Prosím čekejte...
Nepřihlášený uživatel
iduzel: 52782
idvazba: 60776
šablona: api_html
čas: 16.4.2021 13:52:24
verze: 4827
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-web.vscht.cz/zaverecne-prace/pracoviste/
branch: trunk
Obnovit | RAW

Ústav anorganické technologie

Vypsané disertační práce

Elektrochemická syntéza hypervalentních sloučenin jódu jako vysoce selektivních organických oxidačních činidel

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Vysoce selektivní oxidace organických látek patří, zejména v případě látek s vysokou přidanou hodnotou, mezi velmi atraktivní procesy. V současné době jsou tyto reakce nejčastěji uskutečňovány pomocí oxidačních činidel obsahujících toxické ionty přechodných kovů jako je Cr(VI), Mn(VII), Ru(VI) či Os(VIII). Vhodnou ekologicky nezávadnou alternativu k těmto oxidantům představují organické látky obsahující ve své struktuře hypervalentní atom jódu. Tématem práce bude studium elektrochemického chování těchto látek a jejich prekurzorů s cílem využít elektrochemickou oxidaci při jejich produkci a umožnit tak rozšíření aplikace hypervalentních sloučenin jódu jako oxidačních činidel také do průmyslového měřítka.

Elektrochemické metody úpravy procesních vod

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Elektrochemické metody jsou pro svou jednoduchost a vysokou účinnost vhodné pro úpravu procesních vod. Hlavní nevýhodou je zpravidla vyšší cenová náročnost. Elektrochemické metody tak nalézají uplatnění především při úpravě silně zasolených ev. jinak kontaminovaných vod, kde biochemické postupy selhávají. Aplikace jednotlivých metod je třeba optimalizovat s ohledem na konkrétní složení zpracovávaných vod.

Fotoelektrochemické systémy pro konverzi sluneční energie

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Anotace

Fotoelektrochemický systém zahrnující fotoanodu, fotokatodu, membránu a vhodné ox/red páry umožňuje konverzi sluneční energie na energii chemickou. Tématem této práce je výzkum možných systémů pro konverzi solární energie se zaměřením na vhodné materiály fotoanod a fotokatod a jejich kombinace s vhodnými elektrolyty. Součástí práce bude i příprava vybraných fotoanodových nebo fotokatodových materiálů (např. Fe2O3, ZnO, WO3, BiVO4, CuO, CuFeO2, atd.) a studium jejich chování při dlouhodobé fotoelektrochemické polarizaci.
Budou použity různé metody přípravy (aerosolová pyrolýza, sprejová pyrolýza,…), řada technik charakterizace (RTG, GDS, UV-VIS, BET, SEM) a stanoveny fotoelektrochemické vlastnosti (potenciál otevřeného obvodu, fotoproud, IPCE). Pozornost bude věnována vlivu složení, dopace, krystalické struktury, tloušťky a porosity vrstvy.

Fotoelektrody pro odstraňování polutantů a získávání vodíku z vody slunečním světlem

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Anotace

Získávání vodíku jako alternativního zdroje/nosiče energie je v současné době velmi významným a intenzivně studovaným procesem. Jednou z možností je jeho přímá produkce z vody pomocí slunečního světla. Významným proces je také odstraňování persistentních polutantů ve vodách pomocí pokročilých oxidačních procesů mezi které patří fotoelektrochemická oxidace. Tématem této disertační práce je příprava polovodičových fotoanod a fotokatod (např. WO3, BiVO4, CuO, CuFeO2, atd.) jak pro fotoelektrochemický rozklad vody tak pro fotoelektrochemickou odstraňování persistentních polutantů. Budou použity různé metody přípravy (aerosolová pyrolýza, sprejová pyrolýza,…), řada technik charakterizace (RTG, GDS, UV-VIS, BET, SEM) a stanoveny fotoelektrochemické vlastnosti (potenciál otevřeného obvodu, fotoproud, IPCE). Pozornost bude věnována vlivu složení, krystalické struktury, tloušťky a porosity vrstvy. Nejslibnější fotoanody a fotokatody budou aplikovány v tandemovém solárním fotoelektrochemickém článku a stanovena účinnost jak rozkladu vody tak odstraňování polutantů ve vodě slunečním světlem.

Galvanické elektrokatalytické vrstvy pro alkalickou elektrolýzu vody

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Jaromír Hnát, Ph.D.

Anotace

Cílem projektu je vývoj katalyzátoru pro katodický vývoj vodíku v procesu alkalické elektrolýzy vody. Katalyzátor bude připraven s využitím galvanického pokovování vhodného substrátu. Základní složkou vylučovaného katalyzátoru bude wolfram doplněný alespoň jedním dalším vhodným kovem s cílem dosažení co nejnižšího přepětí pro požadovanou reakci a vysoké stability za podmínek vylučování vodíku. Projekt se vedle vlastní přípravy vrstvy zaměří rovněž na charakterizaci připravených materiálů z fyzikálně-chemického a elektrochemického hlediska. Vhodný materiál bude použit jako katalytická vrstva na 3D elektrodě a testován za podmínek alkalické elektrolýzy vody.

Katalytická transformace methanu na produkty vyšší užitné hodnoty

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie

Anotace

V současné době je věnována značná pozornost transformaci metanu popř. nižších uhlovodíků ze zemního plynu a bioplynu na produkty vyšší užitné hodnoty. Jedná se např. o procesy neoxidativní katalytické aromatizace metanu, selektivní oxidace metanu na metanol nebo dimethyl ether, apod. V rámci této práce bude vyvíjen vhodný katalyzátor pro vybraný proces. Bude studován vliv reakčních podmínek, vliv nosiče a procedury tvorby aktivní fáze na dosaženou konverzi methanu, stabilitu katalyzátoru a výtěžky produktů.

Katalyzátory pro alkalická zařízení konverze energie

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Jaromír Hnát, Ph.D.

Anotace

Alkalické technologie konverze energie představují jednu z možných cest zvýšení využití instalovaných obnovitelných zdrojů elektrické energie. Výhodou této technologie oproti konkurenčním přístupům je možnost využití neplatinových katalyzátorů. Nevýhodou je nižší dosahovaná intenzita produkce vodíku, či elektrické energie. Tato práce zahrnuje syntézu a optimalizaci nových katalyzátorů, jejich testování standardními technikami, ale také testování za komplexních podmínek v zařízení pro konverzi elektrické energie.

Kinetika katalytického rozkladu N2O na zeolitických katalyzátorech

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Předmětem práce je studium kinetiky rozkladu N2O na zeolitických katalyzátorech strukturních typů MFI, FER a titanosilikátech obsahujících Fe a další přechodové kovy. Práce bude zaměřena na kinetická měření s cílem vyvinout spolehlivý kinetický model vhodný pro návrh průmyslových zařízení.

Matematické modelování chemických a membránových procesů v prostředí universálních simulačních programů

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Univerzální simulační programy představují vhodný nástroj pro návrh nových a optimalizaci stávajících průmyslových technologií. V rámci této práce budou vyvinuty statické a dynamické modely vybraných pokročilých membránových nebo chemických technologií popř. jejich částí v prostředí univerzálních simulátorů umožňující studovat chování těchto technologií pomocí počítačového experimentu. Součástí práce bude verifikace vyvinutých modelů na základě provozních dat s cílem navrhnout změny (strukturální a parametrické) ve studované technologii sledující zlepšení ekonomických a ekologických ukazatelů.V práci budou využívány převážně univerzální simulační programy firmy Aspen Technology.

Nanostrukturované/ kompositní materiály na bázi TiO2 pro fotokatalytické procesy v plynné fázi

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Anotace

Znečištění vzduchu představuje významný problém, k jehož řešení lze výhodně využít fotokatalytické procesy. Náplní této disertační práce je příprava nových fotokatalyticky aktivních nanostrukturovaných materiálů na bázi TiO2 a stanovení jejich adsorpčních a fotokatalytických vlastností. Nanotrubice oxidu titaničitého připravených anodickou oxidací vykazují oproti planárním vzorkům větší aktivní plochu umožňující efektivnější odstraňování polutantů z plynné fáze. Bude sledován vliv modifikace nanotrubiček TiO2 a provozních parametrů (průtok, vlhkost a intenzita UV) na fotokatalytickou účinnost. Cílem je získat materiál mající vysokou schopnost odbourávat nežádoucí těkavé látky ve vzduchu. Součástí práce bude využití standartních ISO testů pro sledování kinetiky oxidačních reakcí (NOx, VOC) na povrchu připravených fotokatalyzátorů. Významnou částí je charakterizace materiálů/povlaků (RTG, SEM, BET, Ramanova spektroskopie) a dále vývoj/modifikace metod testování fotooxidačních, vlastností připravených materiálů/povlaků pro účely čištění vzduchu.

Optimalizace elektrochemické přípravy železanů

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Cílem projektu je charakterizace chemických a elektrochemických dějů probíhajících na anodě na bázi železa v silně alkalickém prostředí. Hlubší pochopení mechanismu probíhajících dějů umožní zvýšit účinnost syntézy a učinit tak přípravu tohoto z hlediska životního prostředí nezávadného silného oxidačního činidla perspektivní z ekonomického hlediska.

Oxidy titanu a titanáty pro pokročilé aplikace

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Jan Šubrt, CSc.

Anotace

Li-ion baterie jsou jedním z nejslibnějších elektrochemických zdrojů energie. Materiály na bázi Ti, jako Li4Ti5O12, Li2Ti3O7, TiO2-B a H2Ti3O7, jsou považovány za důležité anody pro lithium-iontové baterie kvůli jejich vysoké bezpečnosti a vynikající cyklické stabilitě. Li-iontová baterie (LIB) (obvykle využívající uhlíkové materiály jako anodu) čelí výzvám, pokud jde o převzetí hybridních elektrických vozidel a stacionárních zdrojů energie. Sloučeniny na bázi Ti, zejména Li4Ti5O12, byly prokázány jako nejslibnější anodové materiály, protože vykazují vynikající cyklickou reverzibilitu a vysoké provozní napětí pro zajištění zvýšené bezpečnosti. Rychlost těchto materiálů na bázi Ti je však relativně nízká kvůli velké polarizaci při vysokých rychlostech nabíjení a vybíjení. Ke zvýšení elektrické vodivosti byly použity dopování, povrchové modifikace a iontová difuzivita vytvořením různých nanomateriálů. Bude použit nový způsob přípravy založený na extrakci síranových iontů z krystalů titanylsulfátu a jejich nahrazení hydroxylovými skupinami ve vodném alkalickém roztoku. Metoda vede k nanostrukturované kyselině metatitaničité nebo alkalickým titanátům.

Polymerní elektrolyty v zařízeních pro konverzi energie

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Jaromír Hnát, Ph.D.

Anotace

Polymerní iontově selektivní materiály nacházejí široké uplatnění v celé řadě technologií od ochrany životního prostředí, přes potravinářský průmysl až k průmyslové výrobě základních chemických látek. Zařízení pro konverzi energie představují jedno z nedávných, avšak stále významnějších odvětví, kde se polymerní iontově selektivní materiály mohou s výhodou využívat. Práce je zaměřena na fyzikálně chemickou i elektrochemickou charakterizaci vývojových typů polymerních iontově selektivních elektrolytů.

Příprava a charakterizace hybridních membrán pro separace plynů

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Membránová separace plynů představuje jednu z perspektivních a energeticky úspornějších alternativ k některým v současnosti používaným separačním procesům (PSA, TSA apod.) V rámci této práce budou syntetizovány a charakterizovány hybridní membrány polymer-plnivo, které spojují výhody mikroporézních a polymerních membrán. Jako plniva bude využíváno mikroporézních materiálů na bázi ZIF-8, silikalitu-1, ETS, FAU, TS-1, AFX, MOF, které budou kombinovány s polymery na bázi polyimidů. Základním problémem při přípravě těchto materialů je zajištění mezifázové adheze plniva a matrice, neboť nedostatečná adheze snižuje pevnost a selektivitu membrány. Cílem práce je studium možností modifikace mirkoporézní fáze a polymeru tak, aby bylo dosaženo vysoké adheze polymer-plnivo. U připravených membrán bude studován vliv těchto modifikací na jejich separační vlastnosti v soustavách vybraných uhlovodíků, CO2 a H2.

Racionální design oxidických materiálů pro anodické elektrokatalytické procesy

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: doc.Ing. Petr Krtil, CSc.

Anotace

Práce bude zaměřena na systematický popis struktury a funkce aktivních míst v reakcích vylučování kyslíku a chloru a jejich využití k vývoji nových katalytických materiálů. V rámci této práce bude kladen důraz na na chování modelových binárních a ternárních oxidech v systému Ru-Ti-Me (Me - přechodový kov). Výsledky chování modelových katalyzátorů budou zobecněny ve vztahu ke struktuře aktivních míst modelových systémů s cílem maximalizovat výtěžek elektrolytických procesů. Obecné vztahy mezi strukturou a aktivitou budou využity při vývoji nové generace anodických materiálů.

Samočistící a desinfikující povlaky na bázi TiO2 a ZnO

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Anotace

Hlavní náplní práce je příprava fotokatalyticky aktivních povlaků/ nátěrů na bázi TiO2 a ZnO aplikací různých metod na vhodných podkladech (např. keramika, sklo, kovy, omítky, betonové stěrky). Významnou částí je charakterizace filmů (RTG, SEM, Ramanova spektroskopie) a vývoj metod umožňujících testování fotooxidačních, hydrofilních a antibakteriálních vlastností připravených vrstev. Studovanými parametry budou především metoda nanášení prekurzoru (ponoření, stříkání), dále vliv pojiva a substrátu.

Separace huminových látek z vody pomocí membránových procesů

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie a chemické technologie

Studie elektrolýzy vody s protonově vodivou membránou

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Elektrolýza vody představuje nedílnou součást vodíkové ekonomiky jako přístupu k budoucímu zabezpečení lidské společnosti elektrickou energií. Stávající průmyslově využívané technologie však trpí zásadními nedostatky. Zejména pak relativně nízkou energetickou účinností a omezenou flexibilitou. Proto je tomuto problému v současnosti věnována široká pozornost celé řady pracovišť. Mezi hlavní studované problémy patří kinetika elektrodových dějů, absence vhodných elektolytů a omezená korozní stabilita konstrukčních materiálů. Významný problém představuje rovněž celkové uspořádání procesu.

Studium separace anorganických iontů pomocí nanofiltrace

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie a chemické technologie

Využití mikroreaktorů pro studium reakcí v oblasti přípravy a výroby speciálních chemikálií

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Chemie a chemické technologie
Vedoucí práce: doc. Dr. Ing. Petr Klusoň

Anotace

Mikroreaktory představují unikátní zařízení, která díky svým malým vnitřním rozměrům umožnují přesně kontrolovat podmínky a průběh prováděných chemických reakcí. Těchto výhodných vlastností je proto často využíváno v oblasti přípravy a výroby speciálních chemikálií a léčiv, kde jsou kladeny velmi vysoké nároky na čistotu produktu, selektivitu procesu, nízkou spotřebu drahých nebo těžko dostupných výchozích sloučenin apod. I přes značný potenciál syntézy v mikroprůtočném (mikrofluidním) režimu, standardní přístupy stále převažují. Navrhovaný projekt PhD studia se zaměřuje na aplikaci a optimalizaci mikroreaktorové techniky při přípravě a výrobě vybraných speciálních chemikálií a farmaceutických meziproduktů. Uchazeč by měl disponovat dobrými znalostmi fyzikální chemie, organické, anorganické a analytické chemie a také mít kladný vztah k experimentální laboratorní práci.

Vývoj bipolárních desek pro palivové články typu PEM

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: prof. Dr. Ing. Karel Bouzek

Anotace

Bipolární desky představují významný konstrukční prvek palivových článků a významným způsobem se podílí na jejich výrobních nákladech. To je dáno zejména korozní agresivitou prostředí, ve kterém pracují, a s tím spojenými nároky na použité materiály. Cílem práce je navrhnout alternativní přístup založený na využití ocelových bipolárních desek povrchově chráněných vhodným kompozitním povlakem. Součástí práce bude rovněž matematická simulace toku reaktantů a produktů v geometrii distribučních kanálků s cílem optimalizovat jejich tvar.


VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum

VŠCHT Praha
na sociálních sítích
zobrazit plnou verzi