|
|
Hydratace biouhlu připraveného mikrovlnnou pyrolýzou vodárenského kalu
Miklasová, Marta ; Komendová, Renata (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Mikrovlnná pyrolýza představuje možné řešení problému likvidace vodárenských kalů. Jedním z výsledných produktů pyrolýzy je biouhel, amorfní porézní uhlíkatý materiál, který stále více nalézá uplatnění v zemědělství jako půdní kondicionér. Biouhel obvykle vykazuje hydrofobní charakter, nicméně jeho použití často vede ke zvýšení zádrže vody v půdách. Důvody tohoto zlepšení proto nelze vysvětlit pouze vysokou porozitou biouhlu. Tato práce se snaží přispět k pochopení interakce vody a biouhlu za různých environmentálně relevantních podmínek, tj. přímého přídavku vody do biouhlu a adsorpce vody při různých relativních vlhkostech vzduchu. Častými metodami, které se používají k pochopení vztahu mezi organickými materiály a vodou, jsou metody termické analýzy. Mezi ty patří i technika DSC, která byla v této práci využita. První experiment zahrnoval měření entalpie tání mrznoucí vody v pórech biouhlu, jehož výsledky poukazovaly na strukturu ledu odrážející povahu pórů v biouhlu. Dále se experiment zaměřil na stanovení množství tzv. nemrznoucí vody, která odráží především mikroporozitu systému. Nemrznoucí voda byla zjištěna extrapolací na nulovou měrnou entalpii tání a její množství činilo 0,13–0,15 mg na mg sušiny. Druhý experiment se zaměřil na výparnou entalpii vody z biouhlu, která poukazuje na to, jak silně je celková voda vázaná. Také nepřímo vede k pochopení, jakým způsobem a jak snadno se voda z biouhlu uvolňuje a naopak přijímá. Srovnáním výsledků pro vázanou a čistou vodu lze dedukovat, že vazba vody v biouhlu je asi o 10–20 % slabší. To vede k závěru, že výměna vody mezi biouhlem a půdou je poměrně rychlá i přes relativní hydrofobicitu biouhlu.
|
|
|
Vliv nanočástic různých forem oxidu titaničitého na vlastnosti půdní organické hmoty
Miklasová, Marta ; Řezáčová, Veronika (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Nanočástice představují potenciální riziko pro životní prostředí, mezi jehož složky patří i půda. V minulosti byly publikovány práce, které potvrdily negativní efekty nanočástic na půdní biotu, avšak studie zabývající se vlivem nanočástic na vlastnosti půdy jsou prozatím omezené. Proto se tato práce zabývá efektem 20 nm velkých nanočástic oxidu titaničitého na vlastnosti vody v půdní organické hmotě při různých relativních vlhkostech vzduchu, jimž byla půda vystavena. Při 43, 70 a 95 % převládají v půdě různé typy vody, tj. voda adsorbovaná na organickou hmotu, voda ve vodních molekulových můstcích a fázová voda. Pro studium vlivu nanočástic na vodu v půdní organické hmotě byla využita diferenční kompenzační kalorimetrie (DSC). Bylo zjištěno, že nanočástice snižují stabilitu vodních molekulových můstků při 70% relativní vlhkosti vzduchu a obecně snižují výparnou entalpii vody, která je mírou schopnosti půdy zadržovat vodu. Dále byl pozorován vliv na celkovou vodu v půdě. Při nízkých relativních vlhkostech byly zjištěny rozdílné účinky rutilu a anatasu v důsledku jejich různé hydrofility. U vyšších relativních vlhkostí tento efekt zanikal. Jako poslední byla změřena entalpie tání ledu a výparná entalpie vody roztoků nanočástic pro potvrzení efektu nanočástic na vodu. U entalpie tání ledu došlo ke zvýšení hodnoty v porovnání s čistou vodou, zatímco u výparné entalpie došlo ke snížení hodnot, což potvrdilo účinek nanočástic jak na čistou vodu, tak i na vodu v půdě.
|
|
|
Vliv nanočástic různých forem oxidu titaničitého na vlastnosti půdní organické hmoty
Miklasová, Marta ; Řezáčová, Veronika (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Nanočástice představují potenciální riziko pro životní prostředí, mezi jehož složky patří i půda. V minulosti byly publikovány práce, které potvrdily negativní efekty nanočástic na půdní biotu, avšak studie zabývající se vlivem nanočástic na vlastnosti půdy jsou prozatím omezené. Proto se tato práce zabývá efektem 20 nm velkých nanočástic oxidu titaničitého na vlastnosti vody v půdní organické hmotě při různých relativních vlhkostech vzduchu, jimž byla půda vystavena. Při 43, 70 a 95 % převládají v půdě různé typy vody, tj. voda adsorbovaná na organickou hmotu, voda ve vodních molekulových můstcích a fázová voda. Pro studium vlivu nanočástic na vodu v půdní organické hmotě byla využita diferenční kompenzační kalorimetrie (DSC). Bylo zjištěno, že nanočástice snižují stabilitu vodních molekulových můstků při 70% relativní vlhkosti vzduchu a obecně snižují výparnou entalpii vody, která je mírou schopnosti půdy zadržovat vodu. Dále byl pozorován vliv na celkovou vodu v půdě. Při nízkých relativních vlhkostech byly zjištěny rozdílné účinky rutilu a anatasu v důsledku jejich různé hydrofility. U vyšších relativních vlhkostí tento efekt zanikal. Jako poslední byla změřena entalpie tání ledu a výparná entalpie vody roztoků nanočástic pro potvrzení efektu nanočástic na vodu. U entalpie tání ledu došlo ke zvýšení hodnoty v porovnání s čistou vodou, zatímco u výparné entalpie došlo ke snížení hodnot, což potvrdilo účinek nanočástic jak na čistou vodu, tak i na vodu v půdě.
|
|
|
Hydratace biouhlu připraveného mikrovlnnou pyrolýzou vodárenského kalu
Miklasová, Marta ; Komendová, Renata (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Mikrovlnná pyrolýza představuje možné řešení problému likvidace vodárenských kalů. Jedním z výsledných produktů pyrolýzy je biouhel, amorfní porézní uhlíkatý materiál, který stále více nalézá uplatnění v zemědělství jako půdní kondicionér. Biouhel obvykle vykazuje hydrofobní charakter, nicméně jeho použití často vede ke zvýšení zádrže vody v půdách. Důvody tohoto zlepšení proto nelze vysvětlit pouze vysokou porozitou biouhlu. Tato práce se snaží přispět k pochopení interakce vody a biouhlu za různých environmentálně relevantních podmínek, tj. přímého přídavku vody do biouhlu a adsorpce vody při různých relativních vlhkostech vzduchu. Častými metodami, které se používají k pochopení vztahu mezi organickými materiály a vodou, jsou metody termické analýzy. Mezi ty patří i technika DSC, která byla v této práci využita. První experiment zahrnoval měření entalpie tání mrznoucí vody v pórech biouhlu, jehož výsledky poukazovaly na strukturu ledu odrážející povahu pórů v biouhlu. Dále se experiment zaměřil na stanovení množství tzv. nemrznoucí vody, která odráží především mikroporozitu systému. Nemrznoucí voda byla zjištěna extrapolací na nulovou měrnou entalpii tání a její množství činilo 0,13–0,15 mg na mg sušiny. Druhý experiment se zaměřil na výparnou entalpii vody z biouhlu, která poukazuje na to, jak silně je celková voda vázaná. Také nepřímo vede k pochopení, jakým způsobem a jak snadno se voda z biouhlu uvolňuje a naopak přijímá. Srovnáním výsledků pro vázanou a čistou vodu lze dedukovat, že vazba vody v biouhlu je asi o 10–20 % slabší. To vede k závěru, že výměna vody mezi biouhlem a půdou je poměrně rychlá i přes relativní hydrofobicitu biouhlu.
|
host ::
RSS.