|
|
2D materials for electrocatalysis and hydrogen generation as clean energy source
Sanna, Michela ; Kim, Daewoo (oponent) ; Urso, Mario (oponent) ; Pumera, Martin (vedoucí práce)
The electrochemical production of hydrogen from water is gaining more attention as a clean and renewable energy source in response to the alarming environmental issues caused by the exploitation of fossil fuels during the last centuries. However, the process can be considered an environmentally friendly alternative only if it is fuelled using renewable sources of energy, like solar energy, the largest carbon-free resource available on our planet. Solar energy can be converted to electricity via solar panels and electrical energy be used for water splitting via electrocatalysts, such as platinum. Alternatively, the water splitting to hydrogen can be carried out directly via solar light energy. However, the yields of direct photochemical water splitting are low. The combination of both approaches, also called photoelectrochemical water splitting, combines the best of both worlds – electrocatalytic water splitting with the aid of photons. For these reason, the study of novel materials based on earth-abundant elements that can be applied as photoelectrocatalysts for hydrogen generation is fundamental to guiding society toward more sustainable energy production. This thesis explores the potential of the emerging two-dimensional (2D) materials and related layered compounds, alongside investigations into the utility of 3D printing for fabricating functional electrodes in the field of photoelectrochemistry. The study of several transition metal selenophosphites confirmed their potential as photoelectrocatalysts for hydrogen generation, in particular under the influence of visible light. MAX phases were modified through exposure to fluorine gas and the properties of the obtained fluorinated MAX were investigated, starting from their morphology to their potential as photoelectrocatalysts for the hydrogen evolution reaction. The fluorinated phases showed better performances compared to the untreated MAX phases. The improved catalytic activity was attributed to photoactive oxyfluorides that formed as a consequence of the fluorination process. The photoactivity of the MAX phases was further investigated both by theoretical and experimental approaches, to understand the origin of the photocatalytic behaviour. The results showed that the presence of oxide impurities on the phases plays a crucial role in the photoelectrochemical production of hydrogen. The role of the oxides in the photocatalytic activity of these compounds inspired the fabrication and investigation of 3D printed electrodes and their modification with atomic layer deposited oxides, like TiO2, SiO2, and Al2O3. Also in this case, the presence of a thin layer of oxide on the surface of the electrode contributed to significantly better performances under the influence of visible light. The obtained results demonstrated the importance of the fundamental study of novel 2D materials for application in the photoelectrochemical production of hydrogen and open new insights into the fabrication of innovative 3D printed conductive devices that can be modified with functional materials for energy conversion.
|
|
|
Modifikace polyhydroxybutyrátu roubováním funkčních skupin
Melčová, Veronika ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Přikryl, Radek (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá charakterizací vlivu chemické úpravy na termické a mechanické vlastností poly(3-hydroxybutyrátu). Pro studium byly vybrány dvě metody, a to chlorace a fluorace PHB. Cílem teoretické části práce bylo vytvořit ucelenou literární rešerši obsahující základní informace o polyhydroxybutyrátu a nejnovější poznatky o možnostech chemických úprav tohoto polymeru. Obsahem experimentální části je samotná chemická úprava materiálu, dále příprava vzorků k měření a provedení vybraných analýz. Chemicky roubované polymery byly podrobeny termogravimetrické analýze za účelem stanovení jejich termické stability. Pomocí diferenční kompenzační kalorimetrie byly sledovány entalpické změny v materiálu. Také byla sledována neizotermní krystalizace vzorků za účelem zhodnocení vlivu naroubovaného atomu halogenu na nukleační aktivitu polymeru. Vybrané vzorky byly podrobeny také dynamickomechanické analýze a tahové zkoušce.
|
|
|
Syntéza pyrimido[4,5-b]indolových nukleosidů s modifikovaným cukrem
Konč, Juraj ; Hocek, Michal (vedoucí práce) ; Janeba, Zlatko (oponent)
Byly prostudovány glykosylační reakce pyrimidoindolové báze a modifikovaných cukrů a tyto postupy byly použity pro syntézu pyrimido[4,5-b]indolových nukleosidů. Jediným úspěšně připraveným byl 2′-deoxy-2′-fluoro-arabinonukleosid, který byl syntetizován glykosylací pomocí aniontu báze a halogenozy. Pro testy biologické aktivity byla připravena série 4-substituovaných derivátů tohoto nukleosidu.
|
|
|
Design and synthesis of surface architectures on fluorescent nanodiamonds
Havlík, Jan
Díky svým unikátním vlastnostem a vysoké biokompatibilitě patří fluorescenční nanodiamanty mezi slibné zástupce uhlíkatých nanomateriálů s potenciálně širokým spektrem uplatnění v mnoha odvětvích. Jejich nízká intenzita fluorescence a koloidní nestálost v biologickém prostředí však doposud brání jejich širšímu využití. Optimalizace jejich přípravy spolu s vývojem nových vhodných povrchových architektur tak představuje významnou výzkumnou výzvu. V rámci této práce byly navrženy a optimalizovány jednotlivé kroky přípravy fluorescenčních nanodiamantů, díky čemuž bylo dosaženo řádového zvýšení intenzity jejich fluorescence spolu s omezením poškození jejich povrchu grafitizací. Dále byla vyvinuta metoda ozařování nanodiamantů umožňující dramatické navýšení jejich produkce. S využitím částečné fluorace funkčních skupin na povrchu nanodiamantů byla demonstrována možnost ovlivnění parametrů jejich fluorescence. Byla také vyvinuta metoda zvyšující homogenitu a cirkularitu nanodiamantů, což významně ovlivnilo jejich interakci s biologickými strukturami. Možná uplatnění tohoto materiálu v medicíně a biologickém výzkumu byla demonstrována na přípravě částic s komplexní povrchovou architekturou umožňujících cílení a terapii nádorových buněk. Bylo také objevena a na in vitro a ex vivo modelech demonstrována vysoká a...
|
|
|
Design and synthesis of surface architectures on fluorescent nanodiamonds
Havlík, Jan
Díky svým unikátním vlastnostem a vysoké biokompatibilitě patří fluorescenční nanodiamanty mezi slibné zástupce uhlíkatých nanomateriálů s potenciálně širokým spektrem uplatnění v mnoha odvětvích. Jejich nízká intenzita fluorescence a koloidní nestálost v biologickém prostředí však doposud brání jejich širšímu využití. Optimalizace jejich přípravy spolu s vývojem nových vhodných povrchových architektur tak představuje významnou výzkumnou výzvu. V rámci této práce byly navrženy a optimalizovány jednotlivé kroky přípravy fluorescenčních nanodiamantů, díky čemuž bylo dosaženo řádového zvýšení intenzity jejich fluorescence spolu s omezením poškození jejich povrchu grafitizací. Dále byla vyvinuta metoda ozařování nanodiamantů umožňující dramatické navýšení jejich produkce. S využitím částečné fluorace funkčních skupin na povrchu nanodiamantů byla demonstrována možnost ovlivnění parametrů jejich fluorescence. Byla také vyvinuta metoda zvyšující homogenitu a cirkularitu nanodiamantů, což významně ovlivnilo jejich interakci s biologickými strukturami. Možná uplatnění tohoto materiálu v medicíně a biologickém výzkumu byla demonstrována na přípravě částic s komplexní povrchovou architekturou umožňujících cílení a terapii nádorových buněk. Bylo také objevena a na in vitro a ex vivo modelech demonstrována vysoká a...
|
|
|
Design and synthesis of surface architectures on fluorescent nanodiamonds
Havlík, Jan ; Kotek, Jan (vedoucí práce) ; Lang, Kamil (oponent) ; Štěpánek, František (oponent)
Díky svým unikátním vlastnostem a vysoké biokompatibilitě patří fluorescenční nanodiamanty mezi slibné zástupce uhlíkatých nanomateriálů s potenciálně širokým spektrem uplatnění v mnoha odvětvích. Jejich nízká intenzita fluorescence a koloidní nestálost v biologickém prostředí však doposud brání jejich širšímu využití. Optimalizace jejich přípravy spolu s vývojem nových vhodných povrchových architektur tak představuje významnou výzkumnou výzvu. V rámci této práce byly navrženy a optimalizovány jednotlivé kroky přípravy fluorescenčních nanodiamantů, díky čemuž bylo dosaženo řádového zvýšení intenzity jejich fluorescence spolu s omezením poškození jejich povrchu grafitizací. Dále byla vyvinuta metoda ozařování nanodiamantů umožňující dramatické navýšení jejich produkce. S využitím částečné fluorace funkčních skupin na povrchu nanodiamantů byla demonstrována možnost ovlivnění parametrů jejich fluorescence. Byla také vyvinuta metoda zvyšující homogenitu a cirkularitu nanodiamantů, což významně ovlivnilo jejich interakci s biologickými strukturami. Možná uplatnění tohoto materiálu v medicíně a biologickém výzkumu byla demonstrována na přípravě částic s komplexní povrchovou architekturou umožňujících cílení a terapii nádorových buněk. Bylo také objevena a na in vitro a ex vivo modelech demonstrována vysoká a...
|
|
|
Syntéza pyrimido[4,5-b]indolových nukleosidů s modifikovaným cukrem
Konč, Juraj ; Hocek, Michal (vedoucí práce) ; Janeba, Zlatko (oponent)
Byly prostudovány glykosylační reakce pyrimidoindolové báze a modifikovaných cukrů a tyto postupy byly použity pro syntézu pyrimido[4,5-b]indolových nukleosidů. Jediným úspěšně připraveným byl 2′-deoxy-2′-fluoro-arabinonukleosid, který byl syntetizován glykosylací pomocí aniontu báze a halogenozy. Pro testy biologické aktivity byla připravena série 4-substituovaných derivátů tohoto nukleosidu.
|
|
|
Modifikace polyhydroxybutyrátu roubováním funkčních skupin
Melčová, Veronika ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Přikryl, Radek (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá charakterizací vlivu chemické úpravy na termické a mechanické vlastností poly(3-hydroxybutyrátu). Pro studium byly vybrány dvě metody, a to chlorace a fluorace PHB. Cílem teoretické části práce bylo vytvořit ucelenou literární rešerši obsahující základní informace o polyhydroxybutyrátu a nejnovější poznatky o možnostech chemických úprav tohoto polymeru. Obsahem experimentální části je samotná chemická úprava materiálu, dále příprava vzorků k měření a provedení vybraných analýz. Chemicky roubované polymery byly podrobeny termogravimetrické analýze za účelem stanovení jejich termické stability. Pomocí diferenční kompenzační kalorimetrie byly sledovány entalpické změny v materiálu. Také byla sledována neizotermní krystalizace vzorků za účelem zhodnocení vlivu naroubovaného atomu halogenu na nukleační aktivitu polymeru. Vybrané vzorky byly podrobeny také dynamickomechanické analýze a tahové zkoušce.
|
host ::
RSS.