|
|
Study of the synthesis and structure of ceramic perovskite materials for energy applications
Strejček, Josef ; Bartoníčková, Eva (referee) ; Cihlář, Jaroslav (advisor)
Method, so called “glycin- nitrate process”, combined with high temperature solid state reaction, of preparation multi- component ceramic perovskite materials was studied. Two types of perovskite systems were prepared by this method. Firs one, based on LaNiO3 doped by calcium and aluminium and second one, based on SmFeO3 doped by calcium and nickel or cobalt. This method made possible preparation of one phase perovskite or perovskites with few percent of nickel in form of oxide. In systems containing both nickel and calcium another phases rich in calcium and nickel appeared.
|
|
|
Coextrusion of laminated ceramic bodies
Kaštyl, Jaroslav ; Cihlář, Jaroslav (referee) ; Trunec, Martin (advisor)
In the diploma thesis, an overview of the existing literature focused on the thermoplastic co-extrusion method was worked out and based on the findings, extrusion of the monolayer and homogenous bodies from ZrO2, Al2O3, ZTA a ATZ was studied. For thermoplastic extrusion the capillary rheometer was modified and the nozzle was designed and fabricated. Applying the co-extrusion method, homogenous ceramic rods and monolayer rods in structure core/layer: ZrO2/Al2O3, ZrO2/ATZ and ZTA/Al2O3 were fabricated. In monolayer rods, the interface quality and defects that originate during preparation were evaluated. Technological parameters and properties of homogenous rods were used to rate the structure and defects in monolayer rods. Monolayer rods ZrO2/ATZ and ZTA/Al2O3 with 2.5 mm diameter and 45 mm length (containing small defects) were prepared by thermoplastic co-extrusion.
|
|
|
Synthesis and propersties of organo-silicate binders for titania nanoparticulate layers
Svoboda, Tomáš ; Cihlář, Jaroslav (referee) ; Dzik, Petr (advisor)
This diploma thesis deals with the synthesis of an organosilica polymer which could be used as a binder for titanium dioxide photocatalytic layers. The main reason for incorporating the binder into the photocatalytic layers is not only the improving of the mechanical properties, but above all, the binder could help with production of low-temperature photocatalytic layers, that could be applied to heat-sensitive materials such as plastic materials. This could create layers on flexible materials that could be easily made into any shape. The work focuses on the synthesis of organosilica polymer from the organosilica precursor and subsequent characterization of the binder. Surface tension, viscosity, density, XRD, thermal analysis of silica binder solutions was performed. Titanium dioxide compositions with this binder were prepared, then they were printed and the layers were treated with UV and plasma. Treated layers were examined by FT-IR and a voltamperometric characterization was performed.
|
|
|
Catalytic behaviour of ceramic catalytic materials
Schlosser, Radek ; Cihlář, Jaroslav (referee) ; Cihlář, Jaroslav (advisor)
In this bachelor’s thesis the methods of preparation of ceramic perovskite-like membranes for heterogenous catalysis and reformation reactions of carbohydrates were studied. The syntetic La-Ca-Fe-Ti-O type and commercial La-Ca-Fe-Co-O type powders were used. The properties such as phase purity, specific surface area and morphology of used powders were determined. Technology of processing included powder uniaxial pressing, membrane sintering and polishing their surface. Conditions for uniaxial pressing were optimized. The dependence of grain size and amount of titanium was determined.
|
|
|
Study of preparation and properties of Ca-phosphates/ZrO2 biocomposites
Sláma, Martin ; Drdlík, Daniel (referee) ; Cihlář, Jaroslav (advisor)
The thesis was focused on preparation of bioceramic composite materials containing Ca-phosphates and zirconia fibers using electrophoretic deposition. A series of experiments were aimed at determining the appropriate composition of the suspensions. High-energy milling was used for preparing deposits with good physical and mechanical properties using EPD. The influence of milling time, the amount of monochloroacetic acid in isopropanol slurry indifferent electrolyte LiCl and ZrO2 were evaluated on the course deposition and the resulting properties of the deposits. Influence of sintering temperature, the milling time and the fiber content of ZrO2 on the chemical and structural composition was determined by X-ray analysis, measurement of density and structural analysis using a scanning electron microscope. Mechanical and bioactive properties of sintered deposits were determined depending on the milling time and content of ZrO2 fibers.
|
|
|
Ceramic materials with foam structure
Šenk, Vít ; Trunec, Martin (referee) ; Cihlář, Jaroslav (advisor)
Bachelor’s thesis is concerned to preparation ceramic materials with a foam structure suitable for supporting, catalytic and biological applications. A part of work is focused on preparation ceramic substrates such as alumina, zirconia and foam materials for catalytic applications based on perovskite materials. Process of preparation ceramic foam structures consists of stable ceramic slurry prepared by different methods, drying, thermal extraction and evaluating sintered structure.
|
|
|
Study of catalytic activity of ceramic perovskite materials for energy applications
Schlosser, Radek ; Cihlář, Jaroslav (referee) ; Cihlář, Jaroslav (advisor)
In this diploma thesis the preparation of ceramic catalytic materials was studied. They were studied by means of catalytic activity on powder samples and in a form of membrane as well. At first were multicomponent perovskite materials with the help of “glycine-nitride synthesis” synthesized. Two types of perovskite systems were prepared. First system was on the basis of nickelates LaNiO3 and the second one on the basis of cobaltites SmCoO3. Both of them were doped with aluminium and calcium. Ceramic powders were catalytic tested during reformed reaction. A part of powders was pressed with hydraulic biaxial press. Then the membranes were calcinated, sintered and polished. The membranes were tested to specify the catalytic activity. At first they were in hydrogen atmosphere reduced and afterwards came through the partial oxidation. The appearance of coke fibers on the surface was discussed.
|
|
|
Bioceramic Materials for Advanced Medical Applications
Novotná, Lenka ; Lapčík,, Lubomír (referee) ; Drdlíková, Katarina (referee) ; Cihlář, Jaroslav (advisor)
Cílem disertační práce bylo připravit trojrozměrné biokeramické podpůrné systémy („skafoldy“), které by v budoucnu mohly pomoci při rekonstrukci a regeneraci poškozených kostních tkání. Porézní keramické pěny byly připraveny dvěma způsoby – replikační technikou a polymerizací in situ. Co se složení týče, byly studovány keramické materiály zejména na bázi oxidu hlinitého, zirkoničitého a kalcium fosfátů. Byl studován jednak vliv procesních parametrů jako je složení suspenzí a jejich viskozit, dále pak vliv tepelného zpracování na strukturu a výsledné vlastnosti připravených materiálů. U slinutých pěn byla pomocí rastrovací elektronové mikroskopie hodnocena zejména morfologie – velikost pórů, jejich propojenost a celková porozita, charakterizace mikrostruktury nebyla opomenuta. Dále bylo stanoveno fázové složení a pevnost v tlaku. Z biologických vlastností byla testována a diskutována bioaktivita a cytotoxicita materiálů. Disertační práce je členěna do několika částí. V literární rešerši je popsána stavba a vlastnosti kosti, požadavky kladené na kostní náhrady, výhody a nevýhody současně používaných materiálů a způsoby přípravy keramických pěn. Následuje experimentální část, kde byly nejprve studovány pěny připravené replikační technikou. Všechny takto vyrobené pěny měly propojené póry o velikostech 300 až 2000 m, celková porozita se pohybovala v rozmezí 50 – 99 %. Pevnost pěn na bázi kalcium fosfátů – 0,3 MPa (při celkové porozitě 80%) byla nedostatečná pro kostní náhrady, kde je požadována pevnost větší než 2 MPa. Kalcium fosfátové keramiky byly tedy zpevněny buďto inertním jádrem na bázi oxidu hlinitého nebo ATZ (oxidem zirkoničitým zhouževnatělým oxidem hlinitým). Dále byl přípraven částicový kompozit, ve kterým byl hydroxyapatit pojený oxidem křemičitým. Pevnost pěn se podařilo zvýšit až na více než 20 MPa. V poslední kapitole experimentální části byly studovány keramické pěny pěněné in situ, kde byly póry vytvářeny oxidem uhličitým unikajícím během reakce mezi diisokyanátem a polyalkoholem. Po vypálení polymerního pojiva měly pěny propojené póry o průměrné velikosti 80 až 550 m. Celková porozita se pohybovala v rozmezí 76 – 99%. Výhodou oproti replikační technice byly plné trámečky bez velké středové dutiny vznikající vypálením polymerní předlohy. Žádný ze studovaných materiálů nebyl pro buňky toxický, navíc všechny studované pěny vykazovaly bioaktivní chování. Z hlediska kostního tkáňového inženýrství se jako nejslibnější jeví kompozitní materiál zpevněný oxidem křemičitým.
|
|
|
Kinetics of photocatalytic and electrophotocatalytic degradation of swimming pool water model pollutants
Morávková, Eva ; Cihlář, Jaroslav (referee) ; Veselý, Michal (advisor)
This diploma thesis deals with the coating and printing of thin layers based on nanoparticles of titanium dioxide and organosilica binder on various substrates. The influence of the ratio of the both components on the activity of the prepared immobilized layers was studied. Five compositions with different ratios of TiO2 and binder were prepared. The work focuses mainly on the study of photocatalytic and photoelectrocatalytic properties of prepared layers. It was also important to characterize the mechanical properties of the layer such as hardness or adhesion. Both photocatalytic and photoelectrocatalytic activity were determined by monitoring the degradation of the model pollutants in aqueous solutions. The dye Acid Orange 7 and UV filter 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone were used in conjunction with UV/VIS spectroscopy or high performance liquid chromatography techniques. Both photocatalytic and photoelectrocatalytic activity were expressed using kinetic characteristics.
|
|
|
Heterogeneous catalytic transformation of organic substances and hydrogen production
Tinoco Navarro, Lizeth Katherine ; Lapčík,, Lubomír (referee) ; Pinkas,, JIří (referee) ; Cihlář, Jaroslav (advisor)
Tato práce zahrnuje čtyři komplexní studie zaměřené na syntézu, strukturu a fotokatalytické vlastnosti materiálů na bázi TiO2, které přispívají k pokroku v udržitelné výrobě energie a sanaci životního prostředí. Výzkumy se ponoří do přizpůsobených syntetických přístupů, tvorby heterofázových spojů a složité souhry mezi vlastnostmi materiálu a fotokatalytickou aktivitou. První studie zkoumá vliv molárních poměrů kyseliny mléčné (LA)/Ti na syntézu komplexu nanočástic TiO2. Řízením poměrů LA/Ti se navrhují fázové složení a mezoporézní struktury, které významně ovlivňují fotokatalytický výkon při výrobě vodíku. Druhý výzkum zkoumá vliv substituovaných octových kyselin (SAA) na "mostovou" syntézu nanočástic TiO2 a odhaluje, jak SAA usnadňují vytváření heterofázových spojení mezi anatasem (A) a brookitem (B). Manipulace s elektronegativními skupinami SAA vytváří krátké můstky, které podporují kondenzaci, což vede ke zvýšené fotokatalytické aktivitě pro produkci vodíku. Na základě toho třetí výzkum analyzuje syntézu nanočástic anatasu/brookitu pomocí kyseliny monochloroctové (MCAA) a zkoumá vliv teploty kalcinace na jejich tvorbu heteropřechodů a fotokatalytické chování přítomnost Ti3+, Ti4+, Ti-O a Ti-OH. hydroxylové skupiny hrály významnou roli v procesu degradace. Komplexní analýzou fázových přechodů (anatas a brookit), velikostí krystalů (5 nm až 11 nm) a specifických povrchových ploch (180 až 70 m2 .g-1) tato studie odhaluje složitou souhru mezi strukturou a fotokatalytickou aktivitou. Čtvrtý výzkum zkoumá dopované aerogely TiO2. Studie syntetizuje aerogely dotované Ni-, Co-, Cu- a Fe a zkoumá jejich struktury a fotokatalytické aktivity během fotodegradace AO7. Přítomnost příměsí ve spojení s řízenými krystalickými fázemi a morfologiemi vede k mezoporézním aerogelům a vysokému specifickému povrchu 130 až 160 m2.g-1, s výjimečným fotokatalytickým výkonem aerogelů Ni-TiO2 a Cu-TiO2 kalcinovaných při 500 ° C. A konečně, tyto studie společně poskytují cenné poznatky o přizpůsobeném designu materiálů na bázi TiO2 pro vylepšené fotokatalytické aplikace. Výzkumy ukazují význam heterofázových spojů, řízených fázových složení a optimalizovaných povrchových struktur při podpoře separace náboje a minimalizaci rychlosti rekombinace. Souhrnné poznatky nejen prohlubují naše chápání fotokatalýzy, ale také přispívají k vývoji udržitelných a účinných materiálů se slibnými aplikacemi při výrobě obnovitelné energie a sanaci životního prostředí.
|
guest ::
RSS feed.