|
|
Studium rozkladu těkavých uhlovodíků v nerovnovážném plazmatu klouzavého obloukového výboje za atmosférického tlaku
Töröková, Lucie ; Rašková, Zuzana (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
V teoretické části diplomové práce se zabývám principem klouzavého obloukového výboje v nerovnovážném plazmatu, jeho vlastnostmi a použitím na rozklad těkavých organických látek (VOC). Plazmové techniky vytváří perspektivní alternativu ke klasickým metodám jako jsou například adsorpce, biofiltry, termické procesy, vymražování a kondenzace. Dále je v teoretické části popsána metoda použitá k analýze produktů rozkladu, plynová chromatografie spojená s hmotnostním spektrometrem (GC-MS). Experimentální část přináší celkový popis aparatury založené na klouzavém obloukovém výboji (GlidArc), v němž byly rozkládány těkavé organické látky. Těkavá organická látka je do reaktoru vnášena ze zásobníku nosným plynem (dusíkem). Jako pracovní plyn byl užíván syntetický vzduch. Na reaktor navazuje zařízení pro odběr vzorků k analýze. Zařízení je vybaveno několika otvory pro odběr vzorků metodou SPME vláken, metodu sorpčních trubiček a speciální otvor pro vstup sondy z přístroje Testo 350 M/XL, který umožňuje okamžitou analýzu nízkomolekulárních látek. Pro stanovení vysokomolekulárních produktů rozkladu byla využita technika GC-MS. Přímo byly analyzovány produkty rozkladu nasorbované na SPME vláknech, látky sorbované aktivním uhlím byly extrahovány pomocí sirouhlíku. Analýzou vzorků odebraných pomocí SPME vláken byly nalezeny hlavní produkty rozkladu, kterými jsou v případě hexanu pentanal, 4 metyl-3-pentanal, 2-butoxy-etanol a pentan. V případě rozkladu cyklohexanu byly detekovány 3-metyl-butanal, propanal, cyklohexanon, 5-hexenal a 2-pentyn-1-ol, hlavními produkty rozkladu xylenu pak byly metyl-benzen, benzaldehyd, 4-metyl-benzaldehyd, 1-nitroethyl-benzen a metanol-benzen. Vzorky odebrané pomocí sorpčních trubiček po analýze ukázaly, že se sorbovala především látka, která byla rozkládána, ale produkty rozkladu byly přítomny v příliš nízké koncentraci pro adekvátní analýzu. Proto byly sorpční trubičky využity jen pro kvantitativní stanovení rozkladu látek v závislosti na dodávaném výkonu. Závislost rozkladu látek na výkonu byla sledována i pomocí SPME vláken, která byla použita pro kvalitativní stanovení. Získané výsledky byly téměř shodné v obou případech odběrových technik. Z nízkomolekulárních sloučenin byly při rozkladu všech látek zjištěny v podstatě stejné produkty. Jsou jimi oxid uhličitý, vodík, oxid dusnatý, oxid dusný a voda. Získané výsledky ukazují, že při rozkladu VOC látek vzniká kromě řady potenciálně nebezpečných produktů rozkladu i významné množství oxidů dusíku, který není šetrný k životnímu prostředí. Proto bude nezbytné se studovanou problematikou dále zabývat zejména s ohledem na omezení generace NOx. Na základě kinetického rozboru pak bude možné optimalizovat podmínky rozkladu samotných VOC.
|
|
|
Studium chemických procesů v klouzavém obloukovém výboji pomocí optické emisní spektroskopie
Maďarová, Štefánia ; Töröková, Lucie (oponent) ; Mazánková, Věra (vedoucí práce)
Cieľom bakalárskej práce je štúdium chemických procesov prebiehajúcich dohasínajúcej plazme v kĺzavom oblúkovom a tlecom výboji. O dohasínajúcej plazme hovoríme vtedy, keď je zo systému odstránený vonkajší zdroj energie a začne v ňom dochádzať k relaxačným procesom. Experimenty v bakalárskej práci prebiehali za rôznych podmienok, pre rôzne tlaky a výkony vo výboji. Teoretická časť práce stručne popisuje štúdium atmosféry Titanu. Popísane sú základné vlastnosti a kinetické procesy prebiehajúce v plazme, opisuje tlecí a oblúkový výboj. V experimentoch bol použitý čistý dusík a plynná zmes dusíka a metánu pri rovnakom prietokovom množstve a rôznych tlakoch. Pri analýze produktov chemických reakcií boli využite: optická emisní spektrometrie (Optical Emission Spectroscopy - OES), plynová chromatografie v kombinácii s hmotnostným spektrometrom ako detektorom (Gas Chromatography-Mass Spectrometry - GC-MS). Výboj bol generovaný jednosmerným zdrojom napätia a meranie prebiehalo v prúdiacom režime. Celkový tlak plynu sa pohyboval v rozmedzí 1 000-4 000 Pa pri prietoku dusíku 400 mln/min a metánu 0.025 mln/min. prúd bol v rozmedzí 85-150 mA. U všetkých experimentálnych podmienok pre tlecí výboj bol dobre viditeľný jav tzv. pink afterglow. Tento jav odpovedá maximálnej intenzite vyžarovania v dohasínajúcom výboji, prejavujúcim sa značným nárastom charakteristického ružového žiarenia. Optické emisné spektra dohasínajúceho výboja boli snímané v rozsahu vlnových dĺžok 540-640 nm. V nameraných spektrách boli identifikované tri spektrálne systémy dusíku (prví a druhý pozitívny a prví negatívni) tie majú maximálne hodnoty v dohasínaní v tzv. „pink-afterglow“. Tieto maxima klesali s rastúcim tlakom a posúvali sa k neskorším časom dohasínania.
|
|
| |
|
|
Studium chemických procesů v atmosféře Titanu iniciovaných výbojem v elektrodové konfiguraci klouzavého obloukového výboje
Töröková, Lucie ; Zahoranová, Anna (oponent) ; Žabka,, Ján (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Cílem disertační práce je studium plazmochemických procesů a syntéza organických sloučenin vznikajících v elektrickém výboji plynné směsi odpovídající složení atmosféry Saturnova největšího měsíce Titanu. Atmosféra Titanu je svým chemickým složením velmi podobná atmosféře Země v době jejího vzniku. Látky obsažení v atmosféře jsou převážně dusík a metan s malý obsahem organických látek. Dosud byla publikována celá řada prací zabývajících se jak teoretickým-modelovým výzkumem, tak i laboratorními experimenty, v poslední době je snaha o jejich propojení. Hlavním cílem práce je identifikace plynných organických, amino, imino a kyano sloučenin promocí různých analytických metod jako jsou PTR-MS, FTIR a GC-MS. K získání vybraných parametrů plazmatu pak bylo využito OES. Ke studiu generace plynných produktů a radikálů bylo využito výboje generovaného ve směsích N2-CH4 (podíl metanu byl 0,5 až 5 %) za atmosférického tlaku v průtočném režimu při celkových průtocích 50 až 200 sccm a výbojovém proudu v rozmezí 15 až 40 mA. Část měření se rovněž zaměřila na studium vlivu příměsí vodíku a oxidu uhličitého. První část výsledků měření předložených v této práci byla získána z OES za vybraných podmínek (složení plynné směsi, dodávaný výkon). V naměřených spektrech byly identifikovány první negativní a druhý pozitivní systém dusíku, fialový systém radikálu CN a Swanův systém C2. Kromě nich byly rovněž detekovány čáry vodíku H, H a ve spektru druhého řádu i čára atomárního uhlíku. Tato spektra pak byla využita pro výpočet rotačních a vibračních teplot plazmatu. In situ analýzy plynných produktů pomocí FTIR ukázaly ve všech experimentech přítomnost různých nitrilů a uhlovodíků. Jako hlavní produkty generované výbojem byly identifikovány HCN, C2H2, NH3, přičemž jejich koncentrace odpovídaly relaci HCN > NH3 > C2H2. Tato relace byla potvrzena v závislosti na různých experimentálních parametrech. Další část práce byla zaměřena na studium vlivu příměsi CO2 na reaktivitu výše zmíněných plynných směsí. Kromě hlavních produktů, zmíněných výše, byly navíc detekovány CO2 a CO a také některé složitější kyslíkaté organické sloučeniny. Ty ale nebylo možné přesněji určit kvůli velké komplexnosti změřených spekter a překryvu jednotlivých absorpčních pásů. V případě příměsi vodíku do reakční směsi se nepodařilo identifikovat žádné nové látky ani funkční skupiny. K detailnější analýze plynných produktů výboje bylo využito in situ PTR-MS. V tomto případě bylo detekováno velké množství molekulárních struktur obsahujících nitrilové (–CN), amino (–NH2, –NH– a –N CH3CN > C2H5CN. Mimo tyto sloučeniny byla detekována celá řada dalších uhlovodíků i nitrilů.
|
|
|
Stanovení koncentrace ozónu generovaného dielektrickým bariérovým výbojem.
Manduchová, Ivana ; Töröková, Lucie (oponent) ; Mazánková, Věra (vedoucí práce)
Bakalárska práca sa venuje štúdiu determinácie koncentrácie ozónu generovaného dielektrickým bariérovým výbojom z plynného kyslíka o čistote 99,999 9 %, pri rôznych zmenách experimentálnych podmienok, pomocou absorpčnej spektrometrie. Rovnako bol kladený dôraz aj na komparáciu dvoch zástupcov základných metód stanovení koncentrácie ozónu. V teoretickej časti sú popísané charakteristické vlastnosti ozónu a jeho využitie, metódy generácie ozónu, experimentálne metódy stanovenia koncentrácie generovaného ozónu a jeho mikrobiocídna účinnosť. V experimentálnej časti bola skúmaná generácia ozónu vzniknutého interakciou kyslíka s adsorbovaným kyslíkom na stenách ozonizátora v závislosti na variácii experimentálnych podmienok. Vykonaných bolo niekoľko sérií experimentov, kde variabilnou premennou experimentálnych podmienok bola zmena výkonu na zdroji, zmena prietoku prúdiaceho kyslíka a zmena reakčnej doby. Okrem toho bola skúmaná aj využiteľnosť stanovenia koncentrácie ozónu pomocou jodometrickej titrácie v porovnaní s metódou absorpcie UV žiarenia pri podmienkach použitých v experimente. Ozón bol generovaný zostavou dvoch totožných valcových ozonizátorov vyrobených z nehrdzavejúcej ocele fungujúcich na princípe dielektrického bariérového výboja za použitia dielektrika z korundovej keramiky.
|
|
|
Studium produktů stejnosměrného výboje ve směsi CO2+N2
Kostyleva, Kseniia ; Töröková, Lucie (oponent) ; Mazánková, Věra (vedoucí práce)
Bakalářská práce se věnuje studiu produktů stejnosměrného výboje ve směsi plynů dusíku, metanu a oxidu uhličitého. Jejich stanovení bylo realizováno pomocí hmotnostního spektrometru PTR-MS-TOF a přístroje TESTO 350 M/XL. V teoretické části je uveden princip hmotnostní spektrometrie, druhy analyzátorů a ionizátorů. Také jsou popsány různé typy elektrických výbojů, včetně klouzavého obloukového výboje, který byl použit během měření. Dále byla uvedena jedna z teorií vzniku života a popis měsíce Titanu, který byl vybrán v důsledku podobnosti jeho atmosféry s atmosférou rané Země. V experimentální části byly stanoveny produkty výboje a jejich koncentrace v příslušném reaktoru, které pak byly vyvedeny do tabulek a na základě naměřených dat byly sestrojeny grafy
|
|
| |
|
|
Studium produktů stejnosměrného výboje ve směsi CO2+N2
Kostyleva, Kseniia ; Töröková, Lucie (oponent) ; Mazánková, Věra (vedoucí práce)
Bakalářská práce se věnuje studiu produktů stejnosměrného výboje ve směsi plynů dusíku, metanu a oxidu uhličitého. Jejich stanovení bylo realizováno pomocí hmotnostního spektrometru PTR-MS-TOF a přístroje TESTO 350 M/XL. V teoretické části je uveden princip hmotnostní spektrometrie, druhy analyzátorů a ionizátorů. Také jsou popsány různé typy elektrických výbojů, včetně klouzavého obloukového výboje, který byl použit během měření. Dále byla uvedena jedna z teorií vzniku života a popis měsíce Titanu, který byl vybrán v důsledku podobnosti jeho atmosféry s atmosférou rané Země. V experimentální části byly stanoveny produkty výboje a jejich koncentrace v příslušném reaktoru, které pak byly vyvedeny do tabulek a na základě naměřených dat byly sestrojeny grafy
|
|
|
Studium chemických procesů v klouzavém obloukovém výboji pomocí optické emisní spektroskopie
Maďarová, Štefánia ; Töröková, Lucie (oponent) ; Mazánková, Věra (vedoucí práce)
Cieľom bakalárskej práce je štúdium chemických procesov prebiehajúcich dohasínajúcej plazme v kĺzavom oblúkovom a tlecom výboji. O dohasínajúcej plazme hovoríme vtedy, keď je zo systému odstránený vonkajší zdroj energie a začne v ňom dochádzať k relaxačným procesom. Experimenty v bakalárskej práci prebiehali za rôznych podmienok, pre rôzne tlaky a výkony vo výboji. Teoretická časť práce stručne popisuje štúdium atmosféry Titanu. Popísane sú základné vlastnosti a kinetické procesy prebiehajúce v plazme, opisuje tlecí a oblúkový výboj. V experimentoch bol použitý čistý dusík a plynná zmes dusíka a metánu pri rovnakom prietokovom množstve a rôznych tlakoch. Pri analýze produktov chemických reakcií boli využite: optická emisní spektrometrie (Optical Emission Spectroscopy - OES), plynová chromatografie v kombinácii s hmotnostným spektrometrom ako detektorom (Gas Chromatography-Mass Spectrometry - GC-MS). Výboj bol generovaný jednosmerným zdrojom napätia a meranie prebiehalo v prúdiacom režime. Celkový tlak plynu sa pohyboval v rozmedzí 1 000-4 000 Pa pri prietoku dusíku 400 mln/min a metánu 0.025 mln/min. prúd bol v rozmedzí 85-150 mA. U všetkých experimentálnych podmienok pre tlecí výboj bol dobre viditeľný jav tzv. pink afterglow. Tento jav odpovedá maximálnej intenzite vyžarovania v dohasínajúcom výboji, prejavujúcim sa značným nárastom charakteristického ružového žiarenia. Optické emisné spektra dohasínajúceho výboja boli snímané v rozsahu vlnových dĺžok 540-640 nm. V nameraných spektrách boli identifikované tri spektrálne systémy dusíku (prví a druhý pozitívny a prví negatívni) tie majú maximálne hodnoty v dohasínaní v tzv. „pink-afterglow“. Tieto maxima klesali s rastúcim tlakom a posúvali sa k neskorším časom dohasínania.
|
|
|
Analytické metody pro stanovení kyseliny jablečné a vinné ve víně
Töröková, Lucie
Kyselina jablečná a vinná patří mezi nejvýznamnější organické kyseliny obsažené v hroznové šťávě a víně. Detekovat je v kapalných vzorcích můžeme několika různými analytickými metodami. Cílem práce bylo porovnat různé analytické techniky používané pro jejich kvalitativní i kvantitativní analýzu. Jednotlivé metody byly rozděleny do 5 základních skupin: chromatografické, elektrochemické, spektroskopické, enzymatické a titrační. Následně byly postupně rozepsány a shrnuty. Některé z těchto metod např. titrační jsou už na ústupu, nebo se používají jen v omezené míře u malovinařů. Naproti tomu rozvoj přístrojové techniky probíhá neustále, stále se vylepšují detekční limity a zkoušejí se různé propojení přístrojů. K nejrozšířenějším patří chromatografie v kombinaci s několika typy detektorů, její spojení s ostatními přístroji a i jejich sériové zapojení.
|
host ::
RSS.