|
|
Syntéza hierarchických zeolitů pro přípravu chemických specialit
Veselý, Ondřej ; Eliášová, Pavla (vedoucí práce) ; Přech, Jan (oponent)
Syntéza hierarchických zeolitů pro přípravu chemických specialit Řešitel: Bc. Ondřej Veselý Školitel: Mgr. Pavla Eliášová, Ph.D. Praha, 2019 Abstrakt (v českém jazyce): Diplomová práce je zaměřena na syntézu hierarchických (mikro-mezoporézních) zeolitů několika různými metodami a na jejich uplatnění v katalytických reakcích. Byly zkoumány texturní a kyselé vlastnosti hierarchických materiálů připravených různými postupy, stejně jako vliv topologie krystalu a typu kyselosti na výsledek reakcí. Práce byla vypracována na katedře Fyzikální a makromolekulární chemie Univerzity Karlovy pod dohledem Mgr. Pavly Eliášové, Ph.D. Práce je rozdělena na tři části. V první části bylo zkoumáno a porovnáváno několik metod přípravy hierarchických zeolitů a jejich použití v katalytických reakcích. Desilikace, selektivní odstraňování křemíku ze struktury, je post-syntetická metoda, kterou lze použít k tvorbě mezopórů. Mezopóry vznikají jako defekty ve struktuře zeolitu. Distribuce velikostí takto vytvořených mezopórů je ovšem značně široká. Velikosti vznikajících pórů lze částečně ovlivnit použitím alkylamonných kationtů, které chrání povrch krystalu během desilikace. K desilikaci byl použit zeolit MTW, který obsahuje jednorozměrné, paralelně orientované mikropóry (o šířce 0,56 až 0,60 nm). Ačkoli důsledkem desilikace bylo...
|
|
|
Metal nanoparticles in zeolites
Zhang, Yuyan ; Čejka, Jiří (vedoucí práce) ; Zima, Vítězslav (oponent) ; Kubička, David (oponent)
Zeolity se zapouzdřenými kovovými nanočásticemi vzbudily v heterogenní katalýze velkou pozornost díky své vysoké katalytické aktivitě, selektivitě a stabilitě. Tato diplomová práce byla zaměřena na syntézu zeolitových katalyzátorů s malými a rovnoměrně distribuovanými kovovými nanočásticemi. Hlavními cíly bylo zapouzdření kovových nanočástic do zeolitu pomocí kokrystalizační strategie a 2D-3D transformce zeolitu. Doktorská práce byla provedena na oddělení syntézy a katalýzy J. Heyrovského Ústav fyzikální chemie a Katedře fyzikální a makromolekulární chemie na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy pod dohledem Prof. Jiřího Čejky. Zeolity jsou anorganické krystalické hlinitokřemičitany s mikroporézní strukturou. Mikropóry zeolitů poskytují ideální prostředí pro umístění kovových nanočástic. Kovových nanočástice vznikající v mikropórech zeolitu mohou být omezeny jeho krystalickou mříží, zabraňující agregaci a vyplavování kovu během reakčního procesu. Průměry mikropórů zeolitu se obvykle pohybujív rozmezí0,3-1,5 nm, což může sloužit k oddělení molekul v závislosti na jejich velikosti a tvaru, čímž se katalyzátory zeolite s kovovými nanočásticemi obohatí o tvarovou selektivitu. Zapouzdření kovových nanočástic do zeolitů může navíc ovlivnit distribuci kovových a kyselých center a vytvořit tak...
|
|
|
Theoretical Study of Influence of Silanol Nest Defects on Hydrolysis of Zeolite Chabazite
Vacek, Jaroslav ; Grajciar, Lukáš (vedoucí práce) ; Fišer, Jiří (oponent)
Tato práce je soustředěna na výzkum vlivu defektu silanolového hnízda na hydrolýzu zeolitů v přítomnosti horké vodní páry. Motivací této studie jsou nedávné experimentální práce, které ukazují, že přítomnost silanolového hnízda usnadňuje a urychluje hydrolýzu zeolitů. Přítomnost horké vodní páry simuluje podmínky podobné těm, které doprovází některé významné průmyslové procesy. Výzkum samotný byl proveden s využitím výpočtů pomocí teorie funkcionálu hustoty. K určení vlivu silanolového hnízda na hydrolýzu Chabazitu byly použity dva modely, nedefektní model s ideální jednotkovou celou a defektní model obsahující silanolové hnízdo. Oba modely byly periodické modely čistě křemičitého Chabazitu s 36, respektive 35 Si tetraedry. Na obou modelech byla uvažována vícekroková hydrolýza vedoucí až k odělení klastru Si(OH)4 od struktury zeolitu. Tento proces je znám jako totální desilikace. Na obou modelech bylo nalezeno více možných cest hydrolýzy, které byly porovnány a diskutovány. Výsledky z obou modelů pak byly porovnány navzájem a to jak nejpříznivější cesty hydrolýzy z obou modelů, tak aritmetické průměry všech uvažovaných cest. Získaná data naplnila očekávání stanovená experimentem, že silanolové hnízdo usnadňuje a urychluje hydrolýzu zeolitu.
|
|
|
Teoretické zkoumání interakce vody se zeolity za vysokých teplot
Benešová, Tereza ; Heard, Christopher James (vedoucí práce) ; Fišer, Jiří (oponent)
Tato práce se zabývala teoretickým studiem hydrolýzy a izotopické výměny kyslíků v zeolitu chabazitu za vysokých teplot. Teoretická studie byla provedena metodami výpočetní chemie, konkrétně s využitím teorie funkcionálu hustoty. Reakce vody se zeolitem byly modelovány pomocí periodického modelu, ve kterém byl chabazit reprezentován periodicky se opakující supercelou sestávající z 36 Si/Al tetraedrů. Reakce byly studovány pro jednu nebo dvě molekuly vody, tedy pro situace odpovídající vysokým teplotám. Byly nalezeny relevantní mechanismy izotopické výměny kyslíku a byla diskutována jejich kompetice s hydrolýzou zeolitové mřížky.
|
|
|
Syntéza hierarchických zeolitů pro přípravu chemických specialit
Veselý, Ondřej ; Eliášová, Pavla (vedoucí práce) ; Přech, Jan (oponent)
Syntéza hierarchických zeolitů pro přípravu chemických specialit Řešitel: Bc. Ondřej Veselý Školitel: Mgr. Pavla Eliášová, Ph.D. Praha, 2019 Abstrakt (v českém jazyce): Diplomová práce je zaměřena na syntézu hierarchických (mikro-mezoporézních) zeolitů několika různými metodami a na jejich uplatnění v katalytických reakcích. Byly zkoumány texturní a kyselé vlastnosti hierarchických materiálů připravených různými postupy, stejně jako vliv topologie krystalu a typu kyselosti na výsledek reakcí. Práce byla vypracována na katedře Fyzikální a makromolekulární chemie Univerzity Karlovy pod dohledem Mgr. Pavly Eliášové, Ph.D. Práce je rozdělena na tři části. V první části bylo zkoumáno a porovnáváno několik metod přípravy hierarchických zeolitů a jejich použití v katalytických reakcích. Desilikace, selektivní odstraňování křemíku ze struktury, je post-syntetická metoda, kterou lze použít k tvorbě mezopórů. Mezopóry vznikají jako defekty ve struktuře zeolitu. Distribuce velikostí takto vytvořených mezopórů je ovšem značně široká. Velikosti vznikajících pórů lze částečně ovlivnit použitím alkylamonných kationtů, které chrání povrch krystalu během desilikace. K desilikaci byl použit zeolit MTW, který obsahuje jednorozměrné, paralelně orientované mikropóry (o šířce 0,56 až 0,60 nm). Ačkoli důsledkem desilikace bylo...
|
|
|
Design of zeolite materials with tailored interlayer structure and tunable textural properties
Kasneryk, Valeryia ; Opanasenko, Maksym (vedoucí práce) ; Zima, Vítězslav (oponent) ; Shvets, Oleksiy (oponent)
V posledních deseti letech germanosilikátové zeolity přitahovaly velkou pozornost vědců. Důvodem pro tento zájem jsou jedinečné strukturní vlastnosti germanosilikátů, které zahrnují zeolity UTL, UOV, ITH, IWR, IWW a CIT-13. Struktury těchto materiálů obsahují křemíkové vrstvy spojené jednotkami "double four ring" (D4R), které jsou přednostně obsazeny atomy germania. Hydrolytická nestabilita chemických vazeb Ge-O ve srovnání s vazbami Si-O v zeolitech nabízí možnost kontrolovatelné selektivní transformace germanosilikátů na nové typy zeolitů včetně jejich 2D analogů. Tato disertační práce se zabývá modifikací struktury a texturních vlastností germanosilikátů s použitím různých způsobů postsyntetické modifikace: ADOR (Assembly - Disassembly - Organization - Reassembly) přeměnou a postsyntetickou degermanací a aluminací. Práce byla vypracována na Oddělení syntézy a katalýzy Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i. pod vedením Dr. Maksyma Opanasenka a prof. Jiřího Čejky. První metodou postsyntetické úpravy materiálů byla v této práci syntéza zeolitů pomocí ADOR přeměny. Studium germanosilikátů UOV, CIT-13 a IWR, které obsahují D4R jednotky bohaté na germanium umožnilo rozšířit skupinu IPC materiálů o 3 nové zeolity (IPC-12, IPC-13 a IPC-17) a potvrdit univerzálnost této techniky. Struktura...
|
|
|
Teoretické studium dehydratace ethanolu katalyzované kyselými centry v zeolitech
Vacek, Jaroslav ; Nachtigall, Petr (vedoucí práce) ; Uhlík, Filip (oponent)
Zeolity jsou významnou skupinou katalyticky aktivních hlinitokřemičitanů. Jsou běžně používány jako katalyzátory při zpracování ropy. Mohou být použity i pro jiné reakce, například pro dehydrataci ethanolu, kterou lze také označit za deoxygenaci ethanolu. V této práci byly použity oba tyto termíny zaměnitelně. Experimentálně bylo zjištěno, že produkty reakce jsou diethylether a ethylen. Tato reakce představuje potenciální způsob zpracování ethanolu jako biopaliva. Diethylether a ethylen jsou žádanými molekulami a mají široké využití. Jejich výroba z ethanolu je potenciálně zajímavá. V rámci experimentální studie (Shashikant A. Kadam, Mariya V. Shamzhy) z roku 2018 bylo zjištěno, že reakční podmínky ovlivňují složení a poměr produktů deoxygenace ethanolu. Za zvýšené teploty a za nízkých tlaků stoupá podíl ethylenu ve směsi produktů. Diethylether je preferovaný produkt za vysokých tlaků a za nižších teplot. Cílem této práce bylo objasnění mechanismu reakce a vysvětlení změny v selektivitě katalyzátoru za různých podmínek. Tato práce je koncipována jako navazující teoretická studie. Metody výpočetní chemie poskytují teoreticky podloženou představu o geometrii a energii molekulárních systémů. S jejich pomocí je možné zkoumat mechanizmus chemických reakcí a jejich energetické bariéry a bilance, které umožňují...
|
|
| |
|
|
Theoretical Investigation of Properties of 3D and 2D Zeolites
Ho, Viet Thang ; Nachtigall, Petr (vedoucí práce) ; Fišer, Jiří (oponent) ; Cwiklik, Lukasz (oponent)
Zeolity jsou široce využívány v řadě oblastí včetně katalýzy, adsorpcí a separací, iontových výměn a ukládání plynů. Běžné zeolity mají trojrozměrnou (3D) strukturu obsahující systém mikroporézních kanálů. Typická velikost těchto kanálů je pod 1 nm, v důsledku čehož je řada procesů limitována rychlostí difúze a větší reaktanty (produkty) nemohou vůbec vstoupit (opustit) do kanálového systému. Dvojrozměrné (2D) zeolity připravené v posledních letech mohou zmírnit nebo zcela eliminovat problémy spojené s difúzí a představují velmi zajímavou alternativu k běžným 3D zeolitům. 2D zeolity byly intenzivně zkoumány v posledních letech zejména experimentálně, zatímco porozumění jejich vlastností na základě teoretických výpočtů či na základě kombinace experimentu a teorie je zatím značně omezené. Práce zde předkládaná je motivována snahou vyjasnit vlastnosti 2D zeolitů na základě výpočetní studie. Originalita našeho výzkumu je ve zvolené strategii - na základě systematického výzkumu vlastností 2D a korespondujících 3D zeolitů chceme nalézt a pochopit podobnosti a rozdílnosti mezi 3D a 2D zeolity. Soustředíme zejména na studium nejvýznamnějších vlastností zeolitů, tedy na popis Brønstedovské a Lewisovské kyselosti. Zabýváme se studiem různých charakteristik kyselých center v zeolitech a zejména takových...
|
|
|
Theoretical Investigation of silver clusters in zeolites
Hermann, Jan ; Nachtigall, Petr (vedoucí práce) ; Fišer, Jiří (oponent)
Práce se zabývá strukturou a stabilitou klastrů Agn+ 3 (n = 1, 2, 3) v zeolitu Y a jejich fotochemickými vlastnostmi. Zeolity s iontově vyměněným stříbrem mají potenciální technologické využití jako konvertory UV na viditelné světlo. Struktura a stabilita klastrů stříbra je vyšetřována metodou funkcionálu hus- toty (DFT) a periodickým modelem s pomocí vyvinutého a naprogramované- ho algoritmu pro optimalizaci geometrie. Neredukované stříbrné kationty se přednostně nacházejí v šestičlenných kruzích, daleko od sebe. Po částečné re- dukci se tvoří trigonální klastry uvnitř sodalitových jednotek. Fotochemické vlastnosti jsou vyšetřovány různými metodami včetně EOM-CCSD, MRPT2 a TD-DFT. Nejsou nalezeny žádné elektronické přechody z ligandů na klas- try stříbra. Naopak přechody d a s elektronů klastrů stříbra spadají do viditelného spektra. Obě části naší studie (strukturální i fotochemická) vy- vracejí dřívější návrh na existenci lineárních klastrů stříbra skrz dvojitý šestičlenný kruh. Místo něj navrhujeme jinou interpretaci experimentálních spekter-za fotoaktivitou stříbrem dotovaného zeolitu Y s nízkým obsahem Ag stojí redukovaný trigonální klastr stříbra. Teoretický výzkum popsaný v této...
|
host ::
RSS.