|
|
Hyperjemné interakce v magnetitu a maghemitu
Křišťan, Petr
Diplomová práce je zaměřena na studium submikronových a nanoskopic-kých částic magnetických oxidů železa metodami jaderné magnetické rezonance (NMR). Prostřed- nictvím 57 Fe NMR byly sledovány kompozitní vzorky typu bentonit/maghemit v závis- losti na teplotě kalcinace (Tkalc) při jejich přípravě a submikronové vzorky magnetitu s různým rozmezím velikosti částic. Bylo zjištěno, že s rostoucí Tkalc se zvyšuje rozlišení, což je pravděpodobně dané s vyšším stupněm uspořádání atomů/vakancí ve spinelové struktuře. Podařilo se pomocí integrálních intenzit NMR spekter kvantifikovat relativní obsah maghemitové fáze v jednotlivých vzorcích připravené série: tento obsah výrazně roste až k Tkalc ∼420 ◦ C. Byl navržen a (na vzorku čistého maghemitu) vyzkoušen postup umožňující separovat spektra tetraedrických a oktaedrických poloh železa. Byla prove- dena analýza založená na předpokládaných modelech rozložení vakancí ve spi-nelové struktuře a její výsledky konfrontovány s experimentem. Bylo zjištěno, že spektrum 57 Fe NMR v submikronových vzorcích se výrazně liší od spektra monokrystalického magnetitu. Sledované vzorky mají tedy tedy zjevně výraz- ně defektní krystalovou strukturu, resp. jinou (pravděpodobně...
|
|
|
Influence of cationic substitution on hyperfine interactions in magnetite
Řezníček, Richard
Tématem předložené práce je studium souborů monokrystalických vzorků magnetitu se substitucemi zinku a titanu metodami NMR. Ionty substituce zinku Zn2+ nahrazují část železitých iontů v tetraedrických (A) pozicích, zatímco ionty titanu Ti4+ obsazují oktaedrické (B) pozice nahrazujíce ionty železa Fe2.5+ . Hyperjemné interakce a lokální elektronová struktura jsou citlivé na přítomnost substituce. Obzvláště zajímavý je případ, když valence iontů substituce je odlišná od valence nahrazovaného iontu. Resonanční frekvence jader v okolí substituce jsou posunuty v důsledku změněného hyperjemného pole, je tedy možné pozorovat satelitní čáry ve spektrech NMR. Teplotní závislosti spekter nad Verweyovým přechodem byly měřeny v nulovém vnějším magnetickém poli a byla také změřena spektra NMR při teplotě 4,2 K. Sestavené teplotní závislosti frekvencí hlavních čar a satelitních signálů ve spektrech nad Verweyovým přechodem byly porovnány s daty pro čistý magnetit a magnetit s dalšími substitucemi a kationtovými vakancemi. Dále byly nad Verweyovým přechodem nalezeny a diskutovány změny šířek A čar s teplotou.
|
|
|
Hyperfine Interactions in Ferrites with Spinel Structure
Chlan, Vojtěch
Title: Hyperjemné interkace ve feritech se spinelovou strukturou Autor: Vojtěch Chlan Matematick-fyzikální fakulta, Univerzita Karlova v Praze Školitel: Prof. RNDr. Helena Štěpánková, CSc. Abstrakt: Feritové systémy se spinelovou strukturou, manganatý ferit, lithný ferit a magnetit, jsou studovány experimentálně pomocí jaderné magnetické resonance (NMR) a z prvních principů pomocí výpočtů elektronové struktury vycházejících z teorie funkcionálu hustoty (DFT). Manganaté ferity s různými stupni inverze manganu/železa a s různými obsahy manganu jsou studovány s ohledem na magnetickou strukturu a uspořádání kationtů. Na případu lithného feritu je vypracován přístup pro interpretaci NMR spekter, který spočívá ve srovnání spočtené anizotropie hyperjemného pole s experimentálními výsledky. Tato metoda je pak aplikována na nízkoteplotní fázi magnetitu a ukazuje slibnou cestu k vyřešení její komplikované struktury a orbitálního a nábojového uspořádání. Přesmyknutí magnetické snadné osy účinkem externího magnetického pole a s tím spojené strukturní změny jsou studovány magnetickými a NMR měřeními. Magnetit s kationtovými vakancemi je zkoumán analýzou satelitní struktury indukované vakancemi; je ukázáno, že přítomnost vakance vede k přeskupení elektronů v oktaedrální podmříži, což je doprovázeno výskytem atomů železa...
|
|
|
Měřění magnetických vlastností environmentálních vzorků
Zárubová, Alžběta ; Petrovský, Eduard (vedoucí práce) ; Kapička, Aleš (oponent)
A. Zárubová: Měření magnetických vlastností environmentálních vzorků 1 ABSTRAKT Práce ve stručné formě představuje základy a možnosti využití magnetických měření v environmentálních studiích. Podstatou environmentálního magnetismu je určení oxidů železa, jejich složení, koncentraci a velikost částic. Tyto informace lze pak následně interpretovat ve smyslu jejich původu, případně transportu či diageneze. Výsledkem pak může být informace například o klimatických změnách v dávné minulosti, krátkodobých událostech ovlivňujících životní prostředí (např. sopečné erupce), nebo o současných problémech spojených s lidskou činností (znečištění životního prostředí). V posledním případě není cílem nahradit geochemické analýzy, hlavní snahou je poskytnou rychlou a snadno dostupnou dodatečnou informaci, která umožní například co nejefektivněji zmapovat kontaminované území, monitorovat vývoj znečištění nebo modelovat procesy přenosu kontaminantů. Magnetometrie se v současnosti intenzivně využívá k mapování znečištění atmosféry, půd i sedimentů, lze pomocí ní určit dlouhodobý průměr kontaminace, jednotlivé zdroje i poměry jejich příspěvků k celkovému stavu znečištění. Tato práce poskytuje stručný přehled o fyzikálních základech environmentálního magnetismu a příklady aplikací v různých oblastech, od klimatických změn po...
|
|
|
Low-field excitations in magnetite
Švindrych, Zdeněk ; Janů, Zdeněk (vedoucí práce) ; Novák, Pavel (oponent) ; Svoboda, Pavel (oponent)
V této práci jsou prezentovány výsledky měření detailních magnetických a dielektrických vlastností vysoce kvalitních monokrystalických vzorků magnetitu (Fe3O4) ve slabém magnetickém a elektrickém poli. Tato měření mohou odhalit detaily fázových přechodů a jiných jevů, které ještě nejsou uspokojivě popsány. Soustředili jsme se nejen na tzv. Verweyův přechod - známý fázový přechod nastávající při teplotě kolem 120 K ve stechiometrických vzorcích - ale také jsme prozkoumali a popsali nové relaxační jevy v magnetitu za nízkých teplot. Také jsme zjistili výjimečnou citlivost nízkoteplotních vlastností na kvalitě, stechiometrii a homogenitě vzorku. Výsledky prezentované v této práci byly naměřeny na citlivém nekomerčním skvidovém magnetometru a doplněny čtyřbodovou dielektrickou spektroskopií a měřením stejnosměrné vodivosti.
|
|
|
Study of hyperfine interactions in nanoparticles present in biological systems
Kubániová, Denisa ; Kohout, Jaroslav (vedoucí práce) ; Závěta, Karel (oponent)
Náplňou predkladanej bakalárskej práce je štúdium nanočastíc oxidov železa pomocou Mössbauerovej spektroskopie pri izbovej teplote a teplote kvapalného hélia bez a pri ap- likovanom externom magnetickom poli. Skúmané je relatívne zastúpenie jednotlivých polymorfov v synteticky pripravených nanočasticiach oxidu železitého v SiO2 matrici v závislosti na koncentrácií oxidu železitého a žíhacej teplote a d'alej v biologických nanočasticiach vytvorených baktériami rodu Geoalkalibacter ferrihydriticus fázové zloženie a štruktúra v závislosti na koncentrácií chinínu v kultivačnom roztoku. Analýzou na- meraných dát je určené chemické a fázové zloženie jednotlivých vzoriek a hyperjemné parametre katiónov 57 Fe v neekvivalentných kryštalografických polohách. 1
|
|
|
Hyperjemné interakce v magnetitu a maghemitu
Křišťan, Petr ; Štěpánková, Helena (vedoucí práce) ; Procházka, Ivan (oponent)
Diplomová práce je zaměřena na studium submikronových a nanoskopic-kých částic magnetických oxidů železa metodami jaderné magnetické rezonance (NMR). Prostřed- nictvím 57 Fe NMR byly sledovány kompozitní vzorky typu bentonit/maghemit v závis- losti na teplotě kalcinace (Tkalc) při jejich přípravě a submikronové vzorky magnetitu s různým rozmezím velikosti částic. Bylo zjištěno, že s rostoucí Tkalc se zvyšuje rozlišení, což je pravděpodobně dané s vyšším stupněm uspořádání atomů/vakancí ve spinelové struktuře. Podařilo se pomocí integrálních intenzit NMR spekter kvantifikovat relativní obsah maghemitové fáze v jednotlivých vzorcích připravené série: tento obsah výrazně roste až k Tkalc ∼420 ◦ C. Byl navržen a (na vzorku čistého maghemitu) vyzkoušen postup umožňující separovat spektra tetraedrických a oktaedrických poloh železa. Byla prove- dena analýza založená na předpokládaných modelech rozložení vakancí ve spi-nelové struktuře a její výsledky konfrontovány s experimentem. Bylo zjištěno, že spektrum 57 Fe NMR v submikronových vzorcích se výrazně liší od spektra monokrystalického magnetitu. Sledované vzorky mají tedy tedy zjevně výraz- ně defektní krystalovou strukturu, resp. jinou (pravděpodobně...
|
|
|
Využití (nano)oxidů pro stabilizaci kovů a metaloidů v kontaminovaných půdách
Michálková, Zuzana ; Komárek, Michael (vedoucí práce) ; Luke, Luke (oponent)
Hlavním cílem předkládané dizertační práce bylo zhodnocení potenciálu vybraných (nano)oxidů Fe a Mn pro stabilizaci kovů a polokovů v kontaminovaných půdách. Výzkum byl zaměřen především na tři materiály - komerční nanomaghemit (Fe III) a nanomagnetit (Fe II,III) a nově syntetizovaný amorfní oxid Mn (AMO). Hlavním cílem práce bylo poskytnout komplexní pohled na vybraná stabilizační činidla, přičemž důraz nebyl kladen pouze na jejich přímý vliv na mobilitu kontaminantů, ale též na jejich stabilitu a transformace v půdním prostředí, spolu s vlivem na půdní mikroorganismy a vyšší rostliny. Nejprve byly u testovaných materiálů zjištěny jejich adsorpční vlastnosti. V tomto případě se jako nejúčinnější ukázal AMO, který za daných experimentálních podmínek vykazoval o 1 až 2 řády vyšší adsorpční kapacity než Fe III a Fe II,III. Míra adsorpce As(V) na AMO se zvyšovala se zvyšujícím pH, což je v případě AMO způsobeno jeho vysokým pHzpc (8,1) a vyšší rozpustností při nižších hodnotách pH. Dále byl sledován vliv aplikace (nano)oxidů na mobilitu kovů a polokovů v půdě a další fyzikálně-chemické vlastnosti. Zde se AMO opět prokázal jako nejúčinnější činidlo pro snížení mobilní frakce Cd, Cu, Pb, Zn a As. Aplikace činidel Fe III a Fe II,III měla naproti tomu jen minimální či žádný efekt. Aplikace AMO dále vedla ke zvýšení půdního pH spojeného s rozpouštěním samotného materiálu a nežádoucí degradací půdní organické hmoty. Při studiu transformací (nano)oxidů v půdním prostředí byl na povrchu AMO identifikován nově vzniklý MnCO3, zatímco na povrchu Fe III a Fe II,III nebyly pozorovány žádné významné změny. Vzhledem k tomu, že pozorovaná formace MnCO3 byla spojená se vzrůstem stability AMO, byly uměle připraveny částice AMO pokryté vrstvou MnCO3 (SM-AMO). Přestože SM-AMO prokázal v půdě menší hmotnostní ztrátu než AMO, stabilizační účinnost byla u obou materiálů téměř stejná. Rozdíly ve složení povrchů u obou materiálů v čase klesaly, neboť na povrchu AMO docházelo k precipitaci MnCO3, zatímco povlak na SM-AMO se postupně rozpouštěl. Při zjišťování vlivu na půdní organismy AMO účinně podpořil půdní mikrobiální aktivitu, zatímco v případě Fe III a Fe II,III nebyly pozorovány žádné významné změny. AMO byl též schopen snížit koncentrace Cd, Pb a Zn přijaté slunečnicí (Helianthus annuus L.), eliminovat symptomy fytotoxicity Zn a zvýšit výnos biomasy. Na druhou stranu byly ve tkáních slunečnice zaznamenány toxické koncentrace Mn uvolněného z aplikovaného AMO. V závislosti na výsledcích této práce tedy doporučujeme aplikace AMO do kontaminovaných neutrálních až alkalických půd. Dále byly před nedávnem připraveny různé typy kompozitních sorbentů na bázi AMO a biocharu a v současné době je v přípravě polní experiment zaměřený na stabilizaci Cd, Pb, Zn a As v kontaminované půdě pomocí studovaných stabilizačních činidel. Výsledky této práce vyzdvihují důležitost použití komplexního experimentálního přístupu zahrnujícího všechny složky půdního systému při studiu nových stabilizačních činidel.
|
|
|
Katalytické systémy založené na jednotlivých atomech
Závodný, Adam ; Švec,, Martin (oponent) ; Čechal, Jan (vedoucí práce)
Realizace katalytických systémů založených na jednotlivých atomech umožní dosáhnout limitních vlastností kvality a selektivity katalyzátorů při současném zvýšení jejich životnosti a snížení celkových nákladů. Klíčovou vlastností katalyzátorů je jejich schopnost zachytit reaktanty a následně snížit energetickou náročnost chemické reakce. Tato práce se zabývá prvně jmenovaným: interakcí plynů (H2O, CO, O2 a NO) s jednotlivými atomy kovů (Rh, Ir, Cu) na povrchu magnetitu. Hlavní experimentální technikou je rastrovací tunelová mikroskopie umožňující studium povrchů na atomární úrovni.
|
|
|
Magnetická modifikace mikrobiálních buněk
BALDÍKOVÁ, Eva
Pekařské kvasinky (Saccharomyces cerevisiae) byly magneticky modifikovány třemi různými způsoby, a sice povrchovou modifikací buněk magnetickými kapalinami, zabudováním buněk do magnetického alginátu a kovalentní imobilizací na částice magnetického chitosanu. U všech typů byla testována schopnost rozkladu H2O2, přičemž se ukázalo, že nejvíce peroxidu vodíku degradují buňky modifikované magnetickými kapalinami (84-95%), zatímco účinnost stejného množství buněk modifikovaných ostatními způsoby se pohybuje v daleko nižších hodnotách (40-60%). Kovalentní imobilizací na částice magnetického chitosanu byl vytvořen zcela nový biokompozitní materiál, u něhož byla zkoušena adsorpce krystalové violeti a safraninu O. Zjistilo se, že samotný magnetický chitosan neadsorbuje žádná barviva, tudíž veškerá adsorpce připadá na imobilizované kvasinky. Maximální adsorpční kapacity byly stanoveny pomocí Langmuirovy izotermy na 69,4 mg/g pro krystalovou violeť a 99,0 mg/g pro safranin O.
|
host ::
RSS.