|
|
Studium chemických procesů iniciovaných elektrickým výbojem v kapalinách
Možíšová, Aneta ; Zlámalová Gargošová, Helena (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce v první části přibližuje proces zapálení plazmatického výboje ve vodných roztocích, generaci částic, které při výboji vznikají a jejich následné analyzování vhodnými analytickými metodami. Druhá část je zaměřena na konkrétní případy použití plazmatického výboje v prostředí vybraného elektrolytu, pro jednotlivé experimenty byly vybrány fosforečnany a pro porovnání chlorid sodný. Fosforečnany byly vybrány zejména díky jejich stabilnímu pH, jako možné výhodě při výboji. Cílem je získat nejideálnější prostředí pro zapálení plazmatického výboje a optimalizovat danou metodu, která by se následně dala využít pro medicínské účely, zejména při sterilizaci nástrojů
|
|
|
Studium rozkladu těkavých uhlovodíků v nerovnovážném plazmatu klouzavého obloukového výboje za atmosférického tlaku
Töröková, Lucie ; Rašková, Zuzana (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
V teoretické části diplomové práce se zabývám principem klouzavého obloukového výboje v nerovnovážném plazmatu, jeho vlastnostmi a použitím na rozklad těkavých organických látek (VOC). Plazmové techniky vytváří perspektivní alternativu ke klasickým metodám jako jsou například adsorpce, biofiltry, termické procesy, vymražování a kondenzace. Dále je v teoretické části popsána metoda použitá k analýze produktů rozkladu, plynová chromatografie spojená s hmotnostním spektrometrem (GC-MS). Experimentální část přináší celkový popis aparatury založené na klouzavém obloukovém výboji (GlidArc), v němž byly rozkládány těkavé organické látky. Těkavá organická látka je do reaktoru vnášena ze zásobníku nosným plynem (dusíkem). Jako pracovní plyn byl užíván syntetický vzduch. Na reaktor navazuje zařízení pro odběr vzorků k analýze. Zařízení je vybaveno několika otvory pro odběr vzorků metodou SPME vláken, metodu sorpčních trubiček a speciální otvor pro vstup sondy z přístroje Testo 350 M/XL, který umožňuje okamžitou analýzu nízkomolekulárních látek. Pro stanovení vysokomolekulárních produktů rozkladu byla využita technika GC-MS. Přímo byly analyzovány produkty rozkladu nasorbované na SPME vláknech, látky sorbované aktivním uhlím byly extrahovány pomocí sirouhlíku. Analýzou vzorků odebraných pomocí SPME vláken byly nalezeny hlavní produkty rozkladu, kterými jsou v případě hexanu pentanal, 4 metyl-3-pentanal, 2-butoxy-etanol a pentan. V případě rozkladu cyklohexanu byly detekovány 3-metyl-butanal, propanal, cyklohexanon, 5-hexenal a 2-pentyn-1-ol, hlavními produkty rozkladu xylenu pak byly metyl-benzen, benzaldehyd, 4-metyl-benzaldehyd, 1-nitroethyl-benzen a metanol-benzen. Vzorky odebrané pomocí sorpčních trubiček po analýze ukázaly, že se sorbovala především látka, která byla rozkládána, ale produkty rozkladu byly přítomny v příliš nízké koncentraci pro adekvátní analýzu. Proto byly sorpční trubičky využity jen pro kvantitativní stanovení rozkladu látek v závislosti na dodávaném výkonu. Závislost rozkladu látek na výkonu byla sledována i pomocí SPME vláken, která byla použita pro kvalitativní stanovení. Získané výsledky byly téměř shodné v obou případech odběrových technik. Z nízkomolekulárních sloučenin byly při rozkladu všech látek zjištěny v podstatě stejné produkty. Jsou jimi oxid uhličitý, vodík, oxid dusnatý, oxid dusný a voda. Získané výsledky ukazují, že při rozkladu VOC látek vzniká kromě řady potenciálně nebezpečných produktů rozkladu i významné množství oxidů dusíku, který není šetrný k životnímu prostředí. Proto bude nezbytné se studovanou problematikou dále zabývat zejména s ohledem na omezení generace NOx. Na základě kinetického rozboru pak bude možné optimalizovat podmínky rozkladu samotných VOC.
|
|
|
Studium vlivu elektrolytů na stabilitu a efektivitu diafragmového výboje
Němcová, Lucie ; Krčma, František (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na tzv. diafragmový výboj, což je jeden z druhů elektrického výboje v kapalině, který lze přiřadit mezi tzv. AOP´s techniky v současnosti stále více používané k čištění vody. Jedním z ukazatelů efektivity a stability diagramového výboje je vznik peroxidu vodíku. V teoretické části se nachází podrobnější popis principu elektrického výboje v kapalině, dále jsou zde uvedeny vlastnosti elektrolytů a popsána obecně spektrofotometrická metoda stanovení získaného vzorku. V experimentální části je uveden podrobný popis průběhu experimentu. Následuje část výsledky a diskuze, kde jsou uvedeny konkrétní výsledky jednotlivých měření a jejich zdůvodnění. Poslední kapitolou je závěr, který tvoří celkové shrnutí a zhodnocení všech výsledků. Při použití všech vybraných elektrolytů docházelo při diafragmovém výboji v roztoku k tvorbě peroxidu vodíku. Byly použity anorganické i organické elektrolyty. Mezi anorganické elektrolyty patřily např. roztoky halogenidů, dále dusičnan sodný jako zástupce dusičnanů, dihydrogenfosforečnan draselný jako zástupce fosforečnanů apod. Zástupcem organických elektrolytů byla kyselina citronová. Hlavní vliv na tuto tvorbu měla hodnota počáteční vodivosti elektrolytů. Největší vliv na efektivitu a stabilitu diafragmového výboje měly elektrolyty dihydrogenfosforečnan draselný a síran sodný. Jejich rychlostní konstanty dosahovaly při použití roztoku s počáteční vodivostí cca 400 mikrosiemens nejvyšších hodnot, konkrétně 0,0492 mmol/l.min a 0,048 mmol/l.min. Naopak nejnižší hodnoty dosahovala při přibližně stejné počáteční vodivosti rychlostní konstanta elektrolytu chloridu amonného – 0,0269 mmol/l.min. V průběhu experimentů se používaly nerezové a platinové elektrody. Bylo zjištěno, že materiál nemá vliv na generaci peroxidu vodíku. Peroxid vodíku vznikal pouze v katodovém prostoru.
|
|
|
Study on the influence of plasma activated water on seed germination
Vozár, Tomáš ; Zlámalová Gargošová, Helena (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with study on the influence of plasma activated water on wheat seed germination. After interaction with the plasma, the water changes its composition and obtain new properties that are useful in agriculture. The theoretical part is divided into two parts. The first part of the theory is dealing with basic knowledge about plasma, its properties, and possibilities of plasma generation in laboratory conditions. In the second part, the work deals with plasma activated water – PAW. The preparation of plasma activated water is described in details as well as its physical-chemical properties and composition with respect to the PAW possible applications. The aim of the experimental part of this work was to prepare plasma activated water in three different plasma systems and apply it on wheat seeds. These three ways of activation used direct and indirect interaction of plasma with water surface. After the seeds were germinated, the influence of plasma activated water on seed germination and quality of crops was observed and compared to control samples. The influence of different ways of water activation was also evaluated. Results show positive effects of plasma activated water on the seed germination and it also increased the quality of crops. Next steps in this research should be the transfer of this experiment from the laboratory scale on the Petri dish to the pot experiments in soil.
|
|
|
Diagnostika plazmatu výboje ve vodných roztocích a jeho aplikace
Holíková, Lenka ; Brablec, Antonín (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato práce pojednává o studiu parametrů diafragmového výboje ve vodném roztoku. Jako vodivé médium byl používán roztok NaCl o různých vodivostech. Vodivosti byly nastavovány v rozmezí 220 až 1000 µS cm-1. Byly použity dvě diagnostické metody pro zkoumání parametrů plazmatu. První z nich probíhala v Laboratoři plazmochemie na Fakultě chemické Vysokého učení technického v Brně, a sice optická emisní spektroskopie. Jako druhá metoda byla použita diagnostika pomocí časově rozlišené ICCD kamery v Laboratoire de Physique des Plasmas na École Polytechnique v Paříži. Reaktor pro měření emisních spekter měl objem 4 l a byl vyroben z polykarbonátu. Polyethylentereftalátová diafragma byla umístěna v přepážce oddělující katodový a anodový prostor. Elektrody byly vyrobeny z titanu, potaženého platinou. Elektrický zdroj dodával stejnosměrné konstantní napětí do 5 kV a proudy do 300 mA. Dále byl použit spektrometr Jobin Yvon TRIAX 550 s CCD detektorem. Optickou emisní spektroskopií byla proměřena přehledová spektra v rozsahu 200 až 900 nm, dále molekulová spektra OH a čárové spektrum Hß. Všechna spektra byla snímána pro obě polarity výboje, tj. u katody i u anody. Z naměřených spekter byly následně počítány základní diagnostické parametry plazmatu, což jsou rotační a elektronová teplota a hustota elektronů. Další část experimentu sestávala z měření s ICCD kamerou iStar 734. Byly použity dva typy reaktorů, první čtyřlitrový byl stejný jako reaktor použitý pro měření optické emisní spektroskopie. Druhý, taktéž vyrobený z polykarbonátu, měl objem vodivého roztoku 110 ml a byly v něm použity elektrody vyrobené z nerez oceli. V obou reaktorech byla použita keramická diafragma (Shapal-MTM). Diafragmy měly různé tloušťky a průměry dírek. ICCD kamerou byl snímán průběh generace bublin a zapalování výboje v závislosti na použitých vodivostech a rozměrech diafragmy vždy v obou elektrodových prostorech.
|
|
|
Analýza vonných látek v plazmatem ošetřené cibuli
Krejsová, Lenka ; Kozáková, Zdenka (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá analýzou vonných látek v cibuli, která byla před sadbou vystavena působení plazmatu. Úprava proběhla za účelem zjištění, zda se zlepší růst cibule a její výnosy. Teoretická část se zabývá kvantitativními a kvalitativními metodami stanovení těkavých látek. Obsahuje princip a instrumentaci hmotnostní spektrometrie a také tandemového zapojení plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií. V experimentální části byl vylisováním získán kapalný vzorek. Po 60 minutách byly syté páry analyzovány pomocí hmotnostní spektrometrie s reaktivní ionizací (PTR-MS). Díky této analýze byla zjištěna koncentrace těkavých látek. Některé vzorky byly analyzovány pomocí plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií pro identifikaci přítomných vonných látek, protože PTR-MS neumožňuje rozlišit izomery. Následně byla data zpracována a vyhodnocena. Ze získaných výsledků je patrné, že úprava plazmatem má vliv na koncentraci vonných látek. Po šesti měsících skladování se zvýšila přítomnost některých těkavých látek v důsledku zvýšené biologické aktivity.
|
|
|
Plazmatem aktivovaná voda připravená elektrickým výbojem v kapalině
Možíšová, Aneta ; Krčma, František (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Cílem diplomové práce je generace aktivních částic v plazmatem aktivované vodě (PAW) pomocí nízkoteplotního plazmatického výboje. V práci se zaměřuji na stanovení peroxidu vodíku, dusitanů a dusičnanů jako aktivních částic. Praktická část je zaměřena na konkrétní případ použití plazmatického výboje ve vybraných elektrolytech, rozpuštěných ve vodném roztoku. Zde byly pro jednotlivé experimenty vybrány tři fosforečnany, lišící se počtem kyselých vodíků, a pro srovnání chlorid sodný a kohoutková voda. Fosforečnany byly vybrány díky jejich stabilnímu držení pH během plazmatického výboje v roztoku, aby bylo možné sledovat vliv pH. Experimenty byly zaměřeny na prozkoumání stability aktivních částic v PAW, za jakých podmínek je nejvyšší produkce těchto částic a jaký vliv na výsledek má hodnota pH. Bylo zjištěno, že peroxid vodíku se nejvíce generuje v zásaditém prostředí, ale lepší stabilitu vykazuje v neutrálním. Koncentrace vygenerovaných dusitanů není vysoká, ale vykazuje stabilitu, a to bez ohledu na polaritě hlavní elektrody použité pro generaci PAW. Dusitany se nejvíce generovaly v zásaditém prostředí a dusičnany v prostředí kyselém. Jedním ze závěrů je také to, že dusičnany nejsou příliš stabilní částicí v PAW. Díky aktivaci a oxidačním schopnostem plazmatem aktivované vody lze tuto metodu využít v medicíně nebo zemědělství
|
|
|
Studium sterilizačního účinku dielektrického bariérového výboje na eukaryotní mikroorganismy
Vojkovská, Hana ; Ing.Hana Grossmannová, Ph.D. (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
V současnosti je využívána celá řada dekontaminačních postupů k inaktivaci mikroorganismů na nejrůznějších materiálech a předmětech. Vážným nedostatkem těchto konvenčních metod je to, že zatěžují exponovaný materiál teplem nebo chemikáliemi. Předložená bakalářská práce se zabývá plazmovou sterilizací, která je šetrnější a účinná na široké spektrum prokaryotních i eukaryotních mikroorganismů. Působí na ně několika mechanismy založenými na účincích UV-záření, aktivních částic a teploty. V našem případě byly sledovány účinky dielektrického bariérového výboje (DBD) za atmosférického tlaku na bioindikátor Aspergillus niger. Výboj byl generován v dusíku a argonu. Jako nosný materiál byl použit papír a PET-fólie. Byl studován vliv různých pracovních podmínek na efektivitu sterilizace. Konkrétně šlo o vliv délky expozičního času v plazmatu, hustoty plazmového výkonu, typu pracovního plynu a nosného média. Výsledky ukázaly, že s rostoucí hustotou výkonu, případně délky expozičního času vzorků plazmatem, roste sterilizační účinek DBD. Při srovnání výsledků získaných při stejných podmínkách v dusíku a argonu byl vyšší sterilizační účinek pozorován v argonu. Doba sterilizace se pohybovala od 40 s do 150 s v závislosti na použité hustotě plazmového výkonu, plynu a nosném médiu. Dále byl prokázán vliv nosného média na efektivitu sterilizace. Ukázalo se, že v případě papíru dochází k tzv. ”efektu stínění”. Mikroorganismy mohou být zachyceny v pórech papíru, což může vést k zhoršení kontaktu mikroorganismu s plazmatem a následně tak snížit účinnost dekontaminačního procesu. Pórovitost papíru navíc ztěžuje uvolnění spor do roztoku, takže se z něj získá vždy méně mikroorganismů než z PET-fólie. Pomocí optické emisní spektroskopie byla provedena spektrální analýza plazmatu.
|
|
|
Diafragmový výboj v roztocích organických barviv
Pajurková, Jana ; Možíšková, Petra (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato diplomová práce byla zaměřena na rozklad barviv Saturnové červeni L4B (Direct Red 79) a Saturnové modři LB (Direct Blue 106) stejnosměrným diafragmovým výbojem (DC-DD). Výkon dodávaný do systému byl mezi 160 a 180 W. V průběhu stejnosměrného diafragmového výboje se mění vodivost a pH v jednotlivých elektrodových prostorech, proto byl prozkoumán vliv změny pH a vodivosti na samotné roztoky barviv. Všechny vzorky byly proměřeny UV-VIS spektrometrem v rozmezí vlnových délek 300-800 nm. Významná závislost vodivosti nebyla zaznamenána, zatímco pH výrazně ovlivňuje absorpční křivky barviv. Časová spektra ukázala, že Saturnová červeň L4B (Direct Red 79) podléhá výrazným změnám. Dalším bodem bylo srovnání účinnosti rozkladu barviv stejnosměrným diafragmovým výbojem s audiofrekvenčním diafragmovým výbojem a elektrolýzou. Rozklad barviv audiofrekvenčním výbojem (AF-DD) nenastal při nastavených podmínkách (napětí 80–120 V, proud 2,2 A, frekvence 2 kHz). V případě stejnosměrného diafragmového výboje hraje důležitou roli elektrolýza. Elektrolýza má na rozklad barviv vliv až 15 %. Byl prozkoumán také čerpací efekt u stejnosměrného diafragmového výboje. Byť jsou jednotlivé elektrodové prostory propojeny pouze malou štěrbinou v nevodivé přepážce (štěrbina má průměr 0,3 mm), roztoky z anodového a katodového prostoru se z 10 % ovlivňují. V neposlední řadě byly také popsány degradační produkty Saturnové červeni L4B obou elektrodových prostorů, vznikajících při stejnosměrném diafragmovém výboji. Rozkladné produkty byly stanoveny pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie (HPLC) spojené s hmotnostním spektrometrem.
|
|
|
Diagnostika elektrických výbojů v kapalinách
Vašíček, Michal ; Mazánková, Věra (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Cílem této práce je proměření elektrických charakteristik zapálení stejnosměrného elektrického výboje v roztoku elektrolytu a vyhodnocení jednotlivých parametrů (napětí, proud, světelný signál a zvuk). Výsledkem je porovnání těchto parametrů při přechodu z diafragmové na kapilární konfiguraci použitím statických a dynamických charakteristik. Další část popisuje vzájemné rozdíly a určuje přibližnou hranici mezi jednotlivými konfiguracemi. Studium stejnosměrného elektrického výboje generovaného na dírce bylo prováděno v polykarbonátovém reaktoru o celkovém objemu 110 ml rozděleného měnitelnou polyacetátovou přepážkou. Na tyto přepážky byla umístěna série keramických disků značky Shapal o tloušťce 0,3–1,5 mm se středovou dírkou o průměru 0,3 mm. Rozdělením vznikly dvě přibližně stejně velké komory, z nichž každá obsahovala nerezovou elektrodu. Na elektrody bylo dodáváno stejnosměrným zdrojem vysoké napětí o výkonu až 500 W. Jako elektrolyt byl použit roztok NaCl s počáteční vodivostí 570 S/cm. Časově rozlišené charakteristiky byly zaznamenávány na čtyřkanálovém osciloskopu Tektronix TDS 2024B, na němž bylo měřeno napětí přes sondu HV Tektronix P6015A, proud přes odpor 5,13 , zvuk piezoelektrickým mikrofonem pod reaktorem a emitované světlo výboje pomocí optického vlákna u otvoru v přepážce. Naměřením a zpracováním časově rozlišených charakteristik jednotlivých parametrů bylo dosaženo přesného popisu chování diafragmové a kapilární konfigurace. Byly popsány rozdíly napětí při fázi generace bublin a zapálení výboje. Práce obsahuje zejména popis chování kavitujících bublin a přibližně stanovuje přechod mezi diafragmovou a kapilární konfigurací na l/d = 3 (kde l je tloušťka přepážky a průměr dírky je značen d).
|
host ::
RSS.