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12.08.10 Geliermittel auf Zuckerbasis hilft bei Reinigung von Ölverschmutzungen

Zucker gegen Ölpest

Gelatoren auf der Basis natürlicher Zuckerverbindungen binden Öl auf Wasseroberflächen

Abb. 1: Phasenselektive Geliermittel, die biokatalytisch aus Zuckeralkoholen hergestellt wurden, gelieren selektiv und bei Raumtemperatur organische Flüssigkeiten, einschließlich Rohölfraktionen, in Gegenwart von Wasser. Das Öl kann aus der Gelphase durch Erhitzen und Destillieren zurückgewonnen werden. Das könnte diese Materialklasse für den Einsatz bei Ölkatastrophen interessant machen.
Quelle: Angewandte Chemie

Unsere Umwelt hat schon oft unter den katastrophalen Folgen einer Ölpest gelitten, jüngstes Beispiel ist der Austritt von Öl im Golf von Mexiko. Entsprechend dringend ist die Suche nach Möglichkeiten, Öl aus verseuchten Gewässern zu entfernen. Amerikanische Wissenschaftler um George John haben nun ein neuartiges Geliermittel entwickelt, das Öl zu einem Gel verfestigt, aus dem es später leicht wieder zurückgewonnen werden kann. Wie die Wissenschaftler vom City College of New York und der University of Maryland in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, basiert ihr Gelator auf natürlichen Zuckerverbindungen.

Alle bisher entwickelten Substanzen, die ausgelaufenes Öl selektiv aus Wasser herausholen und einschließen sollen, haben mit verschiedenen Nachteilen und Problemen zu kämpfen. Man unterscheidet zwischen Dispergiermitteln, die das Öl emulgieren, festen Pulvern, die das Öl adsorbieren, und Geliermitteln, die das Öl in Form eines Gels verfestigen. In der Vergangenheit wurden dazu üblicherweise Polymere eingesetzt, die sich jedoch nur schwer mit zähflüssigen Öltypen mischen und die Rückgewinnung des gebundenen Öls ist eine sehr aufwändige Angelegenheit.

John und seine Kollegen schlagen nun auf eine neue Klasse von Gelatoren vor, die auf natürlich vorkommenden Zuckeralkoholen und Fettsäuren basieren. „Sie sind kostengünstig, leicht herzustellen, nichttoxisch und bioabbaubar“, erläutert John die besonderen Vorteile. Gelatoren sind so aufgebaut, dass ihre Moleküle in einem Selbstorganisationsprozess zu einem dreidimensionalen Netz aus Fasern aggregieren. Dieses Netz saugt die Ölmoleküle regelrecht auf, dabei quillt es zu einem Gel mit einem enormen Fassungsvermögen auf.

Die Forscher mischten verschiedene Öltypen, von Rohöl über Diesel und Benzin bis zu organischen Lösungsmitteln, mit Wasser und gaben dann wenige Tropfen des neuen Gelators zu. Sofort bildete sich ein Gel und trennte sich von der Wasserphase. Das Gel wird dabei so fest, dass es den Testkolben wie ein Pfropfen verschloss. Er ließ sich umdrehen, ohne dass Flüssigkeit auslief. „Im Falle einer Ölpest könnte das Gel relativ einfach von einer Wasseroberfläche abgesammelt werden“, sagt John. Durch einfache Destillation unter Vakuum ließ sich das gebundene Öl anschließend vollständig aus dem Gel freisetzen. Nicht nur das Öl, auch der Gelator ist nach der Trennung wieder einsatzbereit.

Quelle:

Sugar-Derived Phase-Selective Molecular Gelators as Model Solidifiers for Oil Spills
S. R. Jadhav, et. al., Angew. Chem. 2010. DOI: 10.1002/ange.201002095

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Geliermittel auf Zuckerbasis hilft bei Reinigung von Ölverschmutzungen
(URL: http://www.organische-chemie.ch/chemie/2010/aug/geliermittel.shtm)

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