|
|
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.
|
|
| |
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Zušlechťování bioplynu metodou PSA
Krhut, Štěpán ; Havlásek, Martin (oponent) ; Zejda, Vojtěch (vedoucí práce)
Tato práce řeší zušlechťování bioplynu metodou PSA a zmodernizování laboratorní jednotky. Surový bioplyn obsahuje mnoho nežádoucích složek, které snižují jeho energetický potenciál, a to v nejvyšší míře oxid uhličitý. Pro rozšíření možností využití bioplynu je třeba tuto složku odstranit. Jednou z rozšířených metod pro odstranění CO2 z bioplynu je metoda Pressure Swing Adsorption (PSA – česky adsorpce za měnícího se tlaku). Tato práce popisuje tuto metodu a porovnává ji s jinými metodami čištění bioplynu. V další části práce je představena původní laboratorní jednotka PSA, která je v laboratoři Ústavu procesního inženýrství pro výzkumné aktivity. Byla provedena její modernizace nahrazením ručních ventilů elektromagnetickými a byl vytvořen nový systém ovládání celé jednotky. Ten je koncipován jako dvou-režimový – manuální a automatický. Podstata spočívá ve vzdáleném ovládání ventilů pomocí přepínačů nebo programu. Pro obě tyto varianty byl navržen elektrický ovládací panel. Řízení automatizace procesu obstarávala programovací platforma Arduino integrovaná do panelu. Pro případ dalšího měření byl vypracován podrobný popis obsluhy ovládacího panelu a komentář programu automatizace.
|
|
|
Effect of sub-micrometer structural features on rheology of polymer nanocomposites
Lepcio, Petr ; Chodák,, Ivan (oponent) ; doc.Ing.Marián Lehocký, Ph.D. (oponent) ; Jančář, Josef (vedoucí práce)
Polymer nanocomposites (PNCs) hold a great promise as future lightweight functional materials processable by additive manufacturing technologies. However, their rapid deployment is hindered by their performance depending strongly on the nanoparticle (NP) spatial organization. Therefore, the ability to control the nanoparticle dispersion in the process of PNCs preparation is a crucial prerequisite for utilizing their potential in functional composites. This work investigates solution blending of PNCs in a model glass forming polymer matrix, a bulk processing technique of a tailored NP spatial organization controlled by structural and kinetic variables of the preparation protocol. The presented results describe the differences between nanoparticle induced changes on the rheological behavior of a polystyrene solution under large amplitude oscillation shear (LAOS). High-affinity OP-POSS NPs seem to interact with the PS at low filler loadings and form stiffened aggregates, whereas low-affinity OM-POSS NPs remained rather uninvolved in the polymer deformation at these conditions. Furthermore, an interest was focused on the impact of the blending solvent on the NP spatial arrangement in silica/PMMA and silica/PS nanocomposites, which has already been suggested as the controlling parameter of the solid-state structure. An emphasis was put on the qualitative differences between “poorly dispersed” NP arrays which, by combination of rheological assessment and structural analysis (TEM, USAXS), were identified as chain bound clusters and two types of aggregates, one of thermodynamic and the other of a kinetic origin, which are characterized by substantially distinct formation kinetics and mismatched properties compared to individually dispersed NPs and each other. The currently observed types of NP dispersion were quantitatively linked with their rheological properties during the solution blending step and the amount of polymer adsorption and depletion attraction. The results were compared to the PRISM theory. Finally, the importance of NP spatial organization was demonstrated on the comparison of glass transition temperatures of various structures at constant chemical composition.
|
|
|
Sledování účinnosti vybraných adsorbentů na odstranění AOX z vody
Rutarová, Natálie ; Kotzurová, Iveta (oponent) ; Repková, Martina (vedoucí práce)
Diplomová práce vznikla ve spolupráci s firmou Art Carbon a je zaměřena na sledování účinnosti adsorbentů ART SAND na odstranění AOX z vody. V teoretické části je uveden přehled a základní charakteristika AOX, jejich vliv na životní prostředí a možnost jejich odstranění. Experimentální část je zaměřena na studium účinnosti vybraných adsorbentů s následným využitím vysokoúčinné kapalinové chromatografie (HPLC) s UV detekcí. Pro sledování adsorpce 2,4-dichlorfenolu a 2,6-dichlorfenolu byly vybrány dva adsorbenty ART SAND ASSP50 a ASPP50-X dodané firmou ArtCarbon.
|
|
|
Studium chování izolačních materiálů v prostředí s vysokou vlhkostí
Havelka, Jindřich ; Peterková, Jitka (oponent) ; Zach, Jiří (vedoucí práce)
Extrudovaný polystyren (XPS) je často prezentován jako zcela nenasákavý materiál a bývá aplikován do míst s vysokým vlhkostním namáháním, jako jsou například konstrukce inverzních střech. Důvodem pro jeho využití je velmi dobrý poměr tepelně izolačních a mechanických vlastností a do vlhkostně zatížených aplikací se využívá vzhledem k uzavřené pórové struktuře a vysokému faktoru difúzního odporu, které deklarují výrobci. Dlouhodobé zkušenosti a studie však ukazují, že XPS při dlouhodobé expozici ve vlhkém prostředí vlhkost postupně akumuluje. Pro lepší zmapování trendu zvyšující se vlhkosti byla navrhnuta zkouška dlouhodobé nasákavosti při plném ponoření po dobu 84 dnů. Bylo vybráno a testováno celkem 6 výrobků doporučovaných do konstrukcí inverzních střech od různých výrobců. Cílem bylo především zmapovat reálné vlastnosti jednotlivých výrobků při vysokém vlhkostním zatížení. Bylo zjištěno, že každý výrobek vykazuje jistou menší nebo větší nasákavost a projevuje rozdílnou míru degradace tepelné vodivosti při stejné hodnotě objemové vlhkosti. Dále byla nalezena souvislost povrchové struktury s mírou nasákavosti, kdy objemová vlhkost byla vyšší pro výrobky s vaflovou strukturou.
|
|
|
Problematika fenolů ve vodách
Tylichová, Petra ; Čáslavský, Josef (oponent) ; Doležalová Weissmannová, Helena (vedoucí práce)
Bakalářská práce pojednává o problematice fenolů ve vodách. Teoretická část shrnuje informace o vlastnostech fenolů, jejich použití, výskytu v životním prostředí a účincích na lidské zdraví. Jsou popsány metody pro stanovení těchto látek ve vodách. Poslední kapitola pojednává o možných způsobech odstranění fenolů z vodního prostředí, kde největší pozornost je zaměřena na metodu adsorpce. Část práce se také věnuje chlorovaným fenolům, které vznikají chlorací fenolových vod a mají za následek senzorické závady vody. Experimentální část je zaměřena na odstraňování fenolu z modelové vody pomocí adsorpce na práškové aktivní uhlí Norit SA SUPER.
|
host ::
RSS.