um Markus Gallei, Professor für Polymerchemie an der Universität des Saarlandes, und Xiao Su aus Illinois sowie ihren Doktoranden Frank Hartmann (Uni Saar) und Paola Baldaguez (Illinois) nutzten so genannte Redoxpolymere, mit denen es möglich ist, PFAS zu binden und ohne externe chemische Zusätze wieder abzulösen.

Bei den Redoxpolymeren handelte es sich um metallhaltige Polymere, Metallocene genannt.  Das älteste bekannte Metallocen, Ferrocen, wurde 1951 entdeckt., im Anschluss folgten viele weitere Varianten. Die Forschenden haben eine Reihe von Metallpolmeren mit Ferrocen- und Cobaltocenium-(kobalthaltigen) Einheiten hergestellt und getestet. Dabei zeigte sich, dass Cobaltocen PFAS-Moleküle noch effektiver als Ferrocen aus Wasser herausfiltern kann. Bei der Elektrosorption von PFAS aus verschiedenen Abwassermatrices und einer Reihe von Salzkonzentrationen erwies sich die Fähigkeit der Metallpolymere zur PFAS-Sanierung in komplexen Wasserquellen, selbst bei ppb-Konzentrationen der Verunreinigungen.

Der Clou: Filtermaterialien lassen sich schalten

Wenn an Ferro- oder Cobaltocene eine elektrische Spannung anlegt, geben sie die vorher gebundenen PFAS-Moleküle wieder ab.

„Und das kann Cobalt deutlich besser als Eisen“, konnte Frank Hartmann beobachten. „Das bedeutet nichts anderes, als dass wir eine Methode gefunden haben, wie man PFAS zum einen aus dem Wasser entfernen kann und darüber hinaus, wie man sie wieder freisetzen kann, so dass man die Elektrode vielfach nutzen kann. Anders als den Aktivkohlefilter, den ich vernichten muss, nachdem die PFAS-Moleküle in ihm hängengeblieben sind, kann ich die Metallocene tausendmal schalten, wenn ich will“, fasst Markus Gallei die Bedeutung der Forschungsarbeit zusammen.

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