|
Chemie a chemické technologie
Doktorský program,
Fakulta chemické technologie
Cílem studijního programu je vědecká výchova absolventů magisterského studia založená na jejich kvalitních teoretických znalostech a předchozích zkušenostech se samostatným řešením dílčích výzkumných problémů v oblasti aplikované chemie a chemické technologie. V průběhu studia si posluchači zejména rozšíří své teoretické znalosti chemie, fyzikální chemie a chemického inženýrství. Tyto znalosti budou dále rozvíjeny formou samostatné odborné práce v oblasti chemické technologie, což umožní prohloubit teoretické znalosti a získat zkušenosti s jejich uplatněním při realizaci konkrétního technologického projektu. Vlastní vědecká výchova bude dále zahrnovat komplexní výzkumný projekt s chemicko-technologickou tématikou, který povede k získání původních publikovaných poznatků obecného charakteru. Posluchači se v rámci volitelných předmětů a v průběhu realizace vlastního výzkumného projektu úžeji profilují v oblastech anorganické a organické technologie, homogenní a heterogenní katalýzy a fotokatalýzy, heterogenních nekatalyzovaných reakcích, membránových procesech, technické elektrochemii, chemických specialitách a vodíkových technologiích. Absolventi doktorského studia tak budou připraveni najít uplatnění v oblasti návrhu a optimalizace chemických technologií, ve vedoucích funkcích ve společnostech zabývajících se produkcí, či zpracováním chemických látek, ve výzkumných a vývojových institucích, ve státní správě a ve firmách s vazbou na technickou chemii (např. stavebnictví, automobilový průmysl). UplatněníAbsolvent programu je plně kvalifikován pro obsazení vedoucí pozice v oblasti návrhu, vývoje a optimalizace chemických technologií, stejně tak jako pro řízení chemických provozů, distribuci a uplatnění chemických výrobků na trhu. Je schopen posoudit dopady těchto činností na životní prostředí a zdraví člověka. Je rovněž plně připraven a kvalifikován k samostatné výzkumné a vývojové činnosti v oblasti chemických technologií s využitím jak širokého teoretického základu, tak vlastních zkušeností se získáváním experimentálních a teoretických dat, jejich kritickým zhodnocením a zpracováním a vyvozením závěrů obecného charakteru. Detaily programu
Vypsané disertační práce pro rok 2024/25Bezelektrodové výbojky při přípravě polyaromatů
AnotaceNávrh je založen na propojení dvou vědeckých oborů: tradiční fotochemie a nedávno vzniklé mikrovlnné chemie, kdy je studován vliv UV/Vis a mikrovlnného záření na chemické a fyzikální vlastnosti molekul. Požadované záření je generováno zcela netypicky, a to přímo mikrovlnným polem, pomocí tzv. bezelektrodových výbojek (EDLs). Cílem projektu je základní výzkum při přípravě EDLs (rtuť, síra, další kov) a optimalizace vlivu mikrovlnného a UV/vis záření na fotocyklizace derivátů stilbenu, které mohou vést k polyaromátům. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v organické technologii či organické chemii, • experimentální zručnost a praktická znalost optimalizace reakcí, • schopnost týmové práce, • pracovní poměr na ÚCHP.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Dvoudimenzionální materiály jako katalytické nosiče pro platinové kovy
AnotaceDvoudimenzionální (2D) materiály, a grafen jako jejich typický zástupce, se jeví jako vhodný katalytický nosič. Takové nosičové katalyzátory vykazují zvýšení katalytické aktivity oproti katalytické aktivitě na konvenčních nosičích a to díky specifickým interakcím mezi kovovými aktivními centry a 2D nosičem. Projekt je zaměřen přípravu hybridů typu 2D nosič – kovová nanočástice různými postupy, které se budou lišit v tom, zda-li se kovová složka zavádí na již exfoliovaný materiál, či zda syntéza a exfoliace probíhat současně. Nedílnou součástí bude pokročilová korelativní spektroskopická a mikroskopická charakterizace připravených materiálů a jejich vztah k pozorované katalytické activity modelových chemických reakcí jako jsou selektivní hydrogenace, oxidace či C-C coupling.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Elektrochemická syntéza hypervalentních sloučenin jódu jako vysoce selektivních organických oxidačních činidel
AnotaceVysoce 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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Elektrochemické metody úpravy procesních vod
AnotaceElektrochemické 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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Elektrolýza vody jako zdroj vodíku pro energetické účely
AnotaceElektrolýza 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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Fotoelektrody pro odstraňování polutantů a získávání vodíku z vody slunečním světlem
AnotaceZískávání 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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Fotoelektrody p-typu určené pro solárním světlem asistovanou elektrolýzu vody
AnotaceObnovitelné zdroje energie, jako jsou biomasa, vodní, geotermální, větrná, jaderná a solární energie, jsou považovány za alternativy k fosilním palivům. Solární energie má potenciál pro rozsáhlé aplikace. Solární přísun energie však není stálý, proto se nyní pozornost více soustředí na akumulaci energie. Vodík vyrobený solární elektrolýzou vody lze využít jako akumulační médium pro obnovitelné zdroje. Tématem této dizertační práce je příprava polovodičových fotokatod na bázi binárních a ternárních oxidů kovů (např. Cu2O, CuFeO2, CuBi2O4, …). Na přípravu vrstev budou použity různé metody (jako jsou sprejová pyrolýza, elektrochemická depozice…). Vrstvy budou poté charakterizovány řadou různých technik (RTG, UV-VIS, SEM, profilometrie…) a dále budou stanoveny jejich fotoelektrochemické vlastnosti (potenciál otevřeného obvodu, fotoproud, IPCE). Pozornost bude věnována vlivu složení, krystalické struktury a tloušťky vrstvy na jejich fotoelektrochemické vlastnosti a jejich stabilitu pod vloženým potenciálem. U fotoanod vykazujících dlouhodobou stabilitu a vysokou účinnost bude stanovena účinnost rozkladu vody slunečním světlem.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Fotoelektrochemické systémy pro konverzi sluneční energie
AnotaceFotoelektrochemický 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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Katalytická transformace methanu na produkty vyšší užitné hodnoty
AnotaceV 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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Katalyzátory eliminace heteroatomů při rafinaci uhlovodíkových surovin
AnotaceHeteroatomy N, O, S, či Cl vázané v uhlovodících představují významnou bariéru při chemickém zpracování fosilních i trvale obnovitelných surovin, protože jsou zdroji koroze chemických zařízeních, katalytickými jedy, poškozují životní prostředí či snižují energetickou hodnotu uhlovodíků. Tyto heteroatomy se proto odstraňují rozkladnými reakcemi za vzniku hydrogenovaných heteroatomů a čistých uhlovodíků. Některé rozklady jsou doprovázeny kondenzačními reakcemi C-C (Guerbetův coupling, aldolová kondenzace). Studie zahrne syntézu nových heterogenních katalyzátorů včetně vyhodnocení jejich aktivity a selektivity v modelových reakcích prováděných v průtočných trubkových laboratorních mikro-reaktorech. Chemicko-analytické zázemí pro kinetickou analýzu průběhu reakce (RPKA) tvoří plynové a kapalinové chromatografy (GC/FID/MSD/SCD, LC/qTOF). Mikrostrukturní charakterizace připravených katalyzátorů obsáhne fyzisorpci N2/Ar, inverzní chromatografii, XRD, XPS, Raman/IČ spektroskopii či SEM/HR-TEM mikroskopii. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemii, chemické technologii, chemickém inženýrství; • zkušenosti s různorodou experimentální práci v chemické laboratoři; • schopnost týmové práce.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Katalyzátory pro alkalická zařízení konverze energie
AnotaceAlkalické 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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Katalyzátory pro oxidaci těkavých organických látek
AnotaceTěkavé organické látky (VOC) jsou jedním z hlavních přispěvatelů ke znečištění ovzduší. Jsou prekurzory fotochemického smogu (přízemní ozon) a velmi účinné skleníkové plyny (až 11krát účinnější ve srovnání s CO2). Kromě toho jsou škodlivé nejen pro životní prostředí, ale i pro lidské zdraví (toxické, zapáchající, mutagenní a karcinogenní). Proto jsou celosvětově zaváděny stále přísnější předpisy s cílem snížit emise VOC do atmosféry. VOC jsou emitovány z tisíců různých zdrojů, jako jsou chemické závody, ropné rafinerie, elektrárny, průmysl nátěrových hmot, čerpací stanice, čistírny atd. V průmyslu jsou staré spalovací jednotky vybavovány technologií katalytické oxidace, což je ekologická a nákladově efektivní metoda pro snížení emisí VOC. Cílem práce je vývoj nových katalyzátorů pro oxidaci VOC. Aktivita a selektivita připravených katalyzátorů v oxidaci modelových VOC bude korelována s jejich fyzikálně-chemickými vlastnostmi a budou identifikovány faktory klíčové pro jejich účinnost. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii, chemické fyzice nebo podobném oboru; • ochota experimentovat a učit se nové věci, schopnost týmové práce.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Kinetika katalytického rozkladu N<sub>2</sub>O na zeolitických katalyzátorech
AnotacePředmětem 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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Kyslíkové plynově difuzní elektrody
AnotaceKyslíkem depolarizované elektrody mají zásadní význam v řadě elektrochemických aplikací. Vedle chemické výroby se stále více uplatňují i v energetických systémech, jako jsou palivové články a tzv. dýchací akumulátory. Tématem práce bude vývoj a optimalizace kyslíkových difuzních elektrod s ohledem na vlastnosti celého systému.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Matematické modelování elektrochemických systémů
AnotaceMatematické modelování představuje výjimečně silný nástroj k hlubšímu pochopení funkce elektrochemických zařízení a k jejich následné optimalizaci. V rámci tohoto tématu se pozornost zaměří na matematický popis transportu elektrického proudu, hmoty, tepla apod. v elektrochemických nebo elektro-membránových systémech (palivové články, PEM elektrolýza, elektrodialýza, vysokoteplotní elektrolýza na pevných oxidech) a vyhodnocení mechanizmu a kinetiky elektrodových reakcí. Budou navrženy a implementovány matematické modely založené na PDE rovnicích pro systémy s praktickým významem.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Matematické modelování chemických a membránových procesů v prostředí universálních simulačních programů
AnotaceUniverzální 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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Matematické modely kompozitních materiálů připravovaných rozptýlením tuhých částic plniva v kapalné polymerní matrici
AnotacePráce je zaměřena na matematické modelování kompozitních materiálů, jejichž příprava zahrnuje vytvoření suspenze částic plniva v kapalné směsi rozpouštědla a prekursoru polymeru, objemovou kontrakci suspenze vyvolanou odpařováním rozpouštědla a formováním pevné polymerní matrice. Výchozí suspenze je modelována pomocí metody náhodného sekvenčního přidávání částic různých tvarů. Pak následuje modelování pohybu částic plniva ve smršťující se suspenzi. Každá modelová mikrostruktura a odpovídající mikrostruktura reálného vzorku kompozitního materiálu jsou charakterizovány statistickými mírami a tyto míry jsou následně porovnány, aby byla ohodnocena kvalita modelu. Reálné mikrostruktury kompozitních materiálů jsou dedukovány ze snímků jejich nábrusů, které jsou pozorovány v řádkovacím elektronovém mikroskopu.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Membránové separace vysoce koncentrovaných roztoků
AnotaceMembránové separace nacházejí velmi široké uplatnění především v úpravě vody. Jejich další možnou aplikací je využití v chemickém průmyslu, kde se většinou pracuje s vysokými koncentracemi roztoků. Vyšší koncentrace roztoků však do procesu separace přináší řadu problémů, jako je například zpětná difuze, překročení hranice rozpustnosti či stabilita membrány. Pro aplikaci membránových procesů je tedy nutné tyto jevy a jejich vliv na vlastní proces membránové separace dobře popsat a mít tak možnost predikovat dlouhodobé chování systému.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Nanostrukturované/ kompositní materiály na bázi TiO<sub>2</sub> pro fotokatalytické procesy v plynné fázi
AnotaceZnečištění 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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Polymerní elektrolyty v zařízeních pro konverzi energie
AnotacePolymerní 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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Předpověď a experimentální stanovení transportních vlastností kompozitních membrán typu polymer – plnivo
AnotacePráce je zaměřena na simulaci a experimentální stanovení transportních vlastností kompozitních membrán typu polymer – plnivo, které se budou lišit použitými polymery a plnivy. Dále budou zkoumány různé poměry polymer – plnivo. Experimentální stanovení propustnosti membrán bude doprovázeno statistickým zpracováním získaných dat. Propustnost bude také modelována na základě rekonstruované mikrostruktury membrán a transportních vlastností složek tvořících membránu.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Příprava a charakterizace hybridních membrán pro separace plynů
AnotaceMembránová 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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Příprava a využití kvartérních amoniových solí v katalýze
AnotaceKvartérní amoniové sole mohou sloužit jako katalyzátory pro řadu významných reakcí z nichž významnou roli zastává cykloadice oxidu uhličitého na epoxidy nebo alkeny vedoucí k cyklickým karbonátům. Další z důležitých reakcí, které mohou být katalyzovány amoniovými solemi, je Knoevenagelova kondenzace aldehydů s nitrily. Tato reakce je významná z hlediska využití v oblasti chemických specialit jako jsou vonné látky nebo intermediáty farmaceutik. Nevýhodou amoniových solí je jejich použití v homogenním reakčním uspořádání, a tedy komplikovaná separace z reakční směsi a nemožnost opakovaného použití. Cílem práce bude příprava heterogenních analog kvartérních amoniových solí, jejich detailní charakterizace a testování jako katalyzátorů ve vybraných reakcích. Bude sledován vliv strukturních vlastností připravených materiálů na jejich katalytickou aktivitu a v neposlední řadě možnost opakovaného použití.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Příprava, charakterizace a testování heterogenních katalyzátorů využívající 2D materiály jako nosiče pro vzácné kovy
Anotace2D materiály jsou definovány jako vrstevnaté materiály jež tvoří krystaly o minimální tloušťce jednoho až několika málo atomů. Prvním a nejznámějším zástupcem 2D materiálů je grafen, který byl v roce 2004 izolován z přírodního grafitu.Kromě grafenu byla od té doby popsána celá řada 2D materiálů. Vrstevnaté 2D materiály jsou charakteristické vysokým specifickým povrchem, schopností tvorby povrchových defektů, možností funkcionalizace jejich povrchu a řadou dalších vlastností. Pro tyto vlastnosti je jedním z možných oblastí použití těchto materiálů katalýza, kde mohou sloužit jako vhodné nosiče pro ukotvení katalyticky aktivních kovů. Významným benefitem užití 2D nosičů je možnost snížení množství aktivních kovů nezbytného pro katalyzovaní chemické reakce. Náplní práce bude hledání vhodných heterogenních katalyzátorů využívajících právě 2D nosiče pro základní organické syntézy jako jsou hydrogenace či hydroformylace. Experimentální práce bude tedy zahrnovat přípravu nosičových katalyzátorů, kdy jako nosiče budou sloužit vybrané 2D materiály, které budou modifikovány různými vzácnými kovy, jako jsou Pt, Pd, Rh či Ru.Připravené katalyzátory budou podrobně charakterizovány pomocí dostupných analytických metod (SEM/EDS, TEM, XRD, N2-fyzisorpce, Ramanova spektroskopie atd.).
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Příprava nanovlákenných katalyzátorů technikou elektrostatického zvlákňování
AnotaceHlavním cílem navrhovaného projektu je vyhodnocení významu specifických vlastností nových polymerních nanovlákenných útvarů připravených technikou elektrostatického zvlákňování pro jejich využití jako účinných nosičů katalyticky aktivních složek. Další oblasti zkoumání, na které se zaměřuje tento projekt, budou zahrnovat optimalizaci procesních parametrů elektrostatického zvlákňování vzhledem k vlastnostem připravovaných nosičů, nanášení katalyticky aktivních center nebo jejich prekurzorů a hodnocení vlivu mikrostruktury nosičů na fenomenologickou kinetiku modelových reakcí. Modelové reakce budou zahrnovat jak reakce v plynné fázi (úplná oxidace těkavých organických látek), tak reakce v kapalné fázi (selektivní hydrogenace nenasycených karbonylových sloučenin). Kromě toho bude také zkoumán vliv možných rozdílů mezi povrchem polymerní hmoty nanovláken a konvenčních katalyzátorových nosičů na katalytické vlastnosti. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemické technologie, chemické inženýrství nebo chemie materiálů; • systematický a kreativní přístup k práci; • ochota experimentovat a učit se nové věci.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Příprava nízko-dimenzionálních materiálů založených na Ge, Si a jejich směsí pro využití v heterogenní katalýze
AnotaceNízko-dimenzionální vrstevnaté materiály, jejichž vlastnosti závisí na rozsahu exfoliace a chemické modifikaci povrchu, představují slibné možnosti využití v různých oblastech nanotechnologií či v katalýze, kde byl pozorován pozitivní vliv dvou-dimenzionálního (2D) nosiče kovového katalyzátoru na jeho katalytickou aktivitu díky specifickým interakcím mezi kovem a 2D nosičem. Projekt je zaměřen na přípravu a chemické modifikace vrstevnatých materiálů založených na germaniu, křemíku a jejich směsí SixGe(1-x), s cílem připravit chemicky i opticky uniformní 2D sheety s charakteristickými rozměry v řádu desítek µm a 0D kvantové tečky s rozměry v řádu jednotek nm. Cílená modifikace a uniformita připravených nízko-dimenzionálních materiálů umožní nové způsoby studia heterogenních katalytických systémů a charakterizaci jevů jako je I) stanovení mechanismu specifických interakcí mezi 2D nosičem a kovem u litograficky nanesených platinových nanočástic či II) hodnocení propojenosti a dostupnosti porézního systému konvenčních katalyzátoru 0D kvantových teček s proměnou velikostí.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Samočistící a desinfikující povlaky na bázi TiO<sub>2</sub> a ZnO
AnotaceHlavní 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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Studie elektrolýzy vody s protonově vodivou membránou
AnotaceElektrolýza 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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Studie mezoporézní oblasti porézních materiálů skenováním hysterezní smyčky v adsorpčních-desorpčních izotermách
AnotaceSkenovací izotermy poskytují důležité informace o geometrii sítě pórů, včetně její konektivity a distribuce velikosti pórů, které nelze odhalit z hlavních adsorpčních a desorpčních izoterem. Pro analýzu konektivity porézní sítě v uspořádaných mezoporézních materiálech budou studovány adsorpčně-desorpční izotermy N2 a jejich odpovídající skenování hysterezních smyček při teplotě 77 K.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Studium fázových rovnováh pro separaci aromatických a nearomatických látek
AnotaceV separační části několika technologií aromatických látek jsou řešeny praktické problémy související s jejich výslednou čistotou, která je negativně ovlivněna přítomností nearomatických sloučenin. Protože informace o fázových rovnováhách kapalina-pára a kapalina-kapalina jsou důležité pro správný návrh nebo optimalizaci průmyslových zařízení, bude práce zaměřena na jejich experimentální stanovení a související matematické modelování chování daných systémů.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Studium selektivních elektrosorpčních procesů
AnotaceHomogenní katalyzátory na bázi platinových kovů jsou široce využívány v řadě významných reakcí (Suzukiho, Sonogaširova, Heckova reakce, Wackerova oxidace atd.). Problémem je jejich následná separace z reakčních směsí. Cílem práce bude studium možností selektivní separace pomocí elektrosorpce na vhodných redoxních (ko)polymerech, která by byla využitelná při separaci a opětovném využití těchto katalyzátorů. Při studiu bude využita kombinace řady experimentálních elektrochemických technik včetně skenovací elektrochemické mikroskopie a matematického modelování.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Substráty získávané z biomasy pro přípravu chemických specialit
AnotacePráce se bude zabývat přípravou chemických specialit, jako jsou vonné látky, pesticidy nebo látky pro farmaceutický průmysl. Výchozími látkami pro přípravu budou materiály vycházející z biomasy, například pineny nebo furfural. Bude sledována možnost využití těchto látek, bude prováděna optimalizace reakčních podmínek a bude studován vliv reakčního uspořádání na průběh reakce.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Tvorba technicko-ekonomických studií ve vývoji nových chemických procesů s využitím metod matematického modelování.
AnotaceEkonomické zhodnocení z hlediska investičních a provozních nákladů je nedílnou součástí vývoje a zavádění chemických procesů. V dnešní době je tento přístup při zavádění „zelených“ technologií poněkud podceňován, což často vede k promarněným investicím. Metody matematického modelování a simulace procesů vedou k detailnímu návrhu zařízení a umožňují sestavení materiálové a energetické bilance. Výstupy lze použít k vytvoření technicko-ekonomické studie. Práce bude analyzovat nově uvažované technologie a posoudit jejich udržitelnost na základě matematického modelování.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Vysokoteplotní palivové články
AnotaceVysokoteplotní elektrolýza vody představuje moderní, vysoce perspektivní proces úzce spojený s problematikou optimalizace provozního režimu jednotek produkce elektrické energie, které jsou v současnosti využívány k regulaci zátěže distribuční sítě. Tato regulace je nezbytná vzhledem k narůstajícímu podílu nestabilních obnovitelných zdrojů připojitelných do distribuční sítě.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Vysokoteplotní palivové články s protonově vodivou membránou
AnotacePozornost celé řady světových pracovišť zabývajících se problematikou palivových článků typu PEM se snaží vyřešit problém zvýšení jejich provozní teploty na hodnotu vyšší než 100 °C. Veškeré dosud prakticky používané systémy jsou založeny na bazickém polymerním elektrolytu impregnovaném přebytkem kyseliny fosforečné. Jako katalytická vrstva pak slouží struktury založené na polymerem vázaných Pt částicích fixovaných na uhlíkovém nosiči. Zásadní nevýhodu tohoto uspořádání představuje uvolňování kyseliny fosforečné do katalytické vrstvy a její vysoká korozní agresivita za používaných provozních teplot. Vyřešení tohoto problému, stejně jako bližší pochopení degradačních dějů za zvýšených teplot, představují zásadní výzkumné cíle nezbytné pro další rozvoj a širší aplikaci těchto systémů.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav anorganické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Využití podvojných vrstevnatých hydroxidů jako nosičů biologicky aktivních substancí
AnotacePodvojné vrstevnaté hydroxidy, známé také jako sloučeniny typu hydrotalcitu nebo aniontové jíly, tvoří důležitou skupinu materiálů s širokým spektrem využití. Mohou sloužit jako katalyzátory, prekursory katalyzátorů nebo iontoměniče. Uplatnit se mohou také v sorpčních a dekontaminačních procesech, mohou být využity rovněž pro interkalaci nejrůznějších látek včetně léčiv. Cílem práce bude tyto materiály připravit, modifikovat jejich povrch sloučeninami na bázi silanolů a charakterizovat vhodnými metodami. Připravené materiály budou využity jako nosičové materiály pro imobilizaci vybraných aktivních substancí.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Využití umělé inteligence pro optimalizaci procesů v rafinérsko-petrochemickém komplexu
AnotaceCílem práce bude využít umělých neuronových sítí pro řízení a optimalizaci procesů zpracování ropy a výroby petrochemikálií. Práce bude zaměřena na vytvoření modelů predikce klíčových procesních parametrů, které jsou zásadní pro celkovou ekonomiku a řízení procesů. Pro práci budou využity a propojeny existující systémy řízení jednotek, systém sběru, monitoringu a historizace provozních dat a laboratorní informační systém. Pro generování trénovacích sad provozních dat neuronových sítí budou využity vedle reálných dat i stávající operátorské tréninkové simulátory, které jsou založeny na komerčním software Aspen HYSYS. Získané matematické modely umělých neuronových sítí a praktické zkušenosti budou využity mimo jiné i k rozšiřování systémů vyššího řízení procesů tzv. Advanced process control, či nahrazení některých složitých nebo zdlouhavých analytických postupů.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
Zhodnocení využitelnosti produktů tepelného zpracování odpadů a alternativních surovin v ethylenové pyrolýze
AnotacePráce bude zaměřena na zhodnocení využitelnosti produktů primárního tepelného zpracování organických odpadů (např. odpadní plasty) a alternativních surovin (biomasa) v procesu ehtylenové pyrolýzy. Jejím cílem bude experimentální studium produktů a výtěžků pyrolýzy uvedených surovin, přenos získaných výsledků do provozního měřítka a srovnání ekonomických parametrů takového pracování s jinými způsoby využití. Laboratorní studium bude založeno na experimentech v mikropyrolýzním reaktoru. Přenos výsledků do provozního měřítka bude řešen na základě srovnání s referenčními výsledky tradičních surovin s využitím principů strojového učení.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav organické technologie, FCHT, VŠCHT Praha
|
Aktualizováno: 6.1.2022 11:28, Autor: Jan Kříž