Stuttgart, Univ., Diss., 2004.

Universiẗat, Diss., 2003--München.

University, Diss., 2006--Frankfurt (Main). / Zsfassung in dt. und engl. Sprache.

In der Literatur finden sich nur sehr wenige Hinweise zu Darstellungsmöglichkeiten fester Hydrogencarbonate mehrwertiger Metallionen. Im Rahmen der Arbeit sollte diesen nachgegangen werden. Die Untersuchungen zu Ni(HCO3)2, Gd(HCO3)3∙5H2O, Ho(HCO3)3∙6H2O, Mg(HCO3)2, [Mg2(H2O)6(HCO3)3]Cl sowie CsMgH(CO3)2∙4H2O widerlegen allerdings deren Existenz unter den in der Literatur angegebenen Bedingungen. Stattdessen ist die Synthese von bisher unbekannten Carbonaten (Ni12(CO3)8(OH)6O∙(6-8)H2O, NiCO3∙5,5H2O, MgCO3∙6H2O, MgCO3∙MgCl2∙7H2O, Cs2Mg4(CO3)5∙10H2O), deren umfangreiche Charakterisierung sowie deren Kristallstrukturlösung gelungen. Weiterhin sollten ausgewählte Fragestellungen des reziproken Systems K⁺, Mg²⁺ // HCO₃⁻, Cl⁻ – H₂O bei 25°C und einem CO2-Druck von 1 bar untersucht werden. Es wurden Löslichkeitsversuche in den Existenzbereichen der Bodenkörper KMgH(CO3)2∙4H2O und MgCO3∙MgCl2∙7H2O durchgeführt, mit dem Ziel Literaturdaten zu verifizieren und Grundlagen für die Aufnahme dieser Phasen in thermodynamische Berechnungen zu schaffen.

University, Diss., 2004--Potsdam.

Freie Universiẗat, Diss., 2005--Berlin. / Dateiformat: zip, Dateien im PDF-Format. Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2004.

Jörg Bauerfeld Untersuchungen zur Prophylaxe der Gebärparese bei Kühen durch Verfütterung anionenangereicherter Rationen in der Trockenstehperiode Medizinische Tierklinik der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig In einem Milchkuhbestand mit hoher Gebärpareseinzidenz wurden Untersuchungen zur Prophylaxe durch gezielte Steuerung der Dietary Cation-Anion-Difference (DCAD) in der Trockenstehperiode mittels Fütterung einer Anionenration („saure Salze“) und zur Ermittlung einer optimalen Applikationsdauer durchgeführt. Dazu wurden Verlaufsuntersuchungen im Zeitraum von 6 Wochen (Wo.) ante partum (a.p.) bis 14 Tage (d) post partum (p.p.) zu den Parametern des Calcium-, Phosphor- und Säure-Basen-Haushaltes in Blut und Harn vorgenommen. Die DCAD der Futterration in der Trockenstehperiode, die an die Kontrolltiere (KT) verfüttert wurde, betrug +221,4 meq/kg TS. Durch Zusatz eines definierten Mineralstoffgemischs wurde die DCAD der Ration auf –108,8 meq/kg TS abgesenkt und den Versuchstieren (VT) im Durchschnitt 36 d a.p. gefüttert. VT und KT hatten die absolut gleichen Haltungsbedingungen. Als Probanden dienten Kühe ab der 4. Laktation mit hoher Gepärparesegefährdung. Eine visuelle Körperkonditionsbewertung wurde 1 Wo. a.p. mittels Body Condition Scoring nach EDMONDSON et al. (1989) durchgeführt und ergab durchschnittliche Boniturnoten bei den VT von 3,8 ± 0,3 und bei den KT von 3,8 ± 0,2. Durch die Verfütterung der Anionenration in der Trockenstehperiode wurde mit 5 % bei den VT eine deutlich geringere Gebärparese-inzidenz als mit 47,5 % bei den KT erreicht. Puerperium und Milchleistung wurden günstig beeinflußt. Statistisch gesicherte höhere Konzentrationen bei ionisiertem Calcium (Cai), Gesamtcalcium (Cat), Ionisierungsgrad des Calciums und anorganischem Phosphat (Pa) im Blut wurden bei den VT gegenüber den KT nur unmittelbar nach der Kalbung (1 d p.p.) festgestellt. Beim Blut-pH-Wert fanden sich keine statistisch gesicherten Unterschiede. Die Erzeugung einer milden Azidose durch die Verfütterung der Anionenration ließ sich durch die Bestimmung des Harn-pH-Wertes nicht nachweisen. Zwischen VT und KT gab es hier über den gesamten Untersuchungszeitraum keine statistisch signifikanten Unterschiede. Erst durch Bestimmung der fraktionierten Netto-Säuren-Basen-Ausscheidung (NSBA), des Kreatinins und der errechneten Quotienten im Harn zeigte sich, daß im präpartalen Zeitraum bei den VT eine milde Azidose mit günstigem Einfluß auf den Calciumhaushalt erzeugt wurde. Die Azidität des Harnes ist bei den VT 2 und 1 Wo. a.p. und 1 d p.p. statistisch gesichert deutlicher ausgeprägt als bei den KT. Für den milden kompensierten Charakter der induzierten Azidose spricht, daß sich der Blut-pH-Wert über den gesamten Untersuchungszeitraum im physiologischen Bereich bewegte und Veränderungen im Calcium-Metabolismus erst unmittelbar unter der Geburt auftraten. Klinische Nebenwirkungen waren, bis auf eine gesteigerte Diurese in Einzelfällen, nicht zu verzeichnen. Zur Ermittlung einer optimalen Applikationsdauer der Anionenration wurden die VT in vier Gruppen zu je 10 Kühen unterteilt und diesen die Anionenration in unterschiedlicher Dauer a.p. gefüttert. Hier zeigte sich, daß in der Gruppe mit der kürzesten Applikationsdauer (3 Wo. a.p.) die beiden einzigen klinisch manifesten Gebärparesefälle bei den VT auftraten. Die Milchleistung in der Folgelaktation blieb deutlich unter der der anderen VG. Bei den Blutparametern zeigten sich statistisch signifikante Unterschiede nur beim Ionisierungsgrad des Calciums, der bei der Gruppe mit 3-wöchiger Applikationsdauer a.p. 1 d p.p. am niedrigsten war. Die Erzeugung der (milden) Azidose erfolgte bei dieser Gruppe 2 Wo. a.p. mit Beginn der Transitfütterung. Das bedeutet eine zusätzliche Belastung der Regulationssysteme des Säure-Basen-Haushaltes in diesem Zeitraum. Daraus ist zu schließen, daß eine kurze Applikationsdauer von 3 Wo. a.p. nicht die gute Wirksamkeit einer längeren zur Gebärpareseprophylaxe besitzt. Die übrigen drei Gruppen mit längerer Applikations-dauer wiesen bei den Blut- und Harnparametern keine statistisch signifikanten Unterschiede auf. Die Gruppe mit 5- bis 6-wöchiger Applikationsdauer wies bei den Blut- und Harnparametern die konstantesten Verhältnisse bzw. die kontinuierlichsten Veränderungen auf. Die 5- bis 6-wöchige Applikationsdauer der Anionenration a.p. stellt somit die beste Variante dar und gewährleistet, daß auch bei Kühen mit Abkalbung vor dem errechneten Geburtstermin eine ausreichende azidotische Wirkung auf den Calciumstoffwechsel gegeben ist. / Jörg Bauerfeld Investigations into the prophylaxis of parturient paresis in cows by administering anion-enriched rations during the dry period Large Animal Clinic for Internal Medicine, Faculty of Veterinary Medicine University of Leipzig In a dairy cow livestock with many incidences of parturient paresis, research was conducted in order to determine a prophylaxis strategy by purposefully controlling the Dietary Cation-Anion-Difference (DCAD) through administration of an anion ration (“acidic salt”) during the dry period and in order to determine the optimal length of application. Therefore the parameters of the calcium, the phosphor and the acid base state were investigated in blood as well as in urine for the period of time of 6 weeks before parturition (b.p.) and up to 14 days after parturition (a.p.). The DCAD of the food ration that was given to the control animals (CA) during the dry period amounted to + 221.4 meq/kg DM. By adding a well-defined amount of mineral mixture, the DCAD of the ration came down to -108.8 meq/kg DM and was fed to the test animals (TA) on average 36 days a. p. TA and CA were kept and fed under similar conditions. Cows starting from 4th lactation and at high risk of parturient paresis were used as test animals. A visual assessment of the body condition was carried out by means of the “Body Condition Scoring” by EDMONDSON et al. (1989) 1 week b.p., resulting in mean Bonitur marks of 3.8 ± 0.3 in the TA and 3.8 ± 0.2 in the CA. Because of the administration of the anion ration during the dry period markedly less incidences of parturient paresis occurred with 5 % in the TA, compared to the 47.5 % in the CA. Puerperium and milk yield were favourably influenced in the following lactation. Statistically confirmed higher concentrations in ionised calcium (Cai), total calcium (Cat), degree of ionisation of calcium and inorganic phosphate (Pa) were determined in the TA compared to the CA just after calving (1 day a.p.). Regarding the pH-value of blood, no statistically proven differences were found. The creation of a mild acidosis could not be verified through the determination of the pH-value of urine. Statistically the TA and the CA did not differ significantly during the period of the investigations. Only after determining the fractioned net acid base excretion, the creatinine and the quotients in urine a mild acidosis with a favourable effect on the calcium balance became noticeable in the test animals during the peripartal period. Compared to the CA, the acidity of urine is statistically proven and markedly distinctive 2 and 1 week b.p. and 1 day a.p.. The mild and compensated character of the induced acidosis is indicated by the pH-value in blood which varied within the physiological range during the whole period of investigations as well as the changes in the calcium metabolism occurring just after parturition. Except for diuresis in single cases, clinical side effects were not registered. Determining the optimal length of application, TA were divided into 4 groups with 10 cows each and the anion ration was given to these groups in varying periods b.p.. Evidently, the group with the shortest duration of application, 3 weeks, had the only two apparent incidences of parturient paresis in TA. Besides, the following lactation clearly lagged behind to those of the other TA. Regarding the blood parameters, the only statistically significant differences occurred in the degree of ionisation of calcium in blood, whereas the degree value 1 day a.p. was at its lowest in the group with the application period of 3 weeks. The mild acidosis was created in that group 2 weeks b.p. at the beginning of the transit feeding, which means that the regulating system of the acid base state was additionally strained during that period of time. Hence, a short application period of 3 weeks b. p. is less effective compared to a longer one in order to prevent parturient paresis. The other three groups with longer periods of application showed no statistically significant differences in blood and urine parameters. The group with the application period of 5 and 6 weeks showed in their blood and urine parameters the most balanced rates and continuous changes. The application of anion ration over a period of time between 5 and 6 weeks b. p. is consequently regarded to be the best option and insures even a sufficient acidotic effect on the Ca metabolism

The present thesis is to be brought into line with the current need for alternative and sustainable approaches toward energy management and materials design. In this context, carbon in particular has become the material of choice in many fields such as energy conversion and storage. Herein, three main topics are covered: 1)An alternative synthesis strategy toward highly porous functional carbons with tunable porosity using ordinary salts as porogen (denoted as “salt templating”) 2)The one-pot synthesis of porous metal nitride containing functional carbon composites 3)The combination of both approaches, enabling the generation of highly porous composites with finely tunable properties All approaches have in common that they are based on the utilization of ionic liquids, salts which are liquid below 100 °C, as precursors. Just recently, ionic liquids were shown to be versatile precursors for the generation of heteroatom-doped carbons since the liquid state and a negligible vapor pressure are highly advantageous properties. However, in most cases the products do not possess any porosity which is essential for many applications. In the first part, “salt templating”, the utilization of salts as diverse and sustainable porogens, is introduced. Exemplarily shown for ionic liquid derived nitrogen- and nitrogen-boron-co-doped carbons, the control of the porosity and morphology on the nanometer scale by salt templating is presented. The studies within this thesis were conducted with the ionic liquids 1-Butyl-3-methyl-pyridinium dicyanamide (Bmp-dca), 1-Ethyl-3-methyl-imidazolium dicyanamide (Emim-dca) and 1 Ethyl 3-methyl-imidazolium tetracyanoborate (Emim-tcb). The materials are generated through thermal treatment of precursor mixtures containing one of the ionic liquids and a porogen salt. By simple removal of the non-carbonizable template salt with water, functional graphitic carbons with pore sizes ranging from micro- to mesoporous and surface areas up to 2000 m2g-1 are obtained. The carbon morphologies, which presumably originate from different onsets of demixing, mainly depend on the nature of the porogen salt whereas the nature of the ionic liquid plays a minor role. Thus, a structural effect of the porogen salt rather than activation can be assumed. This offers an alternative to conventional activation and templating methods, enabling to avoid multiple-step and energy-consuming synthesis pathways as well as employment of hazardous chemicals for the template removal. The composition of the carbons can be altered via the heat-treatment procedure, thus at lower synthesis temperatures rather polymeric carbonaceous materials with a high degree of functional groups and high surface areas are accessible. First results suggest the suitability of the materials for CO2 utilization. In order to further illustrate the potential of ionic liquids as carbon precursors and to expand the class of carbons which can be obtained, the ionic liquid 1-Ethyl-3-methyl-imidazolium thiocyanate (Emim-scn) is introduced for the generation of nitrogen-sulfur-co-doped carbons in combination with the already studied ionic liquids Bmp-dca and Emim-dca. Here, the salt templating approach should also be applicable eventually further illustrating the potential of salt templating, too. In the second part, a one-pot and template-free synthesis approach toward inherently porous metal nitride nanoparticle containing nitrogen-doped carbon composites is presented. Since ionic liquids also offer outstanding solubility properties, the materials can be generated through the carbonization of homogeneous solutions of an ionic liquid acting as nitrogen as well as carbon source and the respective metal precursor. The metal content and surface area are easily tunable via the initial metal precursor amount. Furthermore, it is also possible to synthesize composites with ternary nitride nanoparticles whose composition is adjustable by the metal ratio in the precursor solution. Finally, both approaches are combined into salt templating of the one-pot composites. This opens the way to the one-step synthesis of composites with tunable composition, particle size as well as precisely controllable porosity and morphology. Thereby, common synthesis strategies where the product composition is often negatively affected by the template removal procedure can be avoided. The composites are further shown to be suitable as electrodes for supercapacitors. Here, different properties such as porosity, metal content and particle size are investigated and discussed with respect to their influence on the energy storage performance. Because a variety of ionic liquids, metal precursors and salts can be combined and a simple closed-loop process including salt recycling is imaginable, the approaches present a promising platform toward sustainable materials design. / Die vorliegende Arbeit basiert auf der Notwendigkeit für eine alternative und nachhaltige Energiewirtschaft sowie alternativer Herstellungsmethoden der damit verbundenen Materialien. Hierbei kommt besonders Kohlenstoffen und kohlenstoffbasierten Systemen eine hohe Bedeutung zu. Im Rahmen der Dissertation wurden drei Ansätze verfolgt, die zu der Entwicklung alternativer Strategien zur Herstellung poröser Heteroatom-enthaltender Kohlenstoffe und deren Komposite beitragen. Die Materialien wurden des Weiteren für die CO2 Nutzung sowie Energiespeicherung in Form von Superkondensatoren getestet. Allen Materialien ist gemeinsam, dass sie ausgehend von ionischen Flüssigkeiten, Salze mit einem Schmelzpunkt unterhalb von 100 °C, als Kohlenstoffvorstufe durch Hochtemperaturverfahren hergestellt wurden. Im ersten Teil wird ein alternatives und nachhaltiges Verfahren zur Herstellung hochporöser Stickstoff und Stickstoff-Bor-haltiger Kohlenstoffe vorgestellt. Bei dieser als „Salztemplatierung“ bezeichneten Methode werden herkömmliche Salze als Porogen verwendet. Damit sind sehr hohe Oberflächen erreichbar, die neben der Porengröße und dem Porenvolumen durch die Variation der Salzspezies und Salzmenge einstellbar sind. Dies bietet gegenüber herkömmlichen Templatierungsverfahren den Vorteil, dass das Salz nach erfolgter Karbonisierung der ionischen Flüssigkeit in Anwesenheit der nicht karbonisierbaren Salzspezies einfach mit Wasser auswaschbar ist. Hierbei ist ein Recyclingprozess denkbar. Bei hohen Synthesetemperaturen werden graphitische, bei niedrigen hochfunktionalisierte, polymerartige Produkte erhalten. Letztere erwiesen sich als vielversprechende Materialien für die CO2 Nutzung. Unter Verwendung einer bisher nicht eingesetzten ionische Flüssigkeit konnte weiterhin die Einführung von Schwefel als Heteroatom ermöglicht werden. Im zweiten Teil wird eine Templat-freie Einschrittsynthese von porösen Kompositen aus Metallnitrid Nanopartikeln und Stickstoff-dotiertem Kohlenstoff vorgestellt. Die Materialien werden ausgehend von einer Lösung aus einer ionischen Flüssigkeit und einem Metallvorläufer hergestellt, wobei die ionische Flüssigkeit sowohl als Kohlenstoffvorläufer als auch als Stickstoffquelle für die Metallnitride dient. Der Metallgehalt, das Metallverhältnis in ternären Nitriden und die Oberfläche sind über den Anteil des Metallvorläufers einstellbar. Schließlich werden beide Ansätze zur Salztemplatierung von den Kompositen kombiniert. Dadurch wird die Einschrittsynthese von Kompositen mit einstellbarer Oberfläche, Zusammensetzung, Partikelgröße und Morphologie ermöglicht. Diese Materialien wurden schließlich als Elektroden für Superkondensatoren getestet und der Einfluss verschiedener Parameter auf die Leistungsfähigkeit untersucht. Aufgrund verschiedener Kombinationsmöglichkeiten von ionischen Flüssigkeiten, Metallvorläufern und Salzen, stellen die hier präsentierten Ansätze eine vielversprechende Plattform für die nachhaltige Materialsynthese dar.

Ionic liquids (ILs) have made a great impact on materials science and are being explored for potential applications in several disciplines. In this article, we briefly highlight the current state-of-the-art techniques employing ILs as new crystallisation media, working as neutral solvent, template or charge compensating species. The use of an IL as environmental friendly solvent offers many advantages over traditional crystallisation methods. The change from molecular to ionic reaction media leads to new types of materials being accessible. Room temperature ILs have been found to be excellent solvent systems for the crystallisation of a wide range of substances and morphologies ranging from nanoscopic crystals to micro- and even to macroscopic crystals. Moreover, high temperature routes, such as crystallisation from melts or gas phase deposition, have been replaced by convenient room or low temperature syntheses, employing ILs as reaction media. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Ionic liquids (ILs) have made a great impact on materials science and are being explored for potential applications in several disciplines. In this article, we briefly highlight the current state-of-the-art techniques employing ILs as new crystallisation media, working as neutral solvent, template or charge compensating species. The use of an IL as environmental friendly solvent offers many advantages over traditional crystallisation methods. The change from molecular to ionic reaction media leads to new types of materials being accessible. Room temperature ILs have been found to be excellent solvent systems for the crystallisation of a wide range of substances and morphologies ranging from nanoscopic crystals to micro- and even to macroscopic crystals. Moreover, high temperature routes, such as crystallisation from melts or gas phase deposition, have been replaced by convenient room or low temperature syntheses, employing ILs as reaction media. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.