Akademisches Jahrbuch 2013 / 2014

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1 Akademisches Jahrbuch 2013 / April April 2014 Absolventen der Studiengänge Bachelor Chemieingenieurwesen (Bachelor of Science, BSc.) Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen - Chemietechnik (Bachelor of Science, BSc.) Master Chemical Engineering (Master of Science, MSc.)

2 Vorwort Sehr geehrte Absolventinnen und Absolventen des akademischen Jahres 2013/2014, indem Sie erfolgreich einen Abschluss in einem der Studiengänge des Fachbereiches Chemieingenieurwesen erreicht haben, können Sie nun mit Zuversicht und Optimismus auf Ihre weitere berufliche oder auch akademische Laufbahn blicken. Da sich das Studium an der Fachhochschule Münster durch eine besondere Praxisorientierung und Nähe zu Unternehmen sowie anderen Ausbildungs- und Forschungseinrichtungen auszeichnet, sind Sie durch den erreichten Abschluss gut gerüstet, dort eine anspruchsvolle Beschäftigung zu finden, wenn Sie es denn nicht erwägen, einen weiteren Studiengang bei uns aufzunehmen. Im soeben hinter uns liegenden akademischen Jahr haben insgesamt 98 Studierende ihr Studium in den verschiedenen Studiengängen des Fachbereiches Chemieingenieurwesen erfolgreich abgeschlossen: 46 Absolventen im Bachelor Chemieingenieurwesen 11 Absolventen im Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen Chemietechnik 36 Absolventen im Master Chemical Engineering 5 Absolventen im binationalen deutsch-polnischen Master-Studiengang Darüber hinaus beendeten 3 Promovenden Ihre Promotionszeit erfolgreich mit der Disputation an einer der Universitäten, mit denen wir nun schon seit vielen Jahren kooperative Promotionsvorhaben durchführen. Die in diesem akademischen Jahrbuch abgedruckten Kurzfassungen der Abschlussarbeiten belegen auf eindrucksvolle Weise, welch hohes Niveau Forschung und Lehre in den Studiengängen des Fachbereichs Chemieingenieurwesen der Fachhochschule Münster erreicht haben. In Ihren Abschlussarbeiten wurden vielfältige Themen aus Forschung, Entwicklung und Anwendungstechnologie bearbeitet. Die von Ihnen erzielten Ergebnisse sind in vielen Fällen in Patenten, Publikationen in Fachzeitschriften und Poster- oder Vortragsbeiträgen bei wissenschaftlichen Tagungen eingeflossen.

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4 Die thematische Diversität und Komplexität Ihrer Arbeiten unterstreicht dabei Ihre Einsatzbreite und Flexibilität und damit auch die vielfältigen Perspektiven für Ihre berufliche Laufbahn. Zudem haben Sie Ihren Abschluss in einem europäischen Land erzielt, das nicht nur über eine lange Tradition in der Chemie und Verfahrenstechnik verfügt, sondern auch mit etwa 1800 Unternehmen vielfältige Beschäftigungsmöglichkeiten für Ihre zukünftige Laufbahn bietet. Damit das so bleibt, benötigt unser Gemeinwesen Ingenieure mit hohem Engagement und Innovationskraft, d.h. mit Attributen, die Sie in Ihren Abschlussarbeiten unter Beweis gestellt haben. Sowohl ich als auch das gesamte Dekanat und Kollegium hoffen, dass Sie dieses Jahrbuch ab und an in die Hand nehmen und sich dabei an Ihre Studienzeit an der FH Münster erinnern werden. Vielleicht trägt es auch ein wenig dazu bei, dass Sie den Kontakt zu unserem Fachbereich aufrecht erhalten oder sogar erwägen, als zukünftiger Entwickler, Forscher oder Unternehmer mit uns eine Zusammenarbeit einzugehen. Allen anderen Lesern soll dieses Jahrbuch dazu dienen, einen Überblick über die Aktivitäten im Fachbereich Chemieingenieurwesen der Fachhochschule Münster zu bekommen und gegebenenfalls eine Anregung sein, die chemischtechnische Problemlösungskompetenz unseres Fachbereiches in Anspruch zu nehmen. Da wir uns als Dienstleister verstehen, würde uns das besonders freuen. Die Erfolgsbilanz des neuen akademischen Jahrgangs beschränkt sich nicht nur auf den Studienabschluss. Sie haben schon die nächsten Herausforderungen angenommen: Viele von Ihnen sind bereits sehr erfolgreich in eine berufliche Karriere gestartet, daneben hat sich eine erfreuliche Anzahl für die Fortsetzung des Studiums in unseren Masterprogrammen entschieden oder sogar ein Promotionsstudium aufgenommen. Mit meiner herzlichen Gratulation zu Ihren Leistungen möchte ich im Namen des gesamten Fachbereichs eine Bitte verbinden: Wirken Sie zukünftig als Botschafter der Fachhochschule Münster und des Fachbereichs Chemieingenieurwesen, indem Sie selbstbewusst und kompetent Ihre Stärken unter Beweis stellen. Sie tragen so dazu bei, den guten Ruf Ihrer Hochschule zu verbreiten und auch künftigen Absolventen den Weg ins Berufsleben zu ebnen. Kurzum bitte ich Sie, mit unserer Hochschule und unserem Fachbereich in Verbindung zu bleiben. Ich wünsche Ihnen im Namen des gesamten Fachbereiches alles Gute für Ihren weiteren Lebensweg! Prof. Dr. rer. nat. Thomas Jüstel Steinfurt im April 2014

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6 Fachhochschule Münster Fachbereich Chemieingenieurwesen Stegerwaldstraße Steinfurt Telefon: Fax: Ansprechpartner im Dekanat Prof. Dr. rer. nat. Thomas Jüstel Dekan Prof. Dr.-Ing. Martin Pott-Langemeyer Prodekan - Finanzen Prof. Dr. rer. nat. Klaus Schlitter Prodekan Studium und Lehre Ansprechpartner im Prüfungsausschuss Prof. Dr. rer. nat. Michael Bredol Prüfungsausschussvorsitzender

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8 Professoren im Fachbereich Chemieingenieurwesen Lehrende: Bredol, Michael, Prof. Dr. rer. nat. Büttner, Hermann, Prof. Dr. rer. nat. Dettmann, Peter, Prof. Dr.-Ing. Ebeling, Norbert, Prof. Dr.-Ing. Lehrgebiet: Physikalische Chemie und Materialwissenschaft Organische Chemie und Biochemie Technische Chemie und Chemische Verfahrens- und Umwelttechnik Chemische Verfahrenstechnik, Stoffliche und energetische Biomassenutzung, Apparate- und Werkstoffkunde, Chemische Umwelttechnik Guderian, Joachim, Prof. Dr.-Ing. Jordan, Volkmar, Prof. Dr.-Ing. Jüstel, Thomas, Prof. Dr. rer. nat. Verfahrenstechnik Technische Chemie und Chemische Verfahrenstechnik Anorganische Chemie und Angewandte Materialwissenschaften Korff, Richard, Prof. Dr.-Ing. Kreyenschmidt, Martin, Prof. Dr. rer. nat. Technische Chemie und Chemische Reaktionstechnik Instrumentelle Analytik, Kunststoffanalytik, Atom- und Molekülspektrometrie, Charakterisierung von Struktur- Wirkungsbeziehungen von Polymeren u. Kunststoffen Kynast, Ulrich, Prof. Dr. rer. nat. Lorenz, Reinhard, Prof. Dr. rer. nat. Pott-Langemeyer, Martin, Prof. Dr.-Ing. Schlitter, Klaus, Prof. Dr. rer. nat. Schupp, Thomas, Prof. Dr. Anorganische Chemie und Materialwissenschaften Kunststofftechnologie und Makromolekulare Chemie Mathematik und Physik Physikalische Chemie und Instrumentelle Analytik Nachhaltige Chemie - Lebenszyklusanalyse und Ökobilanzierung chem. Produkte Wäsche, Andreas, Prof. Dr.-Ing. Weiper-Idelmann, Andreas, Prof. Dr. rer. nat. Nachhaltige Prozessentwicklung Organische Chemie und Organische Elektrochemie

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10 Verzeichnis der Abschlussarbeiten Bachelor Chemieingenieurwesen Seite Thema der Abschlussarbeit Absolvent/in Betreuer 14 Fabrication of Oriented Nanowires of Zinc Oxide Ann-Christine Nemann Prof. Bredol Auswertung von GC-MS-Screeninganalysen aus der Indirekteinleiterüberwachung Farida Bagherzadegan Prof. Schlitter Die galvanische Erzeugung von Nickel-Kobalt- Beschichtungen mit optimierten mechanischtechnologischen Eigenschaften Entwicklung eines Elektrolyten auf Sulfamat-Basis unter Einsatz organischer Additive Christina Schichte Prof. Jordan 17 Grundoperationen der Verfahrenstechnik und des Apparatebaus Dieudonne W. Noupinbon Prof. Ebeling 18 Präzipitatherstellung von Calcit unter ökologischen Gesichtspunkten Martin Wimmer Prof. Dettmann 19 Untersuchung und Optimierung der Filtrierbarkeit eines Lackhärters mittels Downscaling einer Filtrationsanlage Linda Mensing Prof. Jordan 20 Schadstoffanalyse und Waschversuche an V 2 O 5 /TiO 2 - Katalysatormodulen Max Löns Prof. Büttner 21 Methodenentwicklung zur Charakterisierung ionenleitender Festkörperelektrolyte Daniel Bartscher Prof. Ebeling 22 Entwicklung eines hochdynamischen Latentwärmespeichers Hannes Deponte Prof. Schlitter 23 The Effect of the Host Lattice Composition on the Emission of (Gd x Y 1-x ) 2 O 2 S:Tb 3+ Nanometre Sized Phosphor Particles Robert Brüninghoff Prof. Jüstel 24 Vergleich von Korrelationen zu Interphasenkräften im Euler- Euler-Kontext von OpenFOAM anhand von Messdaten Michael Ehrentraut Prof. Jordan 25 Untersuchung des Einflusses verschiedener Additive auf die Zementzerkleinerung in der Vertikal-Wälzmühle Thomas Metker Prof. Jordan 26 Reproduzierbarkeit von Messergebnissen und deren Auswertung zur Qualitätssicherung bei der Folienherstellung Gerald Schlautmann Prof. Kreyenschmidt

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12 27 Thermische Behandlung zur Verringerung der Krätzebildung von organisch beschichteten Aluminiumschrotten Daniel Knaut Prof. Ebeling 28 Untersuchung zur Eignung eines Autoklaven zur Verschweißung von TPU-Schaumpartikeln Waldemar Eichwald Prof. Jordan 29 Methodenentwicklung zur Quantifizierung des Restmonomers in intrinsisch antimikrobiellen Polymeren Patrick Heindirk Prof. Kreyenschmidt 30 Distillation of azeotropic mixtures in a dividing-wall column Muhammad Idil Farhan bin Rosdi Prof. Jordan 31 Verfahrenstechnische Optimierung der Hydrodealkylierungsanlage der BP Lingen mithilfe einer HYSYS-Simulation Christopher Bahns Prof. Ebeling 32 Großtechnische Gärproduktaufbereitung mit optimierter Vorbehandlung zur Reduzierung von Emissionen Tobias Bröker Prof. Dettmann 33 Coating of membranes with antimicrobial polymers Thomas Rempe Prof. Lorenz 34 Prozessentwicklung und Optimierung zur Reduzierung der Verformung dünner, einseitig beschichteter Gläser beim chemischen Vorspannen Stephanie Dirksmeyer Prof. Bredol Optimierung und Beurteilung einer RFA-Messmethode zur Bestimmung von Abrieb- und Additivelementen in Motorenöl Felix Kockmann Synthesis of Azirines Prof. Schlitter β-heteroatom Stabilized Carbenes as Synthetic Building Blocks Sebastian Moß Prof. Büttner 37 Online-Analyse von teerartigen Stoffen an einer Biomasse Vergasungsanlage mittels UV/Vis-Spektroskopie Tobias Weide Prof. Jordan Optimierung der Polyesterproduktion im Hinblick auf die Katalysatorzugabe und den Verfahrensablauf Dennis Kölker Prof. Jordan Aufbau, Integration und Vergleich unterschiedlicher Mischapparaturen in bestehenden Anlagentypen am Beispiel der Gas-Flüssigreaktion zur Ammoniumsulfat- Synthese Wilhelm Alexander Hümbs Prof. Jordan 40 Rare Earth Carboxylates and Sulfonates as Green Corrosion Inhibitors Nele Schumacher Prof. Jüstel 41 Die Optimierung des Verfahrens zur Herstellung des Weichmachers Isononylbenzoat (INB) in einer Batchanlage Björn Gensicke Prof. Ebeling 42 Ermittlung von Einflussfaktoren auf die Rhodium-Analytik mittels ICP-OES Rathini Rajasingam Prof. Schlitter 43 Biochar impacts on carbon and nitrogen leaching in a sandy loam soil column experiment Sarah Abtmeyer Prof. Wetter

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14 44 Emulsionspolymerisation eines funktionalisierten Monomers zur Herstellung eines intrinsisch antimikrobiellen Polymers Daniel Telkemeyer Prof. Lorenz 45 Steigerung der Energieeffizienz von Extrusionslinien in der Kunststoffprofilfertigung Alexander Kuchta Prof. Jordan 46 Prozessanalyse für neue Katalysatoren in Wasserstoffanlagen Lukas Pundmann Prof. Dettmann 47 Reproduktionstests zur Beurteilung der ökotoxikologischen Effekte von Nanopartikeln in Suspension Christian Kampschulte Prof. Bredol 48 Einfluss der Natriumchlorid-Konzentration auf den Biogasund Methanertrag einer anaeroben Vergärung am Beispiel eines mesophilen Gärversuches mit Maissilage Timo Wilhelm Prof. Kreyenschmidt * Ermittlung optimaler Arbeitsbedingungen zur Inbetriebnahme von Flüssig-Flüssig-Zentrifugalextraktoren bei der Synthese organischer Peroxide Matthias Dekker Prof. Ebeling * * Optimierung eines Pelletier-Prozesses hinsichtlich des Wasseraufnahmevermögens der Pellets Eugen Enns Prof. Ebeling Analyse und funktionale Bewertung von raftstofffiltermedien für die Wasserabscheidung im Zuge eines Medienscreenings Özlem Firat Prof. Ebeling * Systematische Untersuchung zur PurMaleiks - Neue Rohstoffe, Syntheseverfahren und Polykondensationsprozesse Jan-David Goosen Prof. Lorenz * Quantitative Bestimmung von UV-Stabilisatoren und Antioxidantien in Acrylnitril-Butadien-Styrol Marco Grahneis Prof. Kreyenschmidt * Einfluss des Langenaufbaus und von Flammschutzmitteln auf das Abbrandverhalten von CFK Lars Gröger Prof. Schlitter * Fe3O4 Beschichtungen von SHG-fähigen Materialien Kira Heerdt Prof. Jüstel * Etablierung und Validierung einer Methode zur Bestimmung von Ergosterin in Lebensmitteln Karin Lütke Enking Prof. Schlitter * Syntheses an characterization of new catalyst and luminescent materials based on Ln (Cp Me)3 complexes Jens Rickmeier Prof. Kynast * Phosphorrecycling aus Gärproduktasche Kevin Tatzki Prof. Jordan * Evaluierung von Methoden zur Charakterisierung außenstromlos abgeschiedener Kupferschichten Marc Wilmer Prof. Bredol * keine Kurzfassung abgegeben

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16 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen Seite Thema der Abschlussarbeit Absolvent/in Betreuer 49 Verfahrenstechnische Simulation einer Ammoniumsulfatanlage Oliver Krätzig Prof. Dettmann 50 Innovative Abnehmer - Lieferanten - Beziehungen durch die Identifikation von Wunschlieferanten der Maschinenfabrik Bernard Krone mittels SCOPE Methode Stefan Holthausen Prof. Schwering 51 Analyse zur Optimierung der Vormaterialsituation dargestellt am Beispiel Bodenbelag im Volkswagen Konzern Gökhan Ayyildiz Prof. Schwering 52 Alterungsverhalten von Klebstoffgrenzschichten Jan-Hendrik Bruns Prof. Bredol 53 Umweltaspekte des Technologietransfers Cr(VI) zu Cr(III) bei dekorativen Ni-Cr-Schichten Christopher Hesse Prof. Bredol 54 Untersuchung der Einflussnahme auf das EM4-Raffinat durch die Stabilisierungskolonne Greta Greving Prof. Jordan 55 Neuausrichtung der BP Gelsenkirchen GmbH für die erfolgreiche Beschaffung von Druckgeräten in China und Berücksichtigung der Regelwerke Anja Miriam Kalweit Prof. Korff 56 Optimierung der Parametereinstellung zur Bestimmung der Gesamtbasenzahl in Motorenölen mittels thermometrischer Titration Martin Schwiertz Prof. Schlitter 57 Einsatz von polymeren Festphasensorbentien zur Isolierung von Epigallocatechin-3-gallat (EGCG) aus grünem Tee Hong Dao Tran Prof. Lorenz * Market Analysis of the Most Relevant Markets for the Solar- Thermal-Collector Driven Desalination Technologies Julio Jose Rodriguez Ulloa Prof. Striewe * Umrüstung von vorhandener Pumpe auf drehzahlvariable Antriebe in der Chemieanlage - Erarbeitung von Kriterien und Werkzeugen zur Beurteilung der Wirtschaftlichkeit Steffen Laubrock Prof. Jordan * keine Kurzfassung abgegeben

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18 Master Chemical Engineering Seite Thema der Abschlussarbeit Absolvent/in Betreuer 58 Set up and qualification of structural bonding process in pretreatment, bonding and mechanical testing to aerospace quality standards Björn Heidrich Prof. Ebeling 59 Mineral Based Membrane Development and Analysis for Alkaline Electrolysis Gina Kaup Prof. Kynast 60 Temperaturabhängige Reflexionsspektroskopie thermochromer Pigmente Thomas Jansen Prof. Jüstel 61 Reaction Kinetics of Sorption Catalysts Marcus Dominic Pohl Prof. Jüstel Planung einer AP-Erzeugungsanlage inklusive Lagerung und Verteilung zur Versorgung pharmazeutischer Betriebe Henrik Schörner Prof. Ebeling Kostenschätzung für modulare Kleinmengenanlagen in der chemischen Industrie Studie zur Ermittlung des Anlagenfaktors einer Produktionsanlage im Technikumsmaßstab Tobias Holtkamp Prof. Jordan Optimierung der physikalisch - mechanischen Brennstoffeigenschaften für eine Kleinverbrennungsanlage unter Berücksichtigung der Biomassenmitverbrennung Simone Jaworski Prof. Ebeling 65 Water Soluble Phthalocyanine-Laponite-Hybrids for Singlet Oxygen Generation Mark Staniford Prof. Kynast 66 Vorhersage des Deflagrationsverhaltens basierend auf thermoanalytischen Kenndaten Ann-Kristin Hanzen Prof. Jordan 67 Continuous synthesis of core-shell mesoporous silica spheres in a gas-liquid segmented flow tubular reactor Johannes Knossalla Prof. Jüstel 68 Investigation of the influence of procedural parameters on the production and properties of metal soaps Olga Olfert Prof. Jordan 69 Optimierung der Prozessauslegung einer CO 2 -Wäsche auf Basis von Polyethylenglykol-Dimethylethern Peter Sali Prof. Jordan 70 Enzymatische Synthese von Polyphenolen mittels Laccase Janina Mamok Prof. Jordan Systematische Optimierung der Struktur der Kathoden-Katalysatorschicht einer PEM-Brennstoffzelle Thomas Splietker Prof. Bredol Synthese und Applikation von organisch-anorganischen Hybridpolymeren zur Passivierung von Metalloxid Dünnschichttransistoren Christian Wenning Prof. Bredol

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20 73 Mechanisch stabile hydrophob funktionalisierte Oberflächen Johann Steinwand Prof. Lorenz 74 Titel der Abschlussarbeit: Erarbeitung eines Kriteriums für eine verbesserte Herstellung von Spachtel Alexander Schiller Prof. Jordan 75 The influence of manufacturing parameters on the properties of composite membranes for alkaline electrolysis Dinesh Palatty Koonathan Augustine Prof. Kynast 76 Sekundärbrennstoffanalytik mittels Röntgenfluoreszenzanalyse Probenaufbereitung und Entwicklung von Methoden zur Matrixkorrektur Saskia Mann Prof. Kreyenschmidt 77 Neue intrinsisch antimikrobielle Duromerwerkstoffe Bettina Farwick Prof. Lorenz 78 Entwicklung eines Verfahrens zur Vorbehandlung von Weizenstroh zur Steigerung des Biogasertrages Matthias Gruttmann Prof. Jordan 79 Optimierung des Infusionsbereiches der ESL-Direkterhitzungsanlage Martin Lüders Prof. Jordan 80 Microwave-assisted hydrolysis of carbohydrates Michael Dierks Prof. Jüstel Optimierung eines zentrifugalen Verfahrens zur Raffination von Speiseölen Katja Utikal Prof. Jordan Implementierung und Etablierung der USP-Methode <467> für die Bestimmung von Lösemittelrückständen in Rohstoffen mittels statischer Headspace- Gaschromatographie Heike Koers Prof. Schlitter Kupferentfernung aus der Beizsäure der Kontibeize 2 der Salzgitter AG mittels Zementation Niklas Zschunke Prof. Ebeling Nachhaltige Erweiterung des LP-Modells der Erdölraffinerie BP Lingen durch regelmäßige Testläufe am Beispiel der Cutpointflexibilität zwischen Schwerbenzin und Kerosin Natali Lüch Prof. Korff 85 Entwicklung einer HPLC-Methode zur qualitativen und quantitativen Bestimmung von ausgewählten Kunststoffadditiven in Tunneldichtungsbahnen Patrick Urban Prof. Kreyenschmidt 86 Lyotrope wässrige Mesophasen amphiphiler Polymere Thomas Lohmeier Prof. Schlitter * * Optimization of Air/Water Cleaning to Control Fouling in Spiral-wound Membrane Element using Taguchi Method Faheem Ahmad Prof. Jordan Methodenentwicklung zur Qualifizierung und Quantifizierung einer Mikroemulsion mittels chromatographischer Analysenverfahren Tim Averbeck Prof. Schlitter * Entwickeln eines standardisierten Ablaufs zur analytischen Bewertung von Produkten aus der Carbonisierung Ramzi Hamdi Prof. Ebeling

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22 * Untersuchungen zur Gasphasenaktivität von verschiedenen phosphorhaltigen Flammschutzmitteln in thermoplastischem Polyurethan Nina Hanssen Prof. Lorenz * Neue intrinsisch antimikrobielle Vinylesterurethane uns ungesättigte Polyester Marvin Henglmüller Prof. Lorenz * Abwasserreinigung mit Pflanzen und Einsatzmöglichkeiten bei der Regenwasserbewirtschaftung Estelle Mouafo Gagoum Prof. Ebeling * Preparation and characterization of new highly cross-linkes unsaturated polyester resins for high temperature and other applications Muhammad Shafique Prof. Lorenz * keine Kurzfassung abgegeben Deutsch-polnischen Master Chemical Engineering Seite Thema der Abschlussarbeit Absolvent/in Betreuer * CR(III)-Phosphors and Their Optical Properties Beata Malysa Prof. Jüstel * Chromium (III) Complexes and Their Optical Properties Monika Malek Prof. Jüstel * Zirconia Dispersion: Mechanism of Stabilization and role of Chemical Environment Bartosz Lalik Prof. Bredol * Development of polymer coatings for PZT monofilament 1-3 polymer composites Przemyslaw Polechonski Prof. Jüstel * KNN powder synthesis and fabrication of grain oriented fibers Jakub Ziemski Prof. Jüstel * keine Kurzfassung abgegeben

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24 Namensverzeichnis 2014 A Abtmeyer, Sarah 43 Ahmad, Faheem * Averbeck, Tim * Ayyildiz, Gökhan 51 B Bagherzadegan, Farida 15 Bahns, Christopher 31 Bartscher, Daniel 21 Bin Rosdi, Muhammad Idil Farhan 30 Bröker, Tobias 32 Brüninghoff, Robert 23 Bruns, Jan-Hendrik 52 D Dekker, Matthias * Deponte, Hannes 22 Dirks, Michael 80 Dirksmeyer, Stephanie 34 E Ehrentraut, Michael 24 Eichwald, Waldemar 28 Enns, Eugen * F Farwick, Bettina 77 Firat, Özlem * G Gensicke, Björn 41 Goosen, Jan-David * Grahneis, Marco * Greving, Greta 54 Gröger, Lars * Gruttmann, Matthias 78 H Hamdi, Ramzi * Hanssen, Nina * Hanzen, Ann-Kristin 66 Heerdt, Kira * Heidrich, Björn 58 Henglmüller, Marvin * Hesse, Christopher 53 Heindirk, Patrick 29 Holthausen, Stefan 50 Holtkamp, Tobias 63 Hümbs, Wilhelm Alexander 39 J Jansen, Thomas 60 Jaworski, Simone 64 K Kalweit, Anja Miriam 55 Kampschulte, Christian 47 Kaup, Gina 59 Knaut, Daniel 27 Knossalla, Johannes 67 Kockmann, Felix 35 Koers, Heike 82 Kölker, Dennis 38 Krätzig, Oliver 49 Kuchta, Alexander 45 L Lalik, Bartosz * Laubrock, Steffen * Lohmeier, Thomas 86 Löns, Max 20 Lüch, Natali 84 Lüders, Martin 79 Lütke Enking, Karin * Seite 12

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26 Namensverzeichnis 2014 M Malek, Monika * Malysa, Beata * Mamok, Janina 70 Mann, Saskia 76 Mensing, Linda 19 Metker, Thomas 25 Mouafo Gagoum, Estelle * Moß, Sebastian 36 N Nemann, Ann-Christine 14 O Olfert, Olga 68 P Palatty Koonathan Augustine, Dinesh 75 Pohl, Marcus Dominic 61 Polechonski, Przemyslaw * Pundmann, Lukas 46 R Rajasingam, Rathini 42 Rempe, Thomas 33 Rickmeier, Jens * Rodriguez Ulloa, Julio Jose * Splietker, Thomas 71 Staniford, Mark 65 Steinwand, Johann 73 T Tatzki, Kevin * Telkemeyer, Daniel 44 Tran, Hong Dao 57 U Urban, Patrick 85 Utikal, Katja 81 W Wembe Noupinbon, Dieudonne 17 Weide, Tobias 37 Wenning, Christian 72 Wilhelm, Timo 48 Wilmer, Marc * Wimmer, Martin 18 Z Ziemski, Jakub Zschunke, Niklas 83 * keine Kurzfassung abgegeben S Sali, Peter 69 Schichte, Christina 16 Schiller, Alexander 74 Schlautmann, Gerald 26 Schörner, Henrik 62 Schumacher, Nele 40 Schwiertz, Martin 56 Shafique, Muhammad * Seite 13

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29 Fabrication of Oriented Nanowires of Zinc Oxide Nemann, Ann- Christine Ort der Abschlussarbeit: Materials and Surface Science Institute University of LImerick Ireland Prof. Dr. M. Bredol Betreuer der Abschlussarbeit: Dr. Tofail Syed Datum des Kolloquiums: The aim of this study was to fabricate highly oriented and well-separated zinc oxide nanowires on indium tin oxide (ITO)-coated glass substrates and to etch these nanowires to nanotubes afterwards. In recent years, it has been shown that one dimensional zinc oxide (ZnO) nanowires in highly oriented and ordered arrays are important for fundamental research as well as for novel technical applications. For instance, they are used for UV-lasers, as light-emitting diodes, in solar cells, as gas sensors and also for energy harvesting. Piezoelectric ZnO nanowires can generate an electric current when stress is applied or when they are flexed. This stress can be virtually any type of body movement or movement inside the living organism, such as walking, a heartbeat or blood flowing through the body. In a result, electric current can be used to power e.g. bioimplantable devices. ZnO nanowires can be used in nanogenerators because they are very sensitive to small mechanical disturbances due to their small size and their flexibility. Also, ZnO is biosafe and biodegradable which makes it suitable to power implantable devices. Mostly, ZnO nanowires are fabricated by vapour phase transport, pulsed laser deposition, chemical vapour deposition and electrochemical deposition. All these processes are expensive and energy consuming, so that solution-growth has been recently found attractive for growing ZnO nanowires because of the moderate temperature. This process is easier to operate and also more economic. The ZnO nanowires in this study were therefore fabricated from aqueous solution by a hydrothermal approach. Aqueous solutions of zinc nitrate hexahydrate (Zn(NO 3) 2*6H 2O) and hexamethylenetetramine (HMT) were used as precursors. The received nanowires were etched either by alkaline or by acidic solution to form ZnO nanotubes. Seite 14

30 Auswertung von GC-MS-Screeninganalysen aus der Indirekteinleiterüberwachung Bagherzadegan, Farida Ort der Abschlussarbeit: Landesamt für Natur, Umwelt Verbraucherschutz NRW Leibniz Straße Recklinghausen Prof. Dr. rer. nat. Klaus Schlitter Betreuer der Abschlussarbeit: Dr. Klaus Sielex Datum des Kolloquiums: Das Ziel der Arbeit war die Bewertung der vorliegenden GC-MS-Screening-Untersuchungen. Dazu wurden einerseits die Rohdaten erneut einer Prüfung unterzogen (Plausibilisierung der Daten mit Hilfe von Spektrenbibliotheken) und andererseits für ausgewählte Einleiter das typische Stoffspektren sofern vorhanden ermittelt. Die Arbeitsweise des mit den Analysen beauftragten externen Labors wurde mit Qualitätssicherungsproben überprüft. Auch sollte versucht werden zwischen Betrieb Abwasserherkunftsbereich identifizierter Stoff einen Zusammenhang herzustellen. Im Rahmen der Indirekteinleiterüberwachung sollten flächendeckend Untersuchungen durchgeführt werden, um festzustellen, ob und welche organischen Stoffe in die angeschlossenen Kanalsysteme eingeleitet werden. Diese könnten je nach Stoff über die Kläranlagen in die Gewässer gelangen. Um diesen Überblick zu gewinnen, wurden zahlreiche Abwasserproben mittels der Gaschromatographie gekoppelt mit einem massenselektiven Detektor (GC-MS) untersucht. Da es sich nicht um eine gezielte Analyse von festgelegten Einzelstoffen handelt, spricht man vom sog. Screening (engl. u.a. Sichten, Durchleuchten). Im Rahmen dieser Untersuchungen konnten ca Peaks mit einer Wahrscheinlichkeit von über 80 % einer Substanz zugeordnet werden. Ergebnisse: Bei der Bewertung der GC-MS-Screeningergebnisse für einen Indirekteinleiter konnte für keinen der drei speziellen Einleitern ein typisches Stoffspektrum gefunden werden. Der Grund dafür liegt in der inhomogenen Zusammensetzung des als Probe genommenen Abwassers hervorgerufen durch diskontinuierlichen Eintrag der jeweils gefundenen Substanzen. Bei den Qualitätssicherungsproben für einen ausgewählten Einleiter mit einem nahezu identischen Stoffspektrum stimmen - mit einer Ausnahme - die Chromatogramme sehr gut überein Bei den ausgewerteten Abwasserherkunftsbereichen konnten keine typischen Stoffe gefunden werden. Der Grund hierfür könnte daran liegen, dass die den Betrieben zugeordneten Abwasserherkunftsbereiche zu unspezifisch sind hinsichtlich der Produktionsart. In einem einzigen Fall konnte ein gefundener Stoff eindeutig einer Produktionsbranche zugeordnet werden. Seite 15

31 Die galvanische Erzeugung von Nickel-Kobalt-Beschichtungen mit optimierten mechanisch-technologischen Eigenschaften Entwicklung eines Elektrolyten auf Sulfamat-Basis unter Einsatz organischer Additive Schichte, Christina Ort der Abschlussarbeit: KME Germany GmbH & Co. KG Klosterstraße Osnabrück Prof. Dr.-Ing. Volkmar Jordan Betreuer der Abschlussarbeit: Dr. Sonja Priggemeyer Datum des Kolloquiums: Ziel der Arbeit war es, Elektrolyte zur galvanischen Abscheidung zweier unterschiedlich zusammengesetzter Nickel-Kobalt-Beschichtungen zu entwickeln. Die aus diesen Elektrolyten niedergeschlagenen Schichten sollten bezüglich ihrer grundlegenden mechanisch-technologischen Eigenschaften charakterisiert werden. Zudem sollte bewertet werden, inwiefern sich die Schichteigenschaften durch den Einsatz ausgewählter, organischer Elektrolytzusätze optimierend beeinflussen lassen. Die KME Germany GmbH & Co. KG fertigt Kokillenplatten, die in der Stahlindustrie für das Gießen von Brammen und Vorblöcken eingesetzt werden. Das Grundmaterial dieser Platten ist Kupfer. Dieses ist aufgrund seiner hervorragenden Wärmeleitfähigkeit in der Lage, die Wärme des flüssigen Stahls zügig abzuführen, so dass es zu einer Erstarrung kommt. Da Kupfer ein relativ weiches Material ist, vermag es den hohen mechanischen Belastungen, die während des Gießvorganges auf die Oberflächen der Kokillenplatten wirken, keinen ausreichenden Widerstand entgegenzusetzen und verschleißt schnell. Daher werden spezielle Beschichtungen eingesetzt, um die Oberflächen widerstandsfähiger zu machen und die Standzeiten der Kokillenplatten zu erhöhen. Die KME Germany GmbH & Co. KG erzeugt in diesem Zusammenhang derzeit reine Nickelbeschichtungen sowie eine Nickel-Kobalt-Beschichtung. Dieses Angebot soll erweitert werden. Dazu wurden im Rahmen dieser Arbeit diverse zusatzfreie und zusatzhaltige, sulfamat-basierte Elektrolyte entwickelt, die die Abscheidung zweier weiterer Legierungsbeschichtungen erlauben. Die Elektrolyte wurden eingesetzt, um in verschiedenen Versuchsmaßstäben Beschichtungsmuster zur Untersuchung grundlegender mechanisch-technologischer Eigenschaften zu erzeugen. Insbesondere wurden die Härte, die Duktilität, die inneren Spannungen sowie das Verschleißverhalten der Schichten betrachtet. Dadurch war es möglich, eine Charakterisierung der Schichteigenschaften allgemein sowie eine Bewertung des Einflusses der eingesetzten Additive auf das Beschichtungsergebnis vorzunehmen. Es stellte sich heraus, dass beide untersuchten Beschichtungen potentiell für einen Einsatz als Kokillenplatten- Beschichtung geeignet sind. Des Weiteren erwies sich die Verwendung eines der eingesetzten Additive als uneingeschränkt geeignet, um die betrachteten mechanisch-technologischen Eigenschaften gegenüber zusatzfrei erzeugten Beschichtungen zu verbessern. Seite 16

32 Grundoperationen der Verfahrenstechnik und des Apparatebaus Ort der Abschlussarbeit: Datum des Kolloquiums: Dieudonne W. Noupinbon Fachhochschule Steinfurt Stegerwaldstrasse Steinfurt Prof. Dr.-Ing. Norbert Ebeling Ziel der Arbeit war es, sich mit einigen Beispielen der verfahrenstechnischen Grundoperationen und dem Apparatebau, zu beschäftigen. Wie die allgemeinen und speziellen Betrachtungen gezeigt haben, sind die Aufgaben und Arbeitsweisen der Verfahrenstechnik sehr umfangreich und vielgestaltig. Verfahrenstechnik gliedert sich entlang der physikalischen Vorgänge der Grundoperationen z.b. mechanische Verfahrenstechnik, chemische Verfahrenstechnik, thermische Verfahrenstechnik, biologische Verfahrenstechnik. In dieser Arbeit wurden beispielhaft einige typische Klassen von Grundoperationen beschrieben, nämlich für die Änderung der Stoffeigenschaften das Zerkleinern, Kühlen und Trocknen. Für die Änderung der Stoffzusammensetzung die Filtration und Destillation und für die Änderung der Stoffart die Gärung, Hydrierung und Oxidation. Ich hoffe, dass damit typische Merkmale der Grundoperationen der Verfahrenstechnik klar geworden sind. Seite 17

33 Präzipitatherstellung von Calcit unter ökologischen Gesichtspunkten Ort der Abschlussarbeit: Betreuer der Abschlussarbeit: Martin Wimmer Kalkwerke Otto Breckweg GmbH & Co.KG Neuenkirchenerstraße Rheine Prof. Dr. Ing. Peter Dettmann Hermann Ehling Datum des Kolloquiums: Ziel der Abschlussarbeit war es eine Anlage zur Präzipitatherstellung von Calcit so zu optimieren, dass dabei auch die ökologischen Gesichtspunkte nicht außer Acht gelassen werden. PCC, precipitated calcium carbonate, ist ein künstlich hergestelltes Calciumcarbonat. Das Calciumcarbonat-Präzipitat wird durch eine Fällungsreaktion mit CO 2 gewonnen. Dazu wird gebrannter Kalk mit Wasser vermischt und es bildet sich Calciumhydroxid, das zum Teil in Lösung geht. Da für die Fällung mit CO 2 eine klare, gesättigte Reaktionslösung benötigt wird, müssen die nicht gelösten Bestandteile aus der Suspension abgetrennt werden. In die geklärte Reaktionslösung wird nun eine definierte Menge CO 2 eingeleitet. Dabei fällt aus der Lösung das unlösliche Calciumcarbonat als weißes Präzipitat aus. Aufgabe war es nun einen Weg zu finden, wie die hydroxidhaltigen Partikel -aber auch das hergestellte PCC- aus dem Prozess entfernt werden können. Dazu habe ich mich mit der Sedimentation, der Filtration und der Abtrennung mittels Hydrozyklonen beschäftigt. Die Sedimentationsversuche zeigten, dass eine vollständige Sedimentation aus dem Prozess heraus in beiden Fällen unwirtschaftlich ist. Eine Filtration ist nur dann möglich, wenn die Suspension mit Feststoff angereichert wird. Daher ist eine Filtration aus dem laufenden Prozess heraus ebenfalls unwirtschaftlich. Die Versuche mit Hydrozyklonen ergaben, dass eine Abtrennung der Partikel aus den verdünnten Suspensionen umsetzbar ist. Die Hydrozyklone trennen die Suspension in einen geklärten Oberlauf, der im Prozess verbleibt und in einen mit Feststoff angereicherten Unterlauf, der mittels Sedimentation und Filtration aufbereitet wird. Auf diese Weise wird das Ziel einer vollständigen Feststoffabtrennung bei minimalem Wasserverlust erreicht. Seite 18

34 Untersuchung und Optimierung der Filtrierbarkeit eines Lackhärters mittels Downscaling einer Filtrationsanlage Absolventin: Mensing, Linda Ort der Abschlussarbeit: Evonik Industries AG Paul-Baumann-Straße Marl Prof. Dr.-Ing. V. Jordan Betreuer der Abschlussarbeit: Dr. Christian Lettmann Datum des Kolloquiums: Ziel der Arbeit war es, zu prüfen, wie die Filtrierbarkeit eines Lackhärters verbessert werden kann. Der Prozess der Filtration ist Bestandteil vieler Verfahren und zählt zu den bekanntesten der Fest-Flüssig- Trennung. Sowohl in der Technik, im Labor als auch im Alltag spielt die Filtration eine große Rolle. Auf den Vorgang der Filtration nehmen viele Faktoren Einfluss, sodass es keine allgemeingültigen Gesetze oder Regeln gibt und meistens praxisbezogene Filtrationsversuche wie sie auch in dieser Arbeit durchgeführt wurden notwendig sind. Die Zielsetzung resultierte aus dem Problem, dass die bei der Filtration im Betrieb verwendeten Beutelfilter bereits nach 150kg bis 200kg Filtrat verstopfen und sich daraus bei Chargen von sechs Tonnen ein hoher Zeit- und Arbeitsaufwand ergibt. Als Maß für die Filtrierbarkeit wurde dafür die Masse des Filtrates bei der Verstopfung des Filters definiert. Für die Untersuchung wurde eine Versuchsanlage im Labormaßstab entwickelt. Das wurde mit Hilfe des Downscalings von der Filtrationsanlage im Betrieb erreicht. Anhand dieser Versuchsanlage wurde der Einfluss des Druckes, von verschiedenen Filtermaterialien, von Schaum in dem Produkt und von Ultraschall auf die Filtrierbarkeit untersucht. Seite 19

35 Schadstoffanalyse und Waschversuche an V 2 O 5 /TiO 2 - Katalysatormodulen Ort der Abschlussarbeit: Betreuer der Abschlussarbeit: Max Löns MaxLoens@fh-muenster.de ThyssenKrupp Resource Technologies GmbH Neubeckumer Straße Ennigerloh Datum des Kolloquiums: Prof. Dr. rer. nat. Hermann Büttner Dipl.-Ing. (FH) Timo Stender Ziel der Arbeit war es zunächst die Schadstoffverteilung von vergifteten Katalysatormodulen zu untersuchen. Im Anschluss wurden verschiedene Waschlösungen an Proben der Module getestet und die Waschwirkung bewertet. Die erarbeiteten Inhalte der Abschlussarbeit unterliegen der Geheimhaltung und werden nur kurz skizziert. Belastete Katalysatormodule aus der Zementindustrie wurden beprobt und die elementare Zusammensetzung mit der Röntgen-Fluoreszenz-Analyse (RFA) bestimmt. Durch die Analysen konnte die Verteilung und Konzentration der Schadstoffe auf den Oberflächen und in den Poren des Materials dargestellt werden. Die Einflüsse von ausgewählten Lösungen zum Waschen der Proben wurden in Laborversuchen untersucht und verschiedene Parameter variiert. Die Ergebnisse zeigen klare Vor- und Nachteile der verwendeten Waschlösungen. Seite 20

36 Methodenentwicklung zur Charakterisierung ionenleitender Festkörperelektrolyte Daniel Bartscher Ort der Abschlussarbeit: Rockwood Lithium GmbH Trakehner Str Frankfurt am Main Prof. Dr.-Ing. Norbert Ebeling Betreuer der Abschlussarbeit: Dr. Carola Rößer Datum des Kolloquiums: Ziel der Arbeit war es neue ionenleitende Festkörperelektrolyte für die Anwendung in All-Solid-State- Batterien zu entwickeln und zu charakterisieren. In dieser Arbeit wurden literaturbekannte Festelektrolyte basierend auf dem System Li 2S-P 2S 5 präpariert, deren Synthesen optimiert und neue Zusammensetzungen hergestellt. Durch das Verfahren der Impedanzspektroskopie wurden die elektrochemischen Eigenschaften der Proben bestimmt, die ausschlaggebend für deren Anwendung in einer Batterie sind und daher als Vergleichskriterium herangezogen wurden. Zusätzlich wurde die Kristallinität der Materialien und deren Auswirkung auf die Leitfähigkeit untersucht. Hierzu wurden die Proben röntgenographisch charakterisiert und miteinander verglichen. Durch das Einbringen verschiedener Additive sollte untersucht werden, ob eine Steigerung der Leitfähigkeit zu erreichen ist und ob sich dieses Konzept auf andere, bereits bestehende Materialklassen übertragen lässt. Ferner wurden Versuche zur Reproduktion und Optimierung der Synthesen durchgeführt. In der Arbeit konnte gezeigt werden, dass sich durch das Einbringen verschiedener Additive neuartige Materialien mit guter Leitfähigkeit darstellen ließen. Darüber hinaus wurde ermittelt, dass der Kristallinitätsgrad Einfluss auf die Leitfähigkeit hat. Seite 21

37 Entwicklung eines hochdynamischen Latentwärmespeichers Absolvent: Ort der Abschlussarbeit: Deponte, Hannes SGL Carbon GmbH Werk Ringsdorff Drachenburgstraße Bonn Prof. Dr. K. Schlitter Betreuer der Abschlussarbeit: Dipl. Wirtsch.-Ing. & Dipl. Betriebswirt S. Göpfert Datum des Kolloquiums: Ziel der Arbeit war die Entwicklung eines hochdynamischen Latentwärmespeichers auf Basis von Phasenwechselmaterial und Graphit zur Herstellung von automotiven Bauteilen in den Sektoren E-Mobilität und passive Batteriekühlung. Das Bauteil soll eine Platte sein, die aus einem von mir entwickelten Material besteht und zur Kühlung der Lithium-Ionen-Akkumulatoren in Elektroautos verbaut wird. Dies ist notwendig, um die Zelle vor Überhitzung beim Beladevorgang und durch Umwelteinflüsse zu schützen. Durch die passive Kühlung mittels Phasenwechselmaterial wird kein zusätzlicher Strom genutzt, da ein zusätzlicher Verbrauch von elektrischen Energien die Reichweite des Elektroautos verringern würde. Aus Gesprächen mit möglichen Anwendern wurden Anforderungen an das Bauteil gestellt, aus denen zahlreiche Kausalfaktoren zum Erreichen des Zieles definiert wurden. Die Faktoren wurden auf einige wichtige Einflussgrößen reduziert, um mittels eines DoEs (Design of Experiments) im Sinn der Six Sigma Unternehmensphilosophie das Thema statistisch zu bearbeiten. Die Auswertung erfolgte mit Hilfe einer Software zur statistischen Versuchsplanung. Im Labor wurden die Zusammensetzung, mögliche Additive und verschiedene Verfahren der Teilprozesse untersucht, aus denen die nötigen Daten zur statistischen Auswertung mit verschiedenen repräsentativen Messungen gesammelt wurden. Neben den Werte liefernden Messungen, wie der Wärmeleitfähigkeitsmessung oder der Messung der Dichte, wurden auch Messungen wie z.b. die mikroskopische Untersuchung des Materials durchgeführt, mit deren Hilfe das Gefüge untersucht wurde. In der statistischen Auswertung wurden die Beziehungen der Einflussgrößen untereinander und mit den Zielgrößen verglichen, um so im Rahmen der statistischen Grenzen das Material zu verstehen und das Ergebnis zu beeinflussen. Mit diesem Wissen konnte das Material mit Blick auf die Anforderungen optimiert werden und es konnte ein Prototyp entwickelt werden, der die Machbarkeit veranschaulicht. Seite 22

38 The Effect of the Host Lattice Composition on the Emission of (Gd x Y 1-x ) 2 O 2 S:Tb 3+ Nanometre Sized Phosphor Particles Brüninghoff, Robert r.brueninghoff@gmail.com Ort der Abschlussarbeit: Wolfson Centre for Materials Processing Brunel University London Uxbridge, UB8 3PH, United Kingdom Prof. Dr. T. Jüstel Betreuer der Abschlussarbeit: Prof. Dr. J. Silver Datum des Kolloquiums: Das Ziel meiner Arbeit war es den Einfluss des Verhältnisses der Wirtsgitterkationen Gd 3+ /Y 3+ auf die Lichtemission von Tb 3+ aktivierten Gadolinium-Yttrium-Oxysulfid-Leuchtstoffen zu untersuchen. Von besonderem Interesse war hierbei die Auswirkung auf die Farbzusammensetzung des emittierten Lichts Terbium (Tb 3+ ) aktivierter Gadoliniumoxysulfid-Leuchtstoff (Gd 2O 2S:Tb 3+ ) sowie auch Tb 3+ aktivierter Yttriumoxysulfid-Leuchtstoff (Y 2O 2S:Tb 3+ ) sind seit gut einem halben Jahrhundert bekannt und zeigen eine hohe Röntgen- und Kathodolumineszenz. Dies führte dazu, dass beide Leuchtstoffe intensiv für die Detektion von Röntgenstrahlen sowie auch für die Anwendung in Kathodenstrahlröhren untersucht wurden. Dabei hat sich Gd 2O 2S:Tb 3+, welches im grünen Lichtspektrum emittiert, als dominierender Leuchtstoff für die Röntgenstrahlendetektion (für medizinische und industrielle Zwecke) erwiesen und ist heute weltweit das Arbeitspferd in diesem Gebiet. Im Gegensatz zu Gd 2O 2S:Tb 3+ emittiert Y 2O 2S:Tb 3+ im blau-weißen oder im grünen Wellenlängenbereich, weswegen der Leuchtstoff auch von Interesse für die Entwicklung von Field Emission Displays (FED) war. Eine weitere Anforderung des Projekts war es, dass die Leuchtstoffpartikel im nanoskaligen Bereich hergestellt werden und eine möglichst sphärische Morphologie aufweisen sollten. Dies führt zu verschiedenen Vorteilen wie erhöhte Auflösung in Displays oder auch vermindertes Strukturrauschen in Detektionsapplikationen. Die Farbe der Lichtemission von Y 2O 2S:Tb 3+ hängt von der Konzentration der Tb 3+ Ionen ab. Die blaue Lichtemission stammt von dem angeregten 5 D 3 Level wohingegen die grüne Emission von dem angeregten 5 D 4 Level stammt. Bei hoher Tb 3+ Konzentration sind die Abstände der Tb 3+ Ionen ausreichend klein um einen Energietransfer zwischen angeregten Tb 3+ Ionen ( 5 D 3) und Tb 3+ Ionen im Grundzustand zu ermöglichen. Durch diesen Prozess (Cross-Relaxation) wird die blaue Emission gemindert, sodass mit zunehmender Tb 3+ Konzentration die Emission von blau-weiß nach grün verschoben wird. Dieses Phänomen ist auch bei Gd 2O 2S:Tb 3+ beobachtet worden, jedoch ist die grüne Emission auch bei kleinen Tb 3+ Konzentrationen dominierend. Der Grund dafür liegt in den unterschiedlichen Wirtsgittern bzw. den Energieniveaus der Charge Transfer States (CTS). In Gd 2O 2S:Tb 3+ sind die CTS ausreichend niedrig, sodass bereits bei Raumtemperatur angeregte Elektronen aus dem 5 D 3 Level in die CTS aktiviert werden können. Hierdurch wird bei Gd 2O 2S:Tb 3+ die blaue Emission thermisch gelöscht, weshalb auch bei kleinen Tb 3+ Konzentrationen die grüne Emission dominiert. Um die beiden Effekte, die Cross-Relaxation und das thermische Löschen, in Verbindung mit der Wirtsgitterzusammensetzung zu untersuchen, wurden 2 Probenserien, einmal mit kleiner und einmal mit größerer Tb 3+ Konzentration hergestellt. Die Probenserien deckten das Gd 3+ /Y 3+ Verhältnis von 0-1 ab, wobei jeweils eine 10 % Abstufung gewählt wurde. Die Leuchtstoffe wurden über eine zweistufige Methode synthetisiert. Im ersten Schritt erfolgte die Fällung von Hydroxycarbonat-Precursor. Die Precursor wurden dann in einem weiteren Schritt durch Kalzinieren in die gewünschten Leuchtstoffe umgewandelt. Die Charakterisierung der Leuchtstoffe erfolgte mittels Röntgenpulverdiffraktometrie um Phasenreinheit und Zusammensetzung des Wirtsgitters zu bestimmen. Die Morphologie der Leuchtstoffpartikel wurde anschließend mit einem Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop untersucht. Die optischen Eigenschaften wurden mittels Photolumineszenz- und Kathodolumineszenzexperimenten untersucht und die erhaltenen Spektren wurden ausgewertet. Es wurde ein deutlicher Emissions-Farbshift von blau zu grün mit zunehmender Gd 3+ Konzentration beobachtet, der vor allem bei geringer Tb 3+ Konzentration stark ausgeprägt war. Die erhaltenen Daten wurden weiterhin analysiert um Informationen über das thermische Löschen zu gewinnen. Durch die Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Emissionsfarbe über das Verhältnis der Wirtsgitterkationen gesteuert werden kann. Dies ist eine Basis für zukünftige Forschungsarbeit, welche zu Optimierungen in der Anwendung von Gd 2O 2S:Tb 3+ - und Y 2O 2S:Tb 3+ -Leuchtstoffen führen kann. Seite 23

39 Vergleich von Korrelationen zu Interphasenkräften im Euler-Euler-Kontext von OpenFOAM anhand von Messdaten Michael Ehrentraut Ort der Abschlussarbeit: Evonik Industries AG Rodenbacher Chaussee Hanau-Wolfgang Prof. Dr.-Ing. Volkmar Jordan Betreuer der Abschlussarbeit: Dr. Georg Skillas Datum des Kolloquiums: Ziel der Arbeit war die Simulation einer dispersen zweiphasigen Strömung innerhalb eines Blasensäulenreaktors. Die erhaltenen Resultate wurden mit experimentellen Messdaten einer DN160 Glasblasensäule für die Stoffsysteme Wasser/Stickstoff und Aceton/Stickstoff verglichen. Um das Verhalten vieler disperser Elemente in einer CFD Simulation abbilden zu können, wird die kontinuierliche sowie die disperse Phase gemittelt betrachtet. Hieraus entsteht das Euler-Euler-Modell, in dem beide Phasen als einander durchdringende Kontinua abgebildet werden. Die wirkenden Interphasenkräfte müssen bei dieser Betrachtung wieder in das Modell implementiert werden. Ein Vergleich wurde für unterschiedliche Korrelationen zu den verschiedenen Interphasenkräften durchgeführt. Eine Validierung erfolgte auf Grundlage von experimentellen Messdaten einer DN160 Glasblasensäule für die Stoffsysteme Wasser/Stickstoff und Aceton/Stickstoff. Untersucht wurde der Einfluss von Korrelationen zur Widerstandskraft, lateralen Auftriebskraft, virtuellen Massenkraft und zur turbulenten Dispersionskraft. Außerdem wurden Modelle zur Schwarmkorrektur und zum Blasenformfaktor betrachtet. Zu Vergleichszwecken wurden auch die Auswirkungen der ausgeschalteten Interphasenkräfte analysiert. Zur Beschreibung von Turbulenzen der flüssigen Phase wurde ein einphasiges Standard κ-ε-modell genutzt. Die Fälle mit ausgeschalteten Interphasenkräften wiesen eine Abweichung zu den experimentellen Daten auf. Eine Verbesserung wurde durch den Einbezug der Nicht- Widerstandskräfte erlangt. Durch den Vergleich wurde eine Widerstandskorrelation gefunden, die zu geringen Abweichungen führt. Der Einfluss der Nicht-Widerstandskräfte konnte nur in einigen Fällen ermittelt werden. Seite 24

40 Untersuchung des Einflusses verschiedener Additive auf die Zementzerkleinerung in der Vertikal-Wälzmühle Ort der Abschlussarbeit: Betreuer der Abschlussarbeit: Thomas Metker ThyssenKrupp Resource Technologies GmbH Graf-Galen-Straße Beckum Datum des Kolloquiums: Prof. Dr.-Ing. Volkmar Jordan B.Eng. Christoph Hörenbaum Dipl.-Ing. Carsten Sachse Ziel der Arbeit war es die Wirkung unterschiedlicher Additive auf den Prozess der Klinkermahlung und die Produkteigenschaften des Zements zu untersuchen und zu beurteilen. Zement ist wegen seiner vielseitigen Einsatzmöglichkeiten, seiner leichten Verarbeitung und nicht zuletzt auf Grund seiner geringen Herstellungskosten einer der bedeutendsten Baustoffe unserer heutigen Zeit. Der Bedarf und die Anforderungen an Zement als Bindemittel in Beton und Mörtel steigen weltweit stetig an. Die Zementindustrie ist daher daran interessiert den Herstellungsprozess effizienter und das Produkt hochwertiger zu gestalten. Dabei können, angesichts einer weltweiten Zementproduktion von über 3,5 Mrd. Tonnen pro Jahr, selbst vergleichsweise kleine technische und wissenschaftliche Fortschritte ein erhebliches Potential aufweisen. Einen solchen Fortschritt stellen auch die Zementadditive dar, die üblicherweise als wässrige Lösung bei der Mahlung des Klinkers hinzugegeben und daher auch als Mahlhilfe bezeichnet werden. Primäre Ziele ihrer Anwendung liegen in der Steigerung der Mühleneffizienz und der Verbesserung der Zementqualität. Ihre Wirkung zeigt sich folglich in einer Erhöhung des Mühlendurchsatzes (kg/h) und einer Reduzierung des für die Mahlung auf eine bestimmte Feinheit benötigten spezifischen Energiebedarfs (kwh/t). Darüber hinaus können sie die Festigkeitsentwicklung, die Fließfähigkeit und andere Eigenschaften des Zements beeinflussen. In meiner Bachelorarbeit habe ich die Wirkung mehrerer, in der Industrie üblicherweise verwendeten Additive an Hand von Versuchen an einer Rollenmühle im Technikumsmaßstab untersucht. Die Auswertung beinhaltet Betrachtungen zum Einfluss der Additive auf den Durchsatz, den spezifischen Energiebedarf, die Fließfähigkeit und die Festigkeitsentwicklung des Zements. Seite 25

41 Reproduzierbarkeit von Messergebnissen und deren Auswertung zur Qualitätssicherung bei der Folienherstellung Absolvent: Gerald, Schlautmann Ort der Abschlussarbeit: ppg > wegoflex GmbH Am Bohldamm Trebbin Prof. Dr. Kreyenschmidt Betreuer der Abschlussarbeit: Dipl.-Ing. Kerstin Treder Datum des Kolloquiums: Ziel der Arbeit war es die Reproduzierbarkeit von Ergebnissen in der Qualitätssicherung eines Lebensmittelverpackungsfolien herstellenden Betriebes mit drei Standorten zu verbessern. Die drei Standorte waren früher selbstständig und verfügen in den Laboren der Qualitätssicherung über verschiedene Ausrüstung, sowie Arbeitsvorschriften zur Ermittlung der genormten Materialkennzahlen. Die unterschiedliche Handhabung der Geräte und die abweichende Auslegung der nicht immer konkret formulierten Normen für die Ermittlung der Kennzahlen, führte zu unterschiedlichen Messmethoden von der Probennahme bis zur Auswertung an den einzelnen Standorten. Dadurch kam es auch zu unterschiedlichen Ergebnissen bei den gleichen Proben. Die Ergebnisunterschiede zwischen den Standorten lagen zum Teil bei 50 bis 100%. Diese unterschiedlichen Ergebnisse sind für die Kommunikation unter den Standorten und mit den Kunden hinderlich. Deshalb hat die Unternehmensgruppe diese Bachelorarbeit in Auftrag gegeben. Das Optimalziel war es, dass alle drei Standorte bei der gleichen Probe zu demselben Ergebnis kommen. Um sich diesem Ziel anzunähern, müssten zunächst die Unterschiede erfasst und anschließend Verbesserungen ausgearbeitet werden. Die Problematik wurde an den folgenden 4 Messmethoden erarbeitet: 1. Trennversuch der Schichten oder kurz Verbundhaftung 2. Bestimmung der Siegelnahtfestigkeit von Siegelungen aus flexiblen Packstoffen oder kurz Siegelnahtfestigkeit 3. Bestimmung der Reibungskoeffizienten oder kurz Gleitreibung 4. Bestimmung der Restlösemittel durch statische Dampfraumanalyse mittels Gaschromatographie oder kurz Gaschromatographie bzw. Restlösemittelbestimmung Seite 26

42 Thermische Behandlung zur Verringerung der Krätzebildung von organisch beschichteten Aluminiumschrotten Ort der Abschlussarbeit: Betreuer der Abschlussarbeit: Daniel Knaut Hydro Aluminium Rolled Products GmbH Georg-von-Boeselager-Strasse 21 D Bonn Datum des Kolloquiums: Prof. Dr.-Ing. Norbert Ebeling Prof. Dr.-Ing. Georg Rombach Ziel der Arbeit war es zwei Recyclingprozesse in der Aluminiumindustrie zu optimieren. Im ersten Prozess beschäftigt sich die Arbeit mit der Verringerung von Krätze beim Schmelzen von Lithografieblechen und im zweiten Prozess sollten die Verunreinigungen beim Recyceln von Aluminiumhausschrotten reduziert werden. The thesis Thermal treatment to reduce scrap formation from organic coated aluminum products investigates the optimization of recycling processes of lithography foil and used beverage cans (UBC). In the first part the composition of lithographic sheet scrap is analyzed and different salts are applied to reduce the contamination of the molten metal. The results show that the contamination in the melt consists of aluminum carbide and magnesium spinel. The contamination results come from the chemical reaction with the metal coating during melting. The scrap was melted with different salts and the results showed a reduction of the contamination in the aluminum. A recycling of over 90% aluminum from lithography scrap is achieved by applying salt in the recycling process. The second recycling process concerns the separation of aluminum alloys to recycle used beverage cans (UBC). The aluminum waste is consisting of UBC, aerosol containers, casting alloys and other non-ferrous metals. An x-ray sorting machine separates the UBC s and the aerosol containers from the other parts. The UBC s and aerosol containers are melted to achieve an alloy which could again be used for the production of cans. The separation of the x-ray sorter works well, but the concentration of silicon in the new alloy is still too high. The values for silicon are at the maximum concentration and make it difficult to recycle it to a can again. Seite 27

43 Untersuchung zur Eignung eines Autoklaven zur Verschweißung von TPU-Schaumpartikeln Absolvent: Waldemar Eichwald Ort der Abschlussarbeit: BASF Polyurethanes GmbH Elastogranstraße Lemförde Prof. Dr.-Ing. V. Jordan Betreuer der Abschlussarbeit: Dr. E. Marten Datum des Kolloquiums: Ziel der Arbeit war es, die Verschweißeigenschaften von Partikeln aus expandiertem thermoplastischem Polyurethan in einem Autoklaven zu untersuchen. Auf Grundlage der erhaltenen Ergebnisse soll eine Entscheidung getroffen werden, inwiefern sich die Verschweißung im eingesetzten Autoklav für einen Labor-Schnelltest zur Verschweißung von TPU-Schaumpartikeln eignet. Schaumpartikel auf Basis von thermoplastischem Polyurethan werden in der Regel an einem Formteilautomaten mit Hilfe von Wasserdampf zu Schaumstoffformteilen verschweißt. Orientierende Tests haben ergeben, dass TPU-Schaumpartikel auch in einem Autoklaven verschweißt werden können. Im Rahmen der Bachelorarbeit wurde untersucht, ob die Verschweißung im Autoklav als Schnelltest unter Laborbedingungen einsetzbar ist. Dabei war es vor allem wichtig, die Reproduzierbarkeit des Verfahrens unter Zuhilfenahme einer Regelungsoptimierung herzustellen. Das Verschweißverfahren im Autoklaven wurde so optimiert, dass mehrere Materialchargen vergleichend untersucht werden konnten. Seite 28

44 Methodenentwicklung zur Quantifizierung des Restmonomers in intrinsisch antimikrobiellen Polymeren Patrick Heindirk Ort der Abschlussarbeit: Fachhochschule Münster Labor für Instrumentelle Analytik Stegerwaldstraße Steinfurt Prof. Dr. M. Kreyenschmidt Betreuer der Abschlussarbeit: Dipl. Ing. Florian Brodkorb M. Sc. Datum des Kolloquiums: Ziel der Arbeit war die Bestimmung des Restmonomergehaltes von intrinsisch antimikrobiellen Polymeren mittels Pyrolyse-GC-MS. Die intrinsisch antimikrobiellen Polymere sollen in Medizin und Lebensmittelindustrie Einsatz finden. Zudem sollte das Verfahren zur Aufreinigung der antimikrobiellen Polymere hinsichtlich der Restmonomerabtrennung beurteilt werden. Mikroorganismen sind allgegenwärtig. Sie sind für den Menschen lebenswichtig und tragen bei vielen biologischen Prozessen in unserem Körper und in der Natur bei. Jedoch besitzen die krankheitserregenden (pathogenen) Mikroorganismen die Möglichkeit dem menschlichen Körper zu schaden, was sogar zum Tod führen kann. Es sind unzählige Mittel wie Antibiotika, Desinfektionsmittel sowie Antiseptika für die Bekämpfung von pathogenen Mikroorganismen bekannt. Doch besteht die Gefahr einer Resistenzausbildung. In unserer heutigen Zeit treten immer mehr multiresistente Erreger auf. Es liegt in der Hand der Forschung weitere Ansätze für die Prävention und Bekämpfung von pathogenen Erregern zu finden. Intrinsisch antimikrobielle Polymere bieten entscheidende Vorteile im Vergleich zu den niedermolekularen Bioziden wie Antibiotika, Desinfektionsmittel und Antiseptika. Aufgrund ihrer Größe besitzen sie keine Freiheitsgrade Zellen zu durchdringen und wirken oberflächenaktiv als Kontaktbiozid im Gegensatz zu niedermolekularen Bioziden, die biochemische Prozesse innerhalb der Zellen stören. Der Wirkungsmechanismus der intrinsisch antimikrobiellen Polymeren besteht darin, dass durch eine elektrostatische Interaktion die Zellwand des Keimes zerstört wird und darauf die Lyse stattfindet. Bei der Polymerisation von intrinsisch antimikrobiellen Polymeren kann, vergleichbar mit der Polymerisation von Standardpolymeren, kein hundertprozentiger Umsatz gewährleistet werden. Restmonomer bleibt gelöst im Polymer zurück und kann die Werkstoffeigenschaften beeinträchtigen. Für die Notwendigkeit der Bestimmung des Restmonomergehalts liegen zudem wirtschaftliche, ökologische sowie toxikologische Gründe vor, da Restmonomer in der Lage ist zu migrieren und die Umgebung kontaminieren könnte. Der Einsatz von Spezialkunststoffen in Medizin und Lebensmittelindustrie erfordert hohe Qualitätsbestimmungen. Deshalb muss das antimikrobielle Polymer in Bezug auf das Restmonomer aufgereinigt werden. Es wurde eine Methode für die Restmonomerbestimmung mittels Pyrolyse-GC-MS ausgearbeitet. Pyrolyse-GC-MS ist eine leistungsstarke Injektionstechnik, die ein breites Temperaturspektrum aufweist um leichtflüchtige Substanzen, wie beispielsweise Restmonomer, aus dem Werkstoff auszutreiben und bei höheren Temperaturen zu pyrolysieren. Der Verbund aus Pyrolysator und GC-MS besitzt eine hohe Auflösung und Empfindlichkeit. Durch das Massenspektrometer sind zudem Informationen für die Strukturaufklärung zugänglich. Die aufgereinigten antimikrobiellen Polymere konnten erfolgreich auf Restmonomer vermessen und statistisch ausgewertet werden. Anhand dieser Messungen konnte die Effizienz des Aufreinigungsverfahrens ermittelt werden. Das Projekt wurde von dem Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BLE) gefördert. (GZ ) Seite 29

45 Distillation of azeotropic mixtures in a dividing-wall column Graduate: address: Thesis work: Muhammad Idil Farhan bin Rosdi e_deel28@yahoo.com.my University of Applied Science Münster Stegerwaldstrasse 39, Steinfurt. Supervisors: Prof. Dr.-Ing. Volkmar Jordan Date of colloquium: Prof. Dr.-Ing. Norbert Ebeling The aim of this thesis: Distillation is the most common separation technique used in industry. However this unit operation cannot separate all types of mixture of liquids into high purity products since, mixing two or more liquids can lead to the formation of azeotrope. Separation of azeotropic mixtures is a topic of great practical and industrial interest. Many methods have been known to be useful, feasible and practicable to separate those mixtures. Since distillation itself consumes enormous amounts of energy, both in terms of cooling and heating requirements, a new modified version of distillation must be introduced in order to reduce operating costs of existing units and at the same time to improve their efficiency. A dividing-wall column seems to be the best alternative found so far. This type of column is capable of separating azeotropic mixtures as well as requires much less energy, capital and space. For the purpose of proving this statement, simulations were done with ChemCAD. Seite 30

46 Verfahrenstechnische Optimierung der Hydrodealkylierungsanlage der BP Lingen mithilfe einer HYSYS-Simulation Absolvent: Christopher Bahns Ort der Abschlussarbeit: BP Europe SE BP Lingen Raffineriestraße Lingen (Ems) Prof. Dr.-Ing. Norbert Ebeling Betreuer der Abschlussarbeit: Manuel Keck Datum des Kolloquiums: Das Ziel der Arbeit war die Bewertung und daraus abgeleitet die Optimierung der Hydrodealkylierungs anlage der BP Lingen. Die Hydrodealkylierungsanlage der BP Lingen setzt in einem thermischen Prozess ein Gemisch aus Toluol und Xylol zu Benzol um. Im Zuge der Arbeit wurde mit der Prozesssimulationssoftware HYSYS der Firma Aspen Technology, Inc. eine Simulation der Hydrodealkylierungsanlage auf Basis von Prozessdaten aus dem aktuellen Betrieb der Anlage erstellt. Mithilfe dieser Simulation konnte ein Verbesserungsvorschlag zur Optimierung der Trennleistung der Stabilisierkolonne der Anlage bewertet werden. Um den Energiebedarf der Anlage zu senken, wurden die theoretischen Prozessgrundlagen untersucht und der Hersteller der Anlage bezüglich eines Katalysators für den Prozess kontaktiert. In einer Kosten- und Erlösrechnung wurde zudem die Wirtschaftlichkeit der Anlage für den aktuellen Betriebs zustand geprüft.

47 Großtechnische Gärproduktaufbereitung mit optimierter Vorbehandlung zur Reduzierung von Emissionen Tobias Bröker Ort der Abschlussarbeit: NEST Anlagenbau GmbH Hollich Steinfurt Prof. Dr. P. Dettmann Betreuer der Abschlussarbeit: Sven Nefigmann Datum des Kolloquiums: Ziel der Arbeit war es, die Wirtschaftlichkeit einer großtechnischen Aufbereitungsanlage für Gärprodukte, aus der Vergärung von Nachwachsenden Rohstoffen, zu prüfen und Möglichkeiten zur Reduzierung von Emissionen, die durch die Trocknungsanlage erzeugt werden, näher zu betrachten. Es wurde die Wirtschaftlichkeit einer großtechnischen Trocknungs- und Pelletieranlage, zur Aufbereitung von Gärprodukten aus der Vergärung von Nachwachsenden Rohstoffen, untersucht. Die Anlagengröße wurde so gewählt, dass die Menge von 125 Durchschnittsbiogasanlagen verarbeiten kann. Die unterschiedlichen Vermarktungsmöglichkeiten für Gärproduktpellets wurden analysiert und gegenübergestellt. Hierbei wurden die Vermarktungsmöglichkeiten als Dünger, als Einstreu in Hühnerställen und als Brennstoff näher betrachtet. Die Wirtschaftlichkeitsprüfung wurde für einen Standort durchgeführt an dem 20 MW an thermischer Leistung als Abwärme anfallen. Der Standort bietet zusätzlich eine sehr gute logistische Anbindung. Die relevanten Emissionen an einer Trocknungsanlage für Gärprodukte aus einer NawaRo-Biogasanlage sind Ammoniak und Staub. Um die Ammoniakemission zu reduzieren, wurden die Möglichkeiten, das Material vor der Trocknung zu behandeln, betrachtet. Dadurch können teure und wartungsintensive Abluftreinigungsanlagen durch andere Reinigungsverfahren ersetzt werden. Des Weiteren kann so der Nährstoffgehalt der trockenen Gärprodukte gesteigert werden. Ebenso wurden Untersuchungen zum Staubaustrag und dessen Reduzierung durchgeführt. Eine Gemeinschaftsanlage kann besonders zu einer Entlastung von kleinen Biogasanlagen, die in einer nährstoffreichen Region angesiedelt sind, führen. Für die großtechnische Anlage zeigt sich nur bedingt die Möglichkeit zum wirtschaftlichen Betrieb. Die theoretischen Überlegungen zur Vorbehandlung konnten bestätigt werden. Seite 32

48 Coating of membranes with antimicrobial polymers Absolvent: Thomas Rempe Ort der Abschlussarbeit: Pentair X-Flow BV Marssteden TC Enschede, Niederlande Prof. Dr. rer. nat. Reinhard Lorenz Betreuer der Abschlussarbeit: Msc. Annette Förster Datum des Kolloquiums: Aufgrund einer Geheimhaltungsvereinbarung erscheint hier keine Zusammenfassung.