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Von der molekularen Struktur zur Funktion - Kernresonanzspektroskopische Untersuchungen zur Struktur und Funktion komplexer Systeme (NMR)

Von der molekularen Struktur zur Funktion - Kernresonanzspektroskopische Untersuchungen zur Struktur und Funktion komplexer Systeme (NMR)
Ansprechpartner:Fritz H. Frimmel,
Gudrun Abbt-Braun
Projektgruppe:Forschergruppe
Förderung:

Land Baden Württemberg

Laufzeit

 

abgeschlossen

Beschreibung

Von der molekularen Struktur zur Funktion - Kernresonanzspektroskopische Untersuchungen zur Struktur und Funktion komplexer Systeme
(NMR)

Die kernmagnetische Resonanz (NMR = nuclear magnetic resonance) bietet vielfältige Einsatzmöglichkeiten in den Ingenieurwissenschaften und der Umweltforschung: Sie ermöglicht die Aufklärung der molekularen Struktur und Dynamik, der Molekülwechselwirkungen und des Verlaufs (bio)chemischer Reaktionen. In diesem Projekt werden mit Hilfe der NMR-Spektroskopie komplexe und heterogene Systeme – organisches, anorganisches und biologisches Material – aus verschiedenen Bereichen von Technik und Umwelt untersucht. Die erhaltenen Strukturdaten tragen zum tieferen Verständnis chemischer und biologischer Umsetzungen sowie von Transport- und Festlegungsvorgängen bei.

Neben dem Bereich Wasserchemie, der das Forschungsprojekt koordiniert, sind der Bereich Gas, Erdöl, Kohle (Prof. Reimert, Engler-Bunte-Institut) und der Bereich Bioverfahrenstechnik (Prof. Posten, Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik) beteiligt. Es wird ein hochauflösendes 400 MHz NMR-Spektrometer der Firma Bruker vom Typ Avance eingesetzt. Für Festkörper-Anwendungen ist es mit einem CPMAS (cross polarization magic angle spinning) Breitband-Doppelresonanz-Probenkopf ausgestattet (Rotationsfrequenz bis 15 kHz). Zur Aufnahme von Flüssigkeits-NMR-Spektren steht ein Probenkopf mit einem Frequenzbereich von 109Ag bis 31P zur Verfügung.

Im Bereich Wasserchemie wird die Festkörper-NMR u.a. zur Charakterisierung von heterogenem natürlichem organischen Material (NOM) aquatischen Ursprungs eingesetzt. Die Reaktionen, Molekülwechselwirkungen und Fraktionierungen von NOM bei Wasseraufbereitungsprozessen wie Oxidation, Ultrafiltration, Flockung und Fällung sind dabei von besonderem Interesse.