|
Vazba kontaminantů na koloidy ve vodách z důlní a hutní oblasti
Walter, Dominik ; Ettler, Vojtěch (vedoucí práce) ; Faimon, Jiří (oponent)
Tato práce se zabývá studiem koloidních částic a jejich schopností vázat stopové prvky v povrchových a podzemních vodách v důlní a hutní oblasti Příbramska. Pro studium koloidů byla zvolena kombinace metod kaskádové filtrace a ultrafiltrace s tangenciálním tokem, pomocí které byly ze zkoumaných vzorků vod postupně oddělovány jednotlivé koloidní frakce. K tomuto účelu byly použity filtry o nominální velikosti pórů 0,8 μm, 0,45 μm, 0,1 μm, 100 kDa, a 5 kDa. Vzorky vod byly po každém stupni filtrace analyzovány pomocí ICP-OES, ICP-MS a HPLC, měřeny byly také fyzikálně chemické vlastnosti vzorků vod (pH, Eh, elektrická vodivost). U vybraných vzorků byla provedena analýza rozpuštěného organického uhlíku (DOC) a analýza pevné fáze zachycené na použitých filtrech. Získaná data byla použita k termodynamickému modelování v programu PHREEQC-2. Výsledky ukazují, že hlavní a stopové prvky lze podle jejich zastoupení v jednotlivých velikostních frakcích přibližně rozdělit do několika skupin. Většina prvků se ve zkoumaných vodách vyskytuje dominantně jako zcela rozpuštěné látky (< 5 kDa), koloidy tvoří většinou nejvýše 5-20 % a to téměř výhradně ve frakci 5 kDa - 100 kDa. U prvků jako As, Co, Cr, Si, Sb a U byl pozorován postupný pokles koncentrace ve všech frakcích pouze při nízké hodnotě iontové síly 1,2...
|
|
First-Principle Study of Electronic Properties of Ultrathin Layers
Nezval, David ; Vázquéz, Hector (oponent) ; Friák, Martin (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
This work characterizes the structural properties of adsorbed gallium atoms and water molecules on graphene. It also investigates the changes in the electronic properties of graphene caused by the adsorption of each adsorbent. The density functional theory (DFT) calculations are the perfect tool to investigate and explain the physical and chemical processes that occur during adsorption. The electronic properties are studied using band structure calculations and the Bader charge analysis. Recent experimental findings have revealed that in low concentration the Ga atoms negatively dope (n-doping) graphene. This doping effect is reduced at higher Ga concentrations when the clustering of Ga atoms occurs. This work presents the adsorption of individual Ga atoms and the Ga clusters. While single atoms n-dopes graphene with 0.64 electrons, atoms bound in clusters interact with each other and thus weaken the doping of graphene. Cluster formation is fundamentally affected by the diffusion of Ga atoms over graphene. Therefore, a section is devoted here to calculations of the diffusion barrier energy and how this barrier can be affected by the charging of graphene. The experimental observations indicate positive doping (p-doping) of graphene exposed to water molecules. However, these observations were not supported by DFT calculations. This thesis investigates the effect of multilayer water on the electronic properties of graphene. Attention has been paid to the influence of the water molecule orientation in the first layer toward graphene on its doping properties. The presented results show p-doping of graphene when 6 or more layers of water are oriented by oxygen to graphene.
|
| |
|
Úprava vody s využitím kapacitní deionizační jednotky
Hucková, Katarína ; Mergl, Václav (oponent) ; Repková, Martina (vedoucí práce)
Vzhľadom na rastúci globálny deficit kvalitnej vody a súvisiace environmentálne výzvy, je kľúčové vyvíjať a optimalizovať udržateľné metódy úpravy vody. Táto práca sa zameriava na kapacitnú deionizáciu (CDI), pokročilú technológiu odstraňovania iónov z vody, ktorá využíva elektrické pole na adsorpciu a desorpciu iónov na elektródach. Experimentálna časť práce bola venovaná detailnému skúmaniu rôznych cyklov CDI s ohľadom na efektivitu odstránenia vybraných iónov a porovnaniu s legislatívnymi normami pre pitnú vodu. Výsledky naznačujú, že CDI predstavuje efektívnu metódu na znižovanie koncentrácií iónov ako sú chloridy, amónne ióny, vápenaté a horečnaté ióny. Práca taktiež poukazuje na dôležitosť pravidelných preplachov a regenerácie elektród, aby sa udržala ich účinnosť a dlhodobá stabilita systému. Výsledky potvrdzujú funkčnosť technológie kapacitnej deionizácie a jej aplikáciu v rôznych priemyselných a environmentálnych kontextoch, čo je v súlade s celosvetovými výskumami v tejto rýchlo sa rozvíjajúcej oblasti.
|
|
Optimization of Parameters Used in the Application of Elimination Voltammetry with Linear Scan
Navrátil, Tomáš ; Trnková, L. ; Hrdlička, Vojtěch ; Li, X.
Elimination Voltammetry with Linear Scan (EVLS) is a well-established mathematical method that aids in understanding an analyzed electrochemical system. In almost 30 years since its derivation, it has become a “black-box” technique that is applied automatically (in most cases due to its incorporation into a voltammetric software) without thinking about its fundamentals. However, the choice of optimum parameters under which DC voltammetric data (from which elimination curves are calculated) is crucial. This contribution deals with revealing the optimum ratio of applied scan rates and their absolute values (i.e., times of recording) in dependence on the character of the investigated system (diffusion-controlled process, adsorption-controlled process, etc.).
|
|
Studium adsorpce organických polutantů na biouhlu z pšeničných otrub
Hanák, Jan ; Pořízka, Jaromír (oponent) ; Diviš, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá aplikací metody DGT (Diffusive Gradients in Thin Films) pro stanovení a monitorování koncentrací rozpuštěných farmaceutik a organických barviv ve vodách a potravinách. V teoretické části je představena problematika výskytu těchto organických látek ve vodách a potravinách, princip metody DGT, charakteristika adsorpce a adsorpčních izoterem a představení biouhlu jako adsorbentu. Experimentální část se primárně soustředí na optimalizaci a validaci adsorpčních gelů s obsahem komerčního biouhlu a nemodifikovaného biouhlu z pšeničných otrub pro využití k adsorpci specifických látek v metodě DGT. Z antibiotik byl primárně testován oxytetracyklin a z organických barviv malachitová zeleň, která se hojně využívá v akvaristice. Výsledky demonstrují srovnání efektivity adsorpce za použití těchto dvou druhů adsorbentů a jejich charakteristiky, jako analýza infračervenou spektrometrií nebo snímky z rastrovacího elektronového mikroskopu. Z Langmuirovy izotermy byla zjištěna maximální adsorpční kapacita pro oxytetracyklin na komerční biouhel 314,065 mgg-1 a maximální adsorpční kapacita 89,720 mgg-1 pro biouhel z otrub. Maximální adsorpční kapacita komerčního biouhlu pro malachitovou zeleň byla 439,406 mgg-1. Práce dále zdůrazňuje potenciál metody DGT jako nástroje pro analýzu potravin a zkoumání kontaminantů ve vodních systémech, které dále putují do potravinového řetězce.
|
|
Study of the interaction of hazardous metal – microplastic
Sinčáková, Lenka ; Řezáčová, Veronika (oponent) ; Doležalová Weissmannová, Helena (vedoucí práce)
Microplastics are ubiqitous in the aquatic environmet and serve as a vector of wide range of contaminants, including heavy metals. This thesis aimed to examine the adsorption processes of five heavy metals (Pb, Hg, Zn, Cu and Cd) onto polyethylene terephtalate (PET), common river and sea pollutant. There has not been found a clear trend with regard to the influence of the size of the microplastics on the adsorption process. The salinity of the environment, on the other hand, has been found to have a profound impact on the adsorption process, with the observable decline of the adsorbed amounts in the environment with high ionic strength. The analysed heavy metals have been sorted in ascending order by its adsorption on PET as follows: Hg
|
|
Sorpční schopnosti huminových kyselin
Pokorná, Markéta ; Havelcová, Martina (oponent) ; Klučáková, Martina (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá huminovými kyselinami a jejich schopnostmi adsorbovat na svém povrchu kovové ionty. Huminové kyseliny jsou aromatické polycyklické sloučeniny s postranními řetězci, na kterých jsou především karboxylové a fenolové funkční skupiny. Díky těmto skupinám mohou huminové kyseliny tvořit různě stabilní komplexy s kovovými ionty a pomáhat tak k částečné imobilizaci polutantů v přírodě. V této práci byla studována sorpce Pb2+ a Zn2+ iontů na huminových kyselinách pomocí relativně nové elektroanalytické metody zvané galvanostatická rozpouštěcí chronopotenciometrie. K popisu experimentálních dat byla použita Freundlichova a Langmuirova izoterma. Z výsledků vyplývá, že adsorbované množství zkoumaných kovových iontů roste s jejich zvyšující se koncentrací. Dále bylo zjištěno, že olovo se sorbuje na huminových kyselinách mnohem lépe než zinek. Oba kovy se sorbují lépe z roztoku obsahujícího pouze jeden iont kovu než v přítomnosti čtyř kovů současně (Cd, Cu, Zn a Pb), kde není sorpce těchto kovů ovlivňována přítomností dalších kovů.
|
|
Využití aktivního uhlí v procesu čištění spalin
Navrátil, Petr ; Niesner, Jakub (oponent) ; Jedlička, Filip (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce je seznámit čtenáře s problematikou čištění spalin od polutantů a to hlavně pomocí metod využívajících adsorbci na aktivní uhlí. Je zde zpracován úvod do problematiky zahrnující ochranu životního prostředí, seznámení s vybranými chemickými látkami, aktivním uhlím a popis zařízení k odstraňování polutantů ve spalovnách komunálního odpadu a konečně zmíníme i možnosti likvidace či využití nasyceného aktivního uhlí. Poté následuje výběr vhodné metody a návrh zařízení pro konkrétní aplikaci.
|
|
Detection of biochemical substance using graphene sensor
Supalová, Linda ; Šimšíková, Michaela (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
This bachelor's thesis studies the interaction of biochemical substances with graphene by utilizing sensors with a field-effect transistor arrangement. Adsorbed atoms or molecules can induce doping of the graphene sheet, which can be experimentally determined by observing the shift in the position of Dirac point. Dependence of the Dirac point location on the added substance is studied, as well as time response to the addition of the liquid sample. Sensitivity to different molecules is observed and the implication of the results for the adsorption of various molecules are discussed.
|