|
|
Studium syntézy a struktury keramických perovskitových materiálů pro energetické aplikace
Strejček, Josef ; Bartoníčková, Eva (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
V práci byla studována metoda výroby vícesložkových perovskitových keramických materiálu, takzvaná „glycin- nitrátová syntéza“ kombinovaná s vysokoteplotní reakcí v tuhé fázi. Touto metodou byly pripraveny dva typy perovskitových soustav. První byla na bázi LaNiO3 dopovaným vápníkem a hliníkem a druhá na bázi SmFeO3 dopovaným vápníkem a niklem nebo kobaltem. Tato metoda umožnila pripravit bud jednofázové perovskity, nebo perovskity s malým procentem nezreagovaného niklu ve forme oxidu. V soustavách obsahujících nikl i vápník vznikaly další fáze bohaté na vápník a nikl.
|
|
|
Vytlačování vrstevnatých keramických těles
Kaštyl, Jaroslav ; Cihlář, Jaroslav (oponent) ; Trunec, Martin (vedoucí práce)
V diplomové práci byl vypracován literární přehled metody termoplastické koextruze a na jeho základě bylo studováno vytlačování homogenních a jednovrstevných keramických těles na bázi materiálů ZrO2, Al2O3, ZTA a ATZ. Pro termoplastické vytlačování byl upraven kapilární reometr, navrženy a vyrobeny vytlačovací trysky. Metodou termoplastické koextruze byly připraveny homogenní keramické tyčinky a jednovrstevné tyčinky se strukturou jádro/vrstva: ZrO2/Al2O3, ZrO2/ATZ a ZTA/Al2O3. U vrstevnatých těles byla hodnocena kvalita rozhraní a defekty vznikající při zpracování. Pro zhodnocení struktury a defektů vrstevnatých těles byly využity technologické parametry a vlastnosti homogenních těles připravených z jednotlivých materiálů. Termoplastickou koextruzí bylo možné připravit keramické jednovrstevné tyčinky se strukturou jádro/vrstva: ZrO2/ATZ a ZTA/Al2O3 o průměru ~ 2,5 mm a délce ~ 45 mm s drobnými defekty.
|
|
|
Příprava a vlastnosti organokřemičitých pojiv pro nanočásticové vrstvy oxidu titaničitého
Svoboda, Tomáš ; Cihlář, Jaroslav (oponent) ; Dzik, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá přípravou organokřemičitého polymeru, který by bylo možné použít jako pojivo pro fotokatalytické vrstvy na bázi oxidu titaničitého. Hlavním důvodem pro začlenění pojiva do fotokatalytických vrstev je nejen zlepšení mechanických vlastností, ale především by pojivo mohlo pomoci při výrobě nízkoteplotních fotokatalytických vrstev, které by bylo možné nanášet na materiály citlivé na teplo, jako jsou plasty. Tím by mohly vznikat vrstvy na flexibilních materiálech, které by se mohli jednoduše tvarovat do jakéhokoli tvaru. Práce se zaměřuje na syntézu polymerního organokřemičitého pojiva z organokřemičitého prekurzoru a následnou charakterizaci pojiva. Byla provedena měření povrchového napětí, viskozity, hustoty, XRD, termické analýzy roztoků křemičitého pojiva. Následně byly připraveny kompozice oxidu titaničitého s tímto pojivem, které byly tištěny a vrstvy byly ošetřovány pomocí UV a plazmatem. Ošetřené vrstvy byly zkoumány pomocí FT-IR a byla provedena voltamperometrická charakteristika.
|
|
|
Katalytické chování keramických katalytických materiálů
Schlosser, Radek ; Cihlář, Jaroslav (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
V bakalářské práci byly studovány metody přípravy keramických perovskitových membrán s užitím pro heterogenní katalýzu a reformační reakce uhlovodíků. Byly použity syntetizované prášky typu La-Ca-Fe-Ti-O a komerční prášky typu La-Ca-Fe-Co-O. Použité prášky byly charakterizovány z hlediska fázové čistoty, specifického měrného povrchu a morfologie. Technologie výroby zahrnovala uniaxiální lisování prášků, slinování membrán a leštění jejich povrchu. Byly optimalizovány podmínky pro uniaxiální lisování. Byla zjištěna závislost velikosti zrna na podílu titanu.
|
|
|
Studium přípravy a vlastností biokeramických kompozitů na bázi Ca-fosfátů a ZrO2
Sláma, Martin ; Drdlík, Daniel (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá přípravou biokeramických kompozitních materiálů na bázi Ca-fosfátů a ZrO2. Byla provedena řada experimentů zaměřených na stanovení vhodného složení suspenzí. Úprava suspenzí vysokoenergetickým mletím měla za cíl přípravu depozitů s dobrými fyzikálními a mechanickými vlastnostmi pomocí EPD. Bylo provedeno hodnocení vlivu doby mletí, množství kyseliny monochloroctové v isopropanolové suspenzi, indiferentního elektrolytu LiCl a ZrO2 na průběh depozic a výsledné vlastnosti depozitů. Vliv slinovací teploty, doby mletí a obsahu vláken ZrO2 na chemické a strukturní složení byl určen pomocí rentgenové analýzy, měřením hustoty a strukturní analýzou pomocí skenovacího elektronového mikroskopu. Mechanické a bioaktivní vlastnosti slinutých depozitů byly stanoveny v závislosti na době mletí a obsahu ZrO2 vláken.
|
|
|
Keramické materiály s pěnovou strukturou
Šenk, Vít ; Trunec, Martin (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na přípravu keramických materiálů s pěnovou strukturou vhodnou pro nosičové, katalytické a biologické aplikace. Bude studována příprava pěnových keramických substrátů na bázi oxidů Al, Zr a keramických pěnových materiálů pro katalytické aplikace na bázi perovskitových oxidů. Proces přípravy keramických pěn zahrnuje přípravu keramických suspenzí různými metodami, depozici suspenzí, sušení, tepelnou extrakci, slinování a hodnocení struktury.
|
|
|
Studium katalytické aktivity keramických perovskitových materiálů pro energetické aplikace
Schlosser, Radek ; Cihlář, Jaroslav (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
V diplomové práci byla studována příprava keramických katalytických materiálů a to jak v podobě prášku, tak v podobě slinutých membrán. Nejprve byly pomocí „glycin-nitrátové syntézy“ syntetizovány vícesložkové perovskitové materiály. Byly připraveny dva typy perovskitových soustav. První soustava byla na bázi nikelitů LaNiO3 a druhá na bázi kobaltitů SmCoO3. Obě soustavy byly dopovány hliníkem a vápníkem. Dále byly keramické prášky testovány na míru katalytické aktivity při reformačních reakcích. Část keramických prášků byla zpracována pomocí hydraulického bi-uniaxiálního lisu do tvaru disků, které byly dále kalcinovány, slinovány, zbroušeny a vyleštěny do konečných rozměrů. Membrány byly podrobeny testu na katalytickou aktivitu. Nejdříve byly redukovány ve vodíkové atmosféře a následně proběhla suchá reformace. Závěrem byl studován výskyt uhlíkových nanotrubek na povrchu testovaných vzorků.
|
|
|
Bioceramic Materials for Advanced Medical Applications
Novotná, Lenka ; Lapčík,, Lubomír (oponent) ; Drdlíková, Katarina (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
The aim of this thesis was to prepare three-dimensional scaffolds that can be potentially used for the reconstruction and regeneration of damaged bone tissues. Two techniques were used to create the porous ceramic scaffolds – polymer replica technique and polymerization in situ. A variety of bioceramic materials were studied, mainly alumina, zirconia and calcium phosphates. The effect of processing parameters, such as composition of suspensions, as well as the effect of heat treatment on structure and final properties of the prepared scaffolds were evaluated. Morphology of the sintered scaffolds was characterised by scanning electron microscopy; in particular pore size, pores interconnection, total porosity and density were described. Phase composition, compressive strength and biological properties such as bioactivity and cytotoxicity were also discussed. The dissertation is divided into several sections. The literature review briefly summarizes the structure and properties of bones, the requirements for scaffolds, advantages and disadvantages of currently used materials and methods of ceramic foam preparation. The first part of experiments dealt with scaffolds prepared by polymer replica technique. All fabricated foams had interconnected pores with size in the range of 300 to 2000 m, total porosity was 50–99%. The compressive strength of calcium phosphate foams prepared by replica technique reached about 0.3 MPa (at 80 % porosity). Reinforcement of the scaffolds was reached by using bio-inert cores or by incorporation of silica into the composite structure. The strength of calcium phosphate/silica scaffold increased above 20 MPa. The last section of experimental part discusses in situ blown calcium phosphate scaffolds, created by using the formation process of polyurethane foam with diisocyanate and polyol components. The sintered scaffolds had mainly interconnected macroporous structure with pore size ranging 80 to 550 m. The total porosity was about 76 to 99 %. The advantage of this method compared to the polymer replica technique was that the struts were completely filled. None of the studied materials was cytotoxic and moreover all studied foams exhibited bioactive behaviour. The most promising adept for application in bone tissue engineering seems to be composite material containing calcium phosphates reinforced by silica.
|
|
|
Kinetika fotokatalytické a fotoelektrokatalytické degradace modelových polutantů bazénových vod
Morávková, Eva ; Cihlář, Jaroslav (oponent) ; Veselý, Michal (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá nanášením a tiskem tenkých vrstev na bázi nanočástic oxidu titaničitého a organokřemičitého pojiva na různé substráty. Byl zkoumán vliv poměru obou složek na aktivitu připravených imobilizovaných vrstev. Bylo připraveno 5 kompozic s různými poměry TiO2 ku pojivu. Práce se soustředí především na studium fotokatalytických a fotoelektrokatalytických vlastností připravených vrstev. Důležité bylo také charakterizovat mechanické vlastnosti vrstvy jako je tvrdost či přilnavost. Fotokatalytická i fotoelektrokatalytická aktivita byla stanovena pomocí sledování degradace modelových polutantů ve vodných roztocích. Bylo použito barvivo Acid Orange 7 a UV filtr 2-hydroxy-4-methoxybenzofenon ve spojení s technikami UV/VIS spektroskopie nebo vysokoúčinné kapalinové chromatografie. Fotokatalytická i fotoelektrokatalytická aktivita byla vyjádřena pomocí kinetických charakteristik.
|
|
|
Heterogeneous catalytic transformation of organic substances and hydrogen production
Tinoco Navarro, Lizeth Katherine ; Lapčík,, Lubomír (oponent) ; Pinkas,, JIří (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
This thesis encompasses four comprehensive studies focusing on the synthesis, structure, and photocatalytic properties of TiO2-based materials, contributing to the advancement of sustainable energy production and environmental remediation. The investigations delve into tailored synthesis approaches, heterophase junction formation, and the intricate interplay between the material properties and photocatalytic activity. The first study investigates the impact of lactic acid (LA)/Ti molar ratios on TiO2 nanoparticles' complex synthesis. By controlling LA/Ti ratios, phase compositions and mesoporous structures are designed, significantly affecting photocatalytic performance for hydrogen production. The second investigation explores the influence of substituted acetic acids (SAAs) on the "bridge" synthesis of TiO2 nanoparticles, revealing how SAAs facilitate the creation of heterophase junctions between anatase (A) and brookite (B). The manipulation of SAAs' electronegative groups produces short bridges that promote condensation, resulting in enhanced photocatalytic activity for hydrogen production. Building on this, the third research analyzes the synthesis of anatase/brookite nanoparticles using monochloracetic acid (MCAA) and investigates the influence of calcination temperature on their heterojunction formation and photocatalytic behavior the presence of Ti3+, Ti4+, Ti-O, and Ti-OH hydroxyl groups played a significant role in the degradation process. By comprehensively analyzing phase transitions (anatase and brookite) crystal sizes (5 nm to 11 nm), and specific surface areas (180 to 70 m2 .g-1), this study unravels the intricate interplay between structure and photocatalytic activity. The fourth investigation explore into doped TiO2 aerogels. The study synthesizes Ni-, Co-, Cu-, and Fe-doped aerogels, examining their structures and photocatalytic activities during AO7 photodegradation. The presence of dopants, coupled with controlled crystalline phases and morphologies, results in mesoporous aerogels and high specific surface area of 130 to 160 m2.g-1, with the exceptional photocatalytic performance of Ni-TiO2 and Cu-TiO2 aerogels calcined at 500 °C. Lastly, these studies together provide valuable insights into the tailored design of TiO2-based materials for enhanced photocatalytic applications. The investigations display the significance of heterophase junctions, controlled phase compositions, and optimized surface structures in promoting charge separation and minimizing recombination rates. The collective findings not only deepen our understanding of photocatalysis but also contribute to the development of sustainable and efficient materials with promising applications in renewable energy production and environmental remediation.
|
host ::
RSS.