Stellenausschreibungen

Ausgelegt für: Masterarbeit
Schwerpunkte: Technische und anorganische Chemie
Dauer/Beginn: Nach Absprache

Beschreibung:
Das Ziel des SFB 1615 SMART-Reaktors ist der Bau eines Reaktors, der erneuerbare Ressourcen in verschiedene Produkte umwandeln kann (Mehrzweckreaktoren) und autonom (selbstanpassend) funktioniert. Dies soll zu robusteren (resilienten) Prozessen führen, die besser auf unterschiedliche Maßstäbe und Standorte übertragbar sind. Eine zentrale Herausforderung des Projekts ist die Entwicklung maßgeschneiderter bi- oder trimetallischer Katalysatoren, die unter milden Reaktionsbedingungen die selektive Hydrogenolyse von Glycerin – einem wichtigen Nebenprodukt der Biodieselproduktion – zu 1,2-Propandiol ermöglichen.Da die Benetzbarkeit des Katalysators variabel sein sollte, um ihn widerstandsfähiger gegen Katalysatorgifte zu machen, erscheinen Kohlenstoffnanoröhren als vielversprechender Träger. Unser Ziel ist es daher, einen hochaktiven und selektiven metallischen Katalysator auf einen maßgeschneiderten CNT-Wald aufzubringen, dessen Benetzbarkeit durch das Anlegen einer Spannung gesteuert werden kann.

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit soll in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Hamburg der Katalysator weiterentwickelt werden. Es sollen tri-metallische Katalysatoren synthetisiert und mit den bi-metallischen Systemen verglichen werden. Zudem soll untersucht werden, wie verschiedene Syntheseparameter die Aktivität und Selektivität des Katalysators beeinflussen. Die Leistung des Katalysators wird an einer 8-Fach Multi-Batch-Anlage geprüft.

Ein wichtiger Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Analyse des Katalysators. Verschiedene Methoden (ICP-OES, XRD, N2-Physisorption, CO-Chemiesorption, H2-TPR, REM-EDX, XPS) werden verwendet, um den Katalysator möglichst umfassend zu charakterisieren und diese Daten mit den experimentellen Ergebnissen zu verknüpfen.

Bei Interesse oder Rückfragen melde dich gerne per Mail oder komm gerne bei mir im Büro D135 vorbei!
Ansprechpartner:

Dominique Lumpp
Bundesstraße 45, Büro D135
E-Mail: dominique.lumpp@uni-hamburg.de
Tel: +49 40 42838-9003

Ausgelegt für: Masterarbeit
Schwerpunkte: Anorganische Molekülchemie, Computerchemie 
Dauer/Beginn: Nach Absprache

Beschreibung:

Um unsere chemische Industrie in Zukunft nachhaltig zu gestalten und von den Importen fossiler Rohstoffe unabhängig zu werden, entwickeln wir in der Arbeitsgruppe von Prof. Albert neue Prozesse zur Wertschöpfung aus Biomasse. Ein essentieller Bestandteil dieser Forschung ist die Entwicklung neuer Katalysatormaterialen. Dafür haben sich Substanzen aus der Klasse der Heteropolysäuren als vielversprechende Kandidaten herausgestellt. Dabei handelt es sich um anionische molekulare Cluster aus Oxo-Liganden und Übergangsmetallen (Heteropolyanionen), die in ihrer protonierten Form eine sehr hohe Brønsted-Azidität aufweisen (Heteropolysäuren). Durch gezielte Variation der Zusammensetzung und der Struktur können die Eigenschaften dieser Verbindungen für die katalytische Anwendung angepasst werden.

Du kannst uns im Rahmen Deiner Masterarbeit bei dieser Forschung unterstützen, in dem Du gezielt Heteropolyanionen mit verschiedenen Strukturen herstellst und diese mittels eines Ionentauschers protonierst. Um die Protonierung der verschiedenen Strukturen auf der molekularen Ebene zu verstehen, wollen wir in Zusammenarbeit mit Prof. Vondung DFT-Rechnungen durchführen und die Ergebnisse mit den experimentellen Daten vergleichen.

Dabei bieten wir Dir die Gelegenheit neben Synthesemethoden der anorganischen Molekülchemie auch die praktische Anwendung von DFT-Simulationen und verschiedene analytische Methoden kennenzulernen. Für besonders kompetente und engagierte Kandidat*innen gibt es die Möglichkeit im Anschluss an die Masterarbeit im Bereich der Katalysatorsynthese im AK Albert zu promovieren.

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Lisa Vondung (Büro: AC 437b)

E-Mail: lisa.vondung"AT"uni-hamburg.de

 

Dr. Maximilian J. Poller (Büro: TMC D29)

E-Mail: maximilian.poller"AT"uni-hamburg.de

Ausgelegt für: Masterarbeit
Schwerpunkte: Technische Chemie, Analytische Chemie 
Dauer/Beginn: Nach Absprache

Beschreibung:

Im Zusammenhang mit der nachhaltigen Verwertung von Biomasse ist die Gewinnung und Quantifizierung wertvoller Biopolymere wie Chitin und weiterer chitinhaltiger Produkte aus Garnelenkrebsabfällen von großer Bedeutung. Eine genaue Analyse der Bestandteile von Krustentierschalen, einschließlich Chitin, Proteinen, Mineralien (wie Kalziumkarbonat), Lipiden und Pigmenten, ist für die Optimierung ihrer Verwendung in katalytischen Veredelungsprozessen von entscheidender Bedeutung. Unser Ziel ist es, eine zuverlässige Methode zur Quantifizierung und Trennung dieser Komponenten zu entwickeln, die auf einem enzymatischen Ansatz beruht.

Unsere Forschungsgruppe konzentriert sich auf die katalytische Veredelung von Biomasseabfällen, mit besonderem Interesse an der Umwandlung von Chitin in wertvolle stickstoffhaltige kleine organische Moleküle. Um diese Bemühungen zu unterstützen, wollen wir eine Methode zur selektiven Extraktion und Quantifizierung der Hauptbestandteile von Chitinpanzern entwickeln.

Im ersten Teil Ihrer Masterarbeit werden Sie zunächst die Mineralien, vor allem Kalziumkarbonat, chemisch entfernen und anschließend enzymatisch deproteinisieren. Die verbleibenden Bestandteile - Citin, Proteine, Mineralien, Lipide und Pigmente - werden mit Hilfe geeigneter analytischer Verfahren quantifiziert. Dieser Teil wird eine entscheidende Rolle bei der Unterstützung unserer Studien zum katalytischen Upgrading spielen.

Anschließend werden Sie katalytische Experimente mit N-haltigen Modellverbindungen wie N-Acetylglucosamin (NAG), Chitosan und dem Biopolymer Chitin durchführen, um eine analytische Methode zur Qualifizierung und Quantifizierung der wertvollen N-Stickstoff-haltigen Produkte zu entwickeln. Diese Studie ist essentiell für die anschließende Optimierung des Katalysatorsystems und auch für das zukünftige Upscaling des Prozesses zur Aufwertung maritimer Biomasse.

Im Rahmen der Arbeit erhalten Sie die einmalige Gelegenheit, in zwei verschiedenen Arbeitsgruppen zu forschen, um Erfahrungen in verschiedenen Themenbereichen zu sammeln, z. B. technische, biochemische und analytische Chemie.

Ansprechpartner:

Dr. Samrin Shaikh

E-Mail: samrin.shaikh"AT"uni-hamburg.de

Dr. Anna Romero

E-Mail: ana.malvis.romero"AT"tuhh.de

 

Ausgelegt für: Masterarbeit
Schwerpunkte: Anorganische und makromolekulare Chemie
Dauer/Beginn: Nach Absprache

Beschreibung:

Für eine geplante Modellreaktion, die Hydrogenolyse von Glycerin zu 1,2-Propandiol, scheint ein Ruthenium-Kupfer (RuCu2) Katalysator die geeignete Wahl zu sein. Im Rahmen des SFB 1615 wird nach einem Träger gesucht, welcher die Katalysatoraktivität durch äußere Einflüsse steuern lässt. Ein solches Trägermaterial könnten responsiven Polymere sein. Für diese Art von Katalysatoren gibt es bisher keine Synthesemethode.
Stimuli-responsive Gele besitzen die Fähigkeit der reversiblen Lösungsmittelaufnahme, welche zu einer makroskopischen Veränderung der Gelstruktur führt. Bei Aufnahme des Lösungsmittels expandieren die Polymerketten und das Gel quillt, während das Verdrängen des Lösungsmittels aus der Polymermatrix ein Schrumpfen des Gels bewirkt.
Die strukturelle Veränderung der Gele erfolgt als Reaktion auf externe Reize, wie beispielsweise eine Veränderung der elektrischen Umgebung. Diese Fähigkeit responsibler Gele eröffnet ein breites Anwendungsspektrum, die finale Anwendung stimuli-responsiver Gele in verschiedenen Prozessen ist jedoch, aufgrund des unzureichenden Verständnisses über das Quellverhalten der Gele, bisher nur in wenigen Bereichen etabliert.

Inhalte der Arbeit:

• Ziel 1: Synthese von Ruthenium-Kupfer Nanopartikel

• Literaturrecherche zur Synthese von metallischen Nanopartikeln

• Synthese der Ruthenium-Kupfer Nanopartikel

• Charakterisierung der hergestellten Nanopartikel mit verschiedenen Analysemethoden (PXRD, TEM, ICP-OES, FT-IR/Raman)

• Ziel 2: Einbettung der Nanopartikel in Pyrrol-basierte Gele

• Herstellung von Polypyrolgelen

• Untersuchung der Einflüsse der Nanopartikel auf das Benetzungsverhalten mittels Kontaktwinkelmessungen

• Untersuchung der Gelstruktur mit verschiedenen Analysemethoden (FT-IR/Raman, NMR, visuelle Bestimmung des makroskopischen Zustandes, REM, TEM, ICP-OES)

• Festigkeitsmessungen der hergestellten Gele während des Elektroresponses

Ansprechpartner:

Dominique Lumpp
dominique.lumpp"AT"uni-hamburg.de
+49 40 42838 9003

Patrick Kißling
patrick.kissling"AT"tuhh.de
+49 40 42878 2545

Kathrin Eckert
kathrin.eckert"AT"tuhh.de
+49 40 42878 4296

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Jakob Albert ( jakob.albert@uni-hamburg.de)
Ausgelegt für: Promotion

Aufgabengebiet

Wie viele unserer Forschungsprojekte, basiert u. a. auch das im Rahmen des ERC Consolitator Grant 2022 eingeworbene fünfjährige Projekt „BioValCat“ (Enhanced Biomass Valorisation by Engineering of Polyoxometalate Catalysts) auf der Entwicklung und Verwendung innovativer Polyoxometallat-Katalysatoren. Diese werden für die aerobe und anaerobe Umsetzung komplexer Biomasse eingesetzt, um wertvolle Produkte in Form von Plattformchemikalien herzustellen und diese zu einer innovativen und breit anwendbaren Prozesstechnologie zu entwickeln.

Polyoxometallate (POMs) sind, als eine einzigartige Klasse anionischer polynuklearer Metall-Oxo-Cluster mit hoher struktureller Vielfalt, vielversprechende Kandidaten für die selektive Oxidation von Biomasse zu organischen Säuren. In der Forschung zur homogen katalysierten, selektiven Biomasseverwertung werden POMs bereits intensiv eingesetzt. Ein Beispiel für das Potential von POMs stellt auch der bereits kommerzialisierte OxFA-Prozess dar, in welchem Biomasse in einem wässrigen System oxidativ zu Ameisensäure umgesetzt wird.

Ein besonderer Schwerpunkt der hier ausgeschriebenen Stelle soll auf der Synthese und Charakterisierung vielversprechender POM-Katalysatorstrukturen liegen. Ziel ist es, die Herausforderungen bei der Verwendung von POMs in der homogenen Katalyse (wie beispielsweise die teure Produktisolierung, das Katalysatorrecycling oder unerwünschte Nebenreaktionen mit Substraten oder Zwischenprodukten) zu überwinden. Es sollen die hohe katalytische Aktivität und Selektivität von POMs mit einer einfachen Handhabung und leichten Abtrennung kombiniert werden. Die hergestellten POM-Katalysatoren sollen umfassend charakterisiert werden, um die Struktur/Zusammensetzung der erhaltenen Materialien zu verstehen und Materialoptimierungskonzepte für eine verbesserte katalytische Leistung zu entwickeln. Zur Charakterisierung der POM-Katalysatoren und zur Aufklärung der POM-Lösungsmittel-Interaktionen sollen geeignete Analytikmethoden (z. B. ICP-OES, XRD, FT-IR, TGA, UV-Vis, Raman, EPR und NMR) eingesetzt werden.

Stellenausschreibung (PDF)
Bewerberportal der Universität Hamburg