Untersuchung der geometrischen Einflussgrößen additiv gefertigter Katalysatorträger auf die Tandemkatalyse aus H2O2 Direktsynthese und Biokatalyse
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place:
Masterarbeit
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institute:
IMVT, Institut für Mikroverfahrenstechnik
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starting date:
ab April 2026
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contact person:
Till Peters till.peters@kit.edu & Nicolas Zimmer nicolas.zimmer@kit.edu
Hintergrund: Kaskadenreaktionen, bei denen mehrere chemische Prozesse in einem einzigen Reaktor stattfinden, bieten eine effiziente Möglichkeit zur Herstellung komplexer Verbindungen. In dieser Masterarbeit soll eine Kaskadenreaktion entwickelt werden, bei der Wasserstoffperoxid (H₂O₂) durch Direktsynthese aus H₂ und O₂ erzeugt und anschließend durch eine enzymatische Reaktion mit Peroxygenasen weiterverarbeitet wird. In vergangenen Arbeiten wurden additiv gefertigte Katalysatorträger bereits erfolgreich für die Wasserstoffperoxid Direktsynthese gefertigt und beschichtet.
Ziel der Arbeit:
Um die Reaktionskaskade vollständig auf ein strukturierten Katalysatorträger zu übertragen muss untersucht werden, welche Geometrie hierfür am besten geeignet ist. Dazu sollen in dieser Arbeit verschieden geometrische Einflussgrößen identifiziert, variiert und experimentell untersucht werden. Durch additive Fertigungsverfahren können komplexe 3D-Geometrien in kürzester Zeit gefertigt werden, was ein individuelles Anpassen der Geometrien ermöglicht.
Weiterführend soll die Kopplung beider Reaktionen in der Reaktionskaskade untersucht werden.
Aufgaben:
- Literaturrecherche: Einarbeitung in relevante Materie
- Planung, Vorbereitung und Durchführung von Experimenten im Versuchsstand:
3D-Druck und Beschichtung Enzymträger im Labor, Erstellung eines Versuchsplans, Erfassung von Versuchsdaten - Auswertung und Aufarbeitung erfassten Daten
Voraussetzungen:
• Studium im Bereich Verfahrenstechnik, Chemie- oder Bioingenieurwesen, Chemie, Materialwissenschaften oder verwandte Fachrichtungen.
• Kenntnisse in der Katalyse, enzymatischen Reaktionen.
• Interesse an der Entwicklung neuer Reaktortechnologien und an interdisziplinärer Forschung.
• Selbstständige, kreative und analytische Arbeitsweise.