Das Projekt "Teilprojekt 3: Mineralogisch-spektroskopische Charakterisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Erz & Stein Gesellschaft für Lagerstätten- und Rohstoffberatung bR durchgeführt. Das Gesamtprojekt umfasst die Gewinnung von Ga (und As) aus Produktionsabfällen der GaAs-Halbleiterindustrie. Es sollen Technologien entwickelt werden, um die Wertstoffe der Halbleiterindustrie zu recyceln und bis zum Reinstprodukt aufzuarbeiten. Ziel ist die Kreislaufwirtschaft des Ga und die Verwertung der Wertstoffe bis zu einer zero waste technology. E+S Teilprojekt 5: Ausgangs- und Zwischenprodukte sowie feste und flüssige Endprodukte der vorgesehenen Verfahren der Ga- und As-Extraktion und -Konzentration zum Ga-Recycling sollen stofflich und strukturell mit mineralogischen und spektroskopischen Methoden charakterisiert werden. Dazu sollen Röntgenbeugungsverfahren, Rasterelektronenmikroskopie, UV-, IR- und Ramanspektroskopie sowie die Differentialthermoanalyse angewendet werden. E+S Teilprojekt 5: Beprobung und Untersuchung Ga-haltiger Schlämme zur Ga-Extraktion, Untersuchung von Ga-Spezies in Lösungen. Nachfolgend stoffliche und strukturelle Untersuchungen von Zwischen- und Fällprodukten und Ga-Spezies in Lösungen, die dem Verständnis und der Optimierung der Konzentrierungs- und Gewinnungsverfahren dienen. Nach Abschluss der Untersuchungen der Fällprodukte und Lösungen Mitwirkung an der Entwicklung von Anschlussprojekten.
Das Projekt "Protonen- und ligandeninduzierte Verwitterung definierter Minerale sowie Charakterisierung der entstehenden Transformationsprodukte mittels Röntgendiffraktometrie und Transmissionselektronenmikroskopie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES), Bereich Bodenwissenschaften, Allgemeine Bodenkunde und Bodenökologie durchgeführt. Das wesentliche Ziel des Forschungsvorhabens ist es, den Einfluß unterschiedlicher anorganischer und organischer Säuren sowie Komplexbildner auf die Verwitterung von Schichtsilicaten differierender chemischer Zusammensetzung zu untersuchen. Minerale aus der Gruppe der Chlorite werden in Batchgefäßen mit wichtigen Bestandteilen saurer Depositionen (Schwefelsäure, Salpetersäure, Salzsäure) sowie wichtigen organischen Abbau- und Stoffwechselprodukte in Böden (Mono-, Di- sowie aliphatischen und aromatischen Hydroxocarbonsäuren) versetzt und über definierte Zeiträume geschüttelt. Die Messung der in Abhängigkeit von der Zeit freigesetzten Mineralbausteine (u.a. Si, Al, Mg, Fe) erlaubt Rückschlüsse über die Prozesse der protonen- und ligandeninduzierten Mineralverwitterung. Mittels Röntgendiffraktometrie (RDA) und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) sowie energiedispersiver Röntgenanalysen (EDX) ist eine detaillierte Charakterisierung der Ausgangsminerale sowie der Verwitterungs- bzw. Transformationsprodukte nach Versuchsende möglich. Die Quantifizierung von Fe2+ und Fe3+ sowie die Charakterisierung der Ligandenumgebung des Eisens erfolgt mittels Mössbauer-Spektroskopie. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit zur Thermogravimetrie (TGA) und Differentialthermoanalyse (DTA), Protonen- und ligandeninduzierte Veränderungen der Mineralstruktur sowie der Mineraloberfläche können mit Hilfe dieser Methoden sehr genau beschrieben werden. Die Kombination der gewählten Laborversuche und Analysenmethoden liefert damit einen Beitrag zum Verständnis anthropogener und natürlicher Umwelteinflüsse auf die Mechanismen der Mineralverwitterung in Böden.
Das Projekt "Charakterisierung, Transport und Deposition von Silica-Polymeren in ausgewählten monocotyledonen und dicotyledonen Holzgewächsen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Department für Biologie, Zentrum Holzwirtschaft, Ordinariat für Holzbiologie und Institut für Holzbiologie und Holzschutz der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft durchgeführt. Si-Einschlüsse in holzbildenden Pflanzen sind vielfach beschrieben und dienen für verschiedene chemische und biologische Fragestellungen als wichtiges Merkmal. Über Aufnahme, Transport und Deposition liegen jedoch nur lückenhafte Kenntnisse vor. Im Vorhaben sollen folgende Themenkomplexe bearbeitet werden: i) Aufnahme und Ferntransport, ii) Primärausscheidung, iii) Struktur und chemische Komposition. Als Objekte sind Bambus (Monocotyledone) sowie tropische Laubbaumarten (Dicotyledone) vorgesehen. Chemische Analysen (IR und Raman, simultane Thermoanalyse/STA, Thermogravimetrie/TG, Differential Thermoanalyse/DTA, Massenspektrometrie/MS, Si K-XANES-Spektroskopie) werden zur Identifizierung der Aufnahme- und Ferntransportform an Wurzelgewebe und Kapillarsaft durchgeführt sowie an Geweben der Deposition. Mit Licht- und Elektronenmikroskopie werden Si-Verbindungen in den Zielzellen lokalisiert, Kompartimenten zugeordnet (intrazellulärer Transport) und mit TEM/EDX und TEM/EELS charakterisiert. Für Bambus wird beispielhaft die extrazelluläre Deposition in der Zellwand untersucht, um Befunde zu Wechselwirkungen zwischen organischer Matrix und Si-Einlagerung zu erhalten. Folgende Ergebnisse werden erwartet: i) Identifizierung der Si-Transportform in Wurzel und Kapillarsaft, ii) Lokalisierung und Identifizierung deponierter Si-Verbindungen, iii) feinstrukturelle Charakterisierung Si-deponierender Zellen und nicht-deponierender Nachbarzellen.