{"id":16690,"date":"2026-07-30T09:46:44","date_gmt":"2026-07-30T07:46:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/?p=16690"},"modified":"2026-07-30T12:59:45","modified_gmt":"2026-07-30T10:59:45","slug":"innovative-materialien-mit-schaltbaren-adsorptions-und-desorptionseigenschaften","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/innovative-materialien-mit-schaltbaren-adsorptions-und-desorptionseigenschaften\/","title":{"rendered":"Innovative Materialien mit schaltbaren Adsorptions- und Desorptionseigenschaften"},"content":{"rendered":"<div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_73 ez-toc-wrap-center counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-white ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\">\n<p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Inhaltsverzeichnis<\/p>\n<span class=\"ez-toc-title-toggle\"><a href=\"#\" class=\"ez-toc-pull-right ez-toc-btn ez-toc-btn-xs ez-toc-btn-default ez-toc-toggle\" aria-label=\"Toggle Table of Content\"><span class=\"ez-toc-js-icon-con\"><span class=\"\"><span class=\"eztoc-hide\" style=\"display:none;\">Toggle<\/span><span class=\"ez-toc-icon-toggle-span\"><svg style=\"fill: #999;color:#999\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" class=\"list-377408\" width=\"20px\" height=\"20px\" viewBox=\"0 0 24 24\" fill=\"none\"><path d=\"M6 6H4v2h2V6zm14 0H8v2h12V6zM4 11h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2zM4 16h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2z\" fill=\"currentColor\"><\/path><\/svg><svg style=\"fill: #999;color:#999\" class=\"arrow-unsorted-368013\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" width=\"10px\" height=\"10px\" viewBox=\"0 0 24 24\" version=\"1.2\" baseProfile=\"tiny\"><path d=\"M18.2 9.3l-6.2-6.3-6.2 6.3c-.2.2-.3.4-.3.7s.1.5.3.7c.2.2.4.3.7.3h11c.3 0 .5-.1.7-.3.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7zM5.8 14.7l6.2 6.3 6.2-6.3c.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7c-.2-.2-.4-.3-.7-.3h-11c-.3 0-.5.1-.7.3-.2.2-.3.5-.3.7s.1.5.3.7z\"\/><\/svg><\/span><\/span><\/span><\/a><\/span><\/div>\n<nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/innovative-materialien-mit-schaltbaren-adsorptions-und-desorptionseigenschaften\/#Intelligente_Materialien_fuer_Adsorption_und_Desorption\" title=\"Intelligente Materialien f\u00fcr Adsorption und Desorption\">Intelligente Materialien f\u00fcr Adsorption und Desorption<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/innovative-materialien-mit-schaltbaren-adsorptions-und-desorptionseigenschaften\/#Industrielle_Aufgaben_der_Adsorptions-_und_Desorptionstechnologie\" title=\"Industrielle Aufgaben der Adsorptions- und Desorptionstechnologie\">Industrielle Aufgaben der Adsorptions- und Desorptionstechnologie<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/innovative-materialien-mit-schaltbaren-adsorptions-und-desorptionseigenschaften\/#Zeolithe_und_Zeolithfilter\" title=\"Zeolithe und Zeolithfilter\">Zeolithe und Zeolithfilter<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/innovative-materialien-mit-schaltbaren-adsorptions-und-desorptionseigenschaften\/#Innovative_Materialien_mit_kontrollierter_Adsorption_und_Desorption\" title=\"Innovative Materialien mit kontrollierter Adsorption und Desorption\">Innovative Materialien mit kontrollierter Adsorption und Desorption<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/innovative-materialien-mit-schaltbaren-adsorptions-und-desorptionseigenschaften\/#Fazit_und_Ausblick\" title=\"Fazit und Ausblick\">Fazit und Ausblick<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Die Nachhaltigkeit spielt eine zunehmend wichtige Rolle bei Adsorptions- und Desorptionsverfahren. Daher wurden in den letzten Jahren intelligente Werkstoffe erforscht, wie etwa Zeolith-Filtermaterialien, die schaltbare Eigenschaften aufweisen. Diese reagieren auf \u00e4u\u00dfere Einfl\u00fcsse wie Temperatur und pH-Wert, sodass das sie sich mehrfach verwenden lassen. F\u00fcr zahlreiche Trennprozesse bedeutet das erhebliche \u00f6kologisch und wirtschaftliche Vorteile. <\/strong><\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Intelligente_Materialien_fuer_Adsorption_und_Desorption\"><\/span>Intelligente Materialien f\u00fcr Adsorption und Desorption<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Der Begriff \u201eintelligente oder smarte Materialien\u201c fasst Werkstoffe zusammen, deren Eigenschaften sich gezielt und reversibel ver\u00e4ndern lassen \u2013 ausgel\u00f6st durch kleine \u00c4nderungen von Umweltbedingungen wie Licht, Temperatur, pH-Wert oder elektrische Leitf\u00e4higkeit.<sup>[1]<\/sup> Auch spezielle chemische Additive k\u00f6nnen solche umkehrbare Reaktionen ausl\u00f6sen.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Ein Beispiel ist die Anwendung smarter Polymere in der Biotechnologie. Das Polymer Poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) reagiert sensibel auf pH- und Temperaturver\u00e4nderungen. Genutzt wird dies f\u00fcr biologische Trennprozesse: Bestimmte Zellen binden an das smarte Polymer und vermehren sich dort bei erh\u00f6hter Temperatur. Wird die Temperatur gesenkt, \u00e4ndert der Polymertr\u00e4ger seine Struktur und gibt die haftenden Zellen frei. Nach einem \u00e4hnlichen Prinzip funktionieren auch innovative Materialien in Adsorptions- und Desorptionsverfahren.<\/p>\n<div class=\"box info  \"><div class=\"box-inner-block\"><i class=\"fa tie-shortcode-boxicon\"><\/i>\n\t\t\tBei der <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/der-unterschied-zwischen-adsorption-und-absorption\/\">Adsorption<\/a> haften Molek\u00fcle auf der Oberfl\u00e4che eines speziellen Materials und reichern sich dort an. Bei der Desorption l\u00f6sen sich diese Molek\u00fcle wieder davon. Bei schaltbaren Materialien kann Desorption und Adsorption kontrolliert ablaufen, was insbesondere bei wiederverwendbaren Filtermaterialien vorteilhaft ist.\n\t\t\t<\/div><\/div>\n<figure id=\"attachment_16705\" aria-describedby=\"caption-attachment-16705\" style=\"width: 450px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-16705\" title=\"Abbildung 1: (oben) Adsorption und Vermehrung von Zellen am Funktionspolymer bei erh\u00f6hter Temperatur. (unten) Desorption von Zellen bei einer Temperaturabnahme.\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/adsorption-vermehrung-1.jpg\" alt=\"Abbildung 1: (oben) Adsorption und Vermehrung von Zellen am Funktionspolymer bei erh\u00f6hter Temperatur. (unten) Desorption von Zellen bei einer Temperaturabnahme.\" width=\"450\" height=\"494\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/adsorption-vermehrung-1.jpg 691w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/adsorption-vermehrung-1-273x300.jpg 273w\" sizes=\"(max-width: 450px) 100vw, 450px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-16705\" class=\"wp-caption-text\"><center>Abbildung 1: (oben) Adsorption und Vermehrung von Zellen am Funktionspolymer bei erh\u00f6hter Temperatur. (unten) Desorption von Zellen bei einer Temperaturabnahme.<\/center><\/figcaption><\/figure>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Industrielle_Aufgaben_der_Adsorptions-_und_Desorptionstechnologie\"><\/span>Industrielle Aufgaben der Adsorptions- und Desorptionstechnologie<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Die Adsorptionstechnologie ist ein wichtiger Bereich der chemischen Verfahrenstechnik. In industriellen Trennprozesse ist es oft notwendig, Prozesswasser aufzubereiten. Hierbei werden bestimmte St\u00f6rsubstanzen oder Umweltgifte entfernt. Bei den Adsorptionsverfahren werden unterschiedliche Materialien eingesetzt \u2013 je nach Anforderungen an Kosten und Effizienz der Trennprozesse.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Ein wichtiger Vertreter ist <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/filtration\/granulate-und-sorbentien\">Aktivkohle<\/a>. Dieser feink\u00f6rnige, por\u00f6se Kohlenstoff weist eine gro\u00dfe innere Oberfl\u00e4che auf. Das Material ist preisg\u00fcnstig und wird in gro\u00dfen Mengen in Adsorptionsverfahren eingesetzt. Typische Aufgaben der Aktivkohle sind die Reinigung von Rauchgasen, um Dioxine und Schwermetalle abzutrennen, sowie die Aufbereitung von Abwasser und <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/schlaeuche\/schlaeuche-nach-einsatzbereichen\/trinkwasserschlaeuche\">Trinkwasser<\/a>. Dabei werden oft schwer abbaubare organische Schadstoffe wie chlorierte Kohlenwasserstoffe oder Pestizide adsorbiert.<sup>[2] <\/sup>Abbildung 2 zeigt typische <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/filtration\/granulate-und-sorbentien\/aktivkohle-granulat-sorbens-quecksilber-feinreinigung\">Aktivkohle zur Adsorption von Quecksilber<\/a>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Da Aktivkohle kosteng\u00fcnstig und f\u00fcr viele Aufgaben sehr n\u00fctzlich ist, gibt es bislang nur wenige Studien zu deren schaltbaren Adsorptionseigenschaften. Vielmehr wird beladene Aktivkohle entsorgt oder in gro\u00dfem Ma\u00dfstab in speziellen Reaktivierungsanlagen thermisch regeneriert. Die wenigen Studien zu kontrollierter Adsorption und Desorption von Aktivkohle fokussieren auf den medizinischen Einsatz. Denn Aktivkohle wird gut vom K\u00f6rper aufgenommen. Daher kann es mit magnetischen Partikeln beladen und im magnetischen Feld gezielt zum lokalen Therapieort im K\u00f6rper transportiert werden. Erfolgt an dieser medizinischen Aktivkohle die Adsorption von Medikamenten, so k\u00f6nnen diese bei bestimmten pH-\u00c4nderungen und unter Einfluss photochemischer Strahlung lokal freigesetzt werden. Es findet also kontrollierte Desorption statt mit minimalen Nebenwirkungen f\u00fcr den Patienten.<sup>[3] <\/sup><\/p>\n<figure id=\"attachment_16709\" aria-describedby=\"caption-attachment-16709\" style=\"width: 600px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/filtration\/granulate-und-sorbentien\/aktivkohle-granulat-sorbens-quecksilber-feinreinigung\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-16709 size-full\" title=\"Abbildung 2: (links) Nahaufnahme von Aktivkohle unter Rasterelektronenmikroskop und (rechts) Aktivkohle zur Aufnahme von Quecksilber.\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/aktivkohle.jpg\" alt=\"Abbildung 2: (links) Nahaufnahme von Aktivkohle unter Rasterelektronenmikroskop und (rechts) Aktivkohle zur Aufnahme von Quecksilber.\" width=\"600\" height=\"301\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/aktivkohle.jpg 600w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/aktivkohle-300x151.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 600px) 100vw, 600px\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-16709\" class=\"wp-caption-text\"><center>Abbildung 2: (links) Nahaufnahme von Aktivkohle unter Rasterelektronenmikroskop und (rechts) Aktivkohle zur Aufnahme von Quecksilber.<\/center><\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify;\">Neben Aktivkohle gibt es weitere wichtige Adsorptionsmaterialen, die f\u00fcr viele Aufgaben in Trennprozessen eingesetzt werden. Dazu z\u00e4hlen <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/filtration\/granulate-und-sorbentien\/blau-gel-granulat-sorbens\">Kieselgel<\/a> (auch als Blau-Gel bekannt), das Tonmineralgemisch Bentonit, das nat\u00fcrliche Mineralgestein Zeolith oder metallorganische Ger\u00fcstverbindungen (\u201eMetal-Organic Frameworks\u201c, MOFs), die f\u00fcr viele Aufgaben in Trennprozessen eingesetzt werden. Insbesondere Zeolith l\u00e4sst sich als Material mit schaltbaren Adsorptions- und Desorptionseigenschaften gezielt nutzen. Doch was sind Zeolithe genau?<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Zeolithe_und_Zeolithfilter\"><\/span>Zeolithe und Zeolithfilter<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Zeolithe sind kristalline Alumosilikate, die in der Natur in verschiedenen Modifikationen vorkommen. Die kristallinen Ger\u00fcststrukturen weisen Mikroporen auf, in denen verschiedene Molek\u00fcle eingelagert werden k\u00f6nnen (siehe Abbildung 3). Die Anwendung von Zeolith ist vielseitig. Beispielsweise eignet er sich sehr gut zur Wasserenth\u00e4rtung. Dabei ersetzt Zeolith die Calcium-Molek\u00fcle durch Natrium-Ionen und verhindert so, dass sich das st\u00f6rende Calciumcarbonat (auch bekannt als <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/kalk-naturstoff\/\">Kalk<\/a>) nicht in hoher Konzentration bildet und den Prozess st\u00f6rt.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Fischzucht und Aquaristik setzen gerne die Adsorption mit Zeolith ein und binden damit Ammoniak, das toxisch f\u00fcr Fische ist. Auch bestimmte radioaktive Isotope k\u00f6nnen durch Zeolith gebunden werden. Im Bereich der <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/trinkwasseraufbereitung\/\">Trinkwasseraufbereitung<\/a> wird Zeolith als <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/filtration\/membranfilter-filtermembranen-spritzenfilter-rundfilter-membranen\">Filtermaterial<\/a> ebenfalls erfolgreich genutzt, da er effizient Schwermetalle, Arsen sowie bestimmte Mikroorganismen aus dem Trinkwasser entfernt.<sup>[4]<\/sup><\/p>\n<figure id=\"attachment_16712\" aria-describedby=\"caption-attachment-16712\" style=\"width: 600px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/filtration\/granulate-und-sorbentien\/molekularsieb-sorbentien-4-aa\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-16712 size-full\" title=\"Abbildung 3: (links) Ger\u00fcststruktur von Zeolith und (rechts) industrielle Form zur Trocknung von Gasen (Molekularsieb 4 \u00c5).\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/zeolith.jpg\" alt=\"Abbildung 3: (links) Ger\u00fcststruktur von Zeolith und (rechts) industrielle Form zur Trocknung von Gasen (Molekularsieb 4 \u00c5).\" width=\"600\" height=\"209\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/zeolith.jpg 600w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/zeolith-300x105.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 600px) 100vw, 600px\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-16712\" class=\"wp-caption-text\"><center>Abbildung 3: (links) Ger\u00fcststruktur von Zeolith und (rechts) industrielle Form zur Trocknung von Gasen (Molekularsieb 4 \u00c5).<\/center><\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify;\">Zeolith-Filter werden auch zur Abwasserreinigung eingesetzt, da mittels Adsorption kosteng\u00fcnstig eine gro\u00dfe Menge an Schwermetallionen, Stickstoffverbindungen, organischen Verbindungen und Tr\u00fcbstoffe aufgenommen werden. Dar\u00fcber hinaus dient Zeolith in der industriellen Abgasreinigung daf\u00fcr, dass Schwefeloxide, Schwermetalle, Ru\u00df und Feinstaub nicht in die Luft gelangen. Bei der Filtration wird das Filtermaterial in <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/filtration\/filtergehaeuse-filterkerzen-filterelemente-filtermodule\">Filtergeh\u00e4use<\/a> eingesetzt, wobei als Filtermedien beispielsweise <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/filtration\/siebgewebe-filtergewebe-filtertuecher-und-vliese\">Siebgewebe<\/a>, Filterkerzen oder <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/filtration\/sinterfilter-platten-staebe-und-rohre-aus-poroesen-kunststoffen\">Sinterplatten<\/a> verwendet werden.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">In der chemischen Verfahrenstechnik eignet sich ein optimiert ausgelegtes Filterbett am besten f\u00fcr Adsorption mit Zeolith. Anschlie\u00dfend kann das Material industriell regeneriert werden. Hierbei erfolgt die Desorption von Zeolith unter anderem bei erh\u00f6htem Druck oder bei erh\u00f6hter Temperatur. Weiterhin k\u00f6nnen Additive wie Wasserstoffperoxid zugesetzt werden, das die organische Materie im Filterbett zersetzt.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/filtration\/sinterfilter-platten-staebe-und-rohre-aus-poroesen-kunststoffen\/sinterplatte-aus-poroesem-ptfe\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-16719 size-medium\" title=\"Sinterplatte aus por\u00f6sem PTFE \" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/sinterplatte-aus-poroesem-ptfe-300x300.jpg\" alt=\"Sinterplatte aus por\u00f6sem PTFE \" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/sinterplatte-aus-poroesem-ptfe-300x300.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/sinterplatte-aus-poroesem-ptfe-150x150.jpg 150w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/sinterplatte-aus-poroesem-ptfe.jpg 500w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a> <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/filtration\/sinterfilter-platten-staebe-und-rohre-aus-poroesen-kunststoffen\/sinterstab-aus-mikroporoesem-ptfe\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-16721 size-medium\" title=\"Sinterstab aus mikropor\u00f6sem PTFE \" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/sinterstab-aus-mikroporoesem-ptfe-300x300.jpg\" alt=\"Sinterstab aus mikropor\u00f6sem PTFE \" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/sinterstab-aus-mikroporoesem-ptfe-300x300.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/sinterstab-aus-mikroporoesem-ptfe-150x150.jpg 150w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/sinterstab-aus-mikroporoesem-ptfe.jpg 500w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">In der <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/filtration\">Filterung<\/a> gilt Zeolith also als eines der anpassungsf\u00e4higsten und effizientesten Materialien. Daher konzentrieren sich viele Forschungsans\u00e4tze darauf, schaltbare Eigenschaften f\u00fcr die Materialklasse der Zeolithe zu realisieren. Auch hierf\u00fcr hat die Chemietechnik praxisnahe Anwendungsstrategien entwickelt. Doch was sind schaltbare Adsorptionsmaterialien oder schaltbare Desorptionsmaterialien? Wie werden sie hergestellt und welchen Nutzen haben sie?<sup>[4]<\/sup><\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Innovative_Materialien_mit_kontrollierter_Adsorption_und_Desorption\"><\/span>Innovative Materialien mit kontrollierter Adsorption und Desorption<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Schaltbare Adsorptionsmaterialien reagieren auf Umwelteinfl\u00fcsse wie Temperatur, Licht oder bestimmte chemische Zus\u00e4tze. Unter diesem zus\u00e4tzlichen Einfluss k\u00f6nnen Umweltschadstoffe an den Zeolithen gebunden werden. Entsprechend lassen sich auch schaltbare Desorptionsmaterialien realisieren.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">So gibt es eine neue Klasse von Zeolithen mit schaltbaren Adsorptionseigenschaften, die sogenannten \u201emit Tensiden modifizierten Zeolithe\u201c (\u201eSurfactant Modified Zeolites\u201c, SMZs). Insbesondere nat\u00fcrliche Zeolithe weisen den Nachteil auf, dass sie vor allem positiv geladene Schadstoffe (etwa Ammonium) anziehen, jedoch schw\u00e4cher auf negativ geladene Ionen (wie Nitrat) reagieren. Um diesen Nachteil auszugleichen, k\u00f6nnen Zeolithe mit kationischen <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/synthetische-tenside\/\">Tensiden<\/a> modifiziert werden. Diese binden stark an der Zeolith-Oberfl\u00e4che und bilden eine stabile organische Schicht. Bei solchen modifizierten Zeolithen lassen sich die versatilen Eigenschaften bez\u00fcglich Adsorption und Desorption gut kontrollieren.<\/p>\n<div class=\"box success  \"><div class=\"box-inner-block\"><i class=\"fa tie-shortcode-boxicon\"><\/i>\n\t\t\tSo kann beispielsweise Kupfer bei bestimmter Beladungskonzentration und einem definierten pH-Wert zu 99 % aus dem Prozesswasser entfernt werden. Wird der pH-Wert wiederum erh\u00f6ht, setzt eine gezielte Desorption von Kupfer-Ionen ein. Ma\u00dfgeschneidert eingestellte Umweltbedingungen erm\u00f6glichen es daher, schaltbare Desorptionseigenschaften zu generieren.\n\t\t\t<\/div><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Mit Tensiden modifizierte Zeolithe haben also gewisse Vorteile, was die Flexibilit\u00e4t sowie Effizienz der Adsorption und Desorption betrifft. Die Komponente Tensid wirkt sich jedoch auch negativ aus. So findet im Laufe der Zeit eine Desorption vom Tensid statt, was die aquatische Umwelt belastet. Insbesondere das kationische Tensid ist potenziell hoch toxisch. Damit die innovativen und versatilen \u201emit Tensiden modifizierten Zeolithe\u201c kosteneffizient im industriellen Ma\u00dfstab eingesetzt werden k\u00f6nnen, w\u00e4re eine schaltbare Desorption des Tensids wichtig. Damit k\u00f6nnte nach einer bestimmten Einsatzdauer in einem nachhaltigen Prozess das Tensid entfernt und dann frisches Tensid wieder auf die Zeolith-Oberfl\u00e4che adsorbiert werden. <sup>[5, 6]<\/sup><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Die Chemietechnik strebt daher eine optimale Kontrolle von Adsorption und Desorption an, um Prozesswasser nachhaltig und ressourceneffizient aufzubereiten. Daher nutzt die moderne Forschung Gast-Wirt-K\u00e4figverbindungen. Diese nehmen nicht nur typische Schwermetalle oder kleinere Ionen wie Ammonium oder Nitrat auf, sondern auch komplexe Verbindung wie Tenside. Ein bekanntes Beispiel ist die K\u00e4figverbindung Cucurbituril (siehe Abbildung 4). Es nimmt Tenside nahezu vollst\u00e4ndig auf und desorbiert sie wieder bei Zugabe eines chemischen Additivs, wie per Schaltknopf. Aktuell sind die Anwendungen noch sehr teuer, doch die wissenschaftliche und industrielle Forschung arbeiten daran, die Verbindungen in der Aufbereitung von Prozesswasser und Abwasser zu nutzen.<\/p>\n<figure id=\"attachment_16717\" aria-describedby=\"caption-attachment-16717\" style=\"width: 400px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-16717\" title=\"Abbildung 4: K\u00e4figverbindung Cucurbituril mit schaltbarer Adsorption und Desorption.\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/cucurbituril.jpg\" alt=\"Abbildung 4: K\u00e4figverbindung Cucurbituril mit schaltbarer Adsorption und Desorption.\" width=\"400\" height=\"397\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/cucurbituril.jpg 422w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/cucurbituril-300x298.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2029\/07\/cucurbituril-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 400px) 100vw, 400px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-16717\" class=\"wp-caption-text\"><center>Abbildung 4: K\u00e4figverbindung Cucurbituril mit schaltbarer Adsorption und Desorption.<\/center><\/figcaption><\/figure>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Fazit_und_Ausblick\"><\/span>Fazit und Ausblick<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">In den letzten Jahren sind die Anforderungen an Materialien mit Adsorptions- und Desorptionseigenschaften deutlich gestiegen. Diese Werkstoffe sollen hocheffizient sein und zugleich Nachhaltigkeitskonzepte wie die Kreislaufschlie\u00dfung unterst\u00fctzen. Gerade Materialien mit schaltbaren Eigenschaften eignen sich hierf\u00fcr perfekt, allerdings sind sie noch zu kostenintensiv. Inzwischen gibt es auch f\u00fcr diese Werkstoffe bereits Nischenanwendungen \u2013 etwa die Herstellung innovativer Medizinprodukte oder spezielle Verfahren wie in der Pharmaproduktion \u2013, in denen kostspielige, aber hocheffiziente Materialien f\u00fcr kontrollierte Adsorption und Desorption erfolgreich eingesetzt werden.<\/p>\n<pre><strong>\r\nQuellen:\r\n<\/strong>[1] https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Intelligenter_Werkstoff (Aufruf: 07.04.25)\r\n[2] https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Aktivkohle (Aufruf: 07.04.25)\r\n[3] J. A. Lirio Pi\u00f1ar et al. <em>Mater. Adv.<\/em>, 2025,6, 2170-2179\r\n[4] https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Zeolithe_(Stoffgruppe) (Aufruf: 07.04.25)\r\n[5] Peter J. Reeve, Howard J. Fallowfield, Natural and surfactant modified zeolites: A review of their applications for water remediation with a focus on surfactant desorption and toxicity towards microorganisms, Journal of Environmental Management, Volume 205, 2018, Pages 253-261, https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jenvman.2017.09.077\r\n[6] Zhang, Z., Gao, C., Chen, H.\u00a0et al.\u00a0The investigation of sorption\u2013desorption performance and mechanism of copper by surfactant-modified zeolite in aqueous solutions.\u00a0Environ Sci Pollut Res\u00a031, 22962\u201322975 (2024), https:\/\/doi.org\/10.1007\/s11356-024-32622-5\r\n[7] Liang Xiao Gan, Chun Ling Hao, Xiao Ming Jiang, Controllable adsorption and desorption of a cationic surfactant at quartz directed by host-guest complex, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Volume 625, 2021, 126880, https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.colsurfa.2021.126880<\/pre>\n<pre><strong>\r\nBildquellen:<\/strong>\r\nBeitragsbild | \u00a9 \u0412\u043b\u0430\u0434 \u0412\u0430\u0440\u0448\u0430\u0432\u0441\u043a\u0438\u0439 \u2013 stock.adobe.com\r\nAbbildung 1: Adsorption und Vermehrung von Zellen | \u00a9 Guillaume Paumier (user:guillom), CC BY-SA 3.0 &lt;https:\/\/creativecommons.org\/licenses\/by-sa\/3.0&gt;, via Wikimedia Commons\r\nAbbildung 2: Nahaufnahme von Aktivkohle unter Rasterelektronenmikroskop (linke Bildh\u00e4lfte) | \u00a9 Mydriatic, CC BY-SA 3.0 &lt;https:\/\/creativecommons.org\/licenses\/by-sa\/3.0&gt;, via Wikimedia Commons\r\nAbbildung 2: Aktivkohle zur Aufnahme von Quecksilber (rechte Bildh\u00e4lfte) | \u00a9 RCT: https:\/\/www.rct-online.de\/de\/filtration\/granulate-und-sorbentien\/aktivkohle-granulat-sorbens-quecksilber-feinreinigung\r\nAbbildung 3: Ger\u00fcststruktur von Zeolith (linke Bildh\u00e4lfte) | \u00a9 Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com), CC BY-SA 4.0 &lt;https:\/\/creativecommons.org\/licenses\/by-sa\/4.0&gt;, via Wikimedia Commons\r\nAbbildung 3: Molekularsieb-Sorbentien 4 \u00c5 (rechte Bildh\u00e4lfte) | \u00a9 RCT: https:\/\/www.rct-online.de\/de\/filtration\/granulate-und-sorbentien\/molekularsieb-sorbentien-4-aa\r\nAbbildung 4: K\u00e4figverbindung Cucurbituril mit schaltbarer Adsorption und Desorption | \u00a9 M stone at the English-language Wikipedia, CC BY-SA 3.0 &lt;http:\/\/creativecommons.org\/licenses\/by-sa\/3.0\/&gt;, via Wikimedia Commons<\/pre>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die Nachhaltigkeit spielt eine zunehmend wichtige Rolle bei Adsorptions- und Desorptionsverfahren. 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