|
|
Adsorpce aminokyselin produkovaných fytoplanktonem na aktivním uhlí
Čermáková, Lenka ; Pivokonský, Martin (vedoucí práce) ; Benešová, Libuše (oponent)
Diplomová práce se zabývá účinností a faktory ovlivňujícími adsorpci koagulací obtížně odstranitelných AOM (Algal Organic Matter) aminokyselin (AMK) argininu (Arg), fenylalaninu (Phe) a kyseliny asparagové (Asp) na granulovaném aktivním uhlí (GAC) Picabiol 12x40 (PIC). Pomocí rovnovážných a kinetických testů bylo prokázáno, že účinnost adsorpce vybraných AMK je závislá na struktuře jejich molekuly a charakteru funkčních skupin jejich postranního řetězce, a dále především na hodnotě pH roztoku, která určuje charakter a velikost náboje AMK i povrchu GAC. Naopak vliv iontové síly (IS) roztoku měl na adsorpci AMK, oproti původním předpokladům, poměrně malý vliv. Adsorpční účinnost Arg se zvyšovala s rostoucím pH a maxima dosáhla při pH 9, kdy jsou AMK a GAC nabity opačně, a dochází tak k přitažlivým elektrostatickým interakcím. V případě Asp adsorpce na PIC prakticky vůbec neprobíhala. Důvodem je skutečnost, že při všech experimentálních podmínkách nesly molekuly Asp i povrch PIC shodný záporný náboj. To vedlo k silným elektrostatickým repulzím mezi Asp a PIC, které bránily účinné adsorpci. V případě Phe bylo zjištěno, že míra adsorpce s rostoucím pH klesá, nejvyšší adsorpční účinnosti tak bylo dosaženo při pH 5. Hlavním adsorpčním mechanismem byly s ohledem na opačné náboje Phe a použitého GAC opět...
|
|
|
Příprava a studium katalytického systému Cu(O)-CeO2 metodami povrchové analýzy
Šmíd, Břetislav ; Matolínová, Iva (vedoucí práce) ; Plšek, Jan (oponent) ; Sofer, Zdeněk (oponent)
Název práce: Příprava a studium katalytického systému Cu(O)-CeO2 metodami povrchové analýzy Autor: Břetislav Šmíd Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí doktorské práce: Doc. Mgr. Iva Matolínová, Dr. Abstrakt: Předkládaná práce se zabývá studiem systémů měď/oxid mědi - oxid ceru a jejich interakcí s molekulami CO a H2O. Zkoumané vzorky byly připraveny ve formě práškových katalyzátorů a také dobře definovaných inverzních modelových systémů. Práškové katalyzátory pro nízkoteplotní oxidaci CO byly studovány metodami XPS, XRD, SEM, TEM a v mikroreaktoru umožňujícím studovat oxidaci CO. Pro studium adsorpce H2O a ko-adsorpce H2O s CO na modelových inverzních systémech CeOx(111)/Cu(111) v podmínkách ultravysokého vakua bylo vedle metody XPS využito výhod synchrotronového záření (SRPES), především pak rezonanční fotoelektronové spektroskopie (RPES), a dále metody LEED. Bylo zjištěno, že na stechiometrickém povrchu CeO2 při teplotě 120 K molekuly vody adsorbují molekulárně, zatímco na povrchu obsahujícím kyslíkové vakance a povrchu tvořeném nespojitou vrstvou CeO2 je adsorpce částečně disociativní doprovázená vznikem skupin OH. Nárůst center Ce3+ (redukce povrchu), pozorovaný po adsorpci molekul H2O na zkoumaných površích CeOx(111)/Cu(111) s rozdílným stupněm redukce, byl vysvětlen na základě...
|
|
|
Teoretické výpočty interakce adsorbátu s orientovanými povrchy Si
Krejčí, Ondřej ; Kocán, Pavel (vedoucí práce) ; Ondráček, Martin (oponent)
V této práci jsem stručně popsal základy metody funkcionálu hustoty (DFT) pro výpočet elektronové struktury molekul, pevných látek a povrchů. Dále, jsem zde shrnul základní stavební kameny výpočetního programu Fireball, který využívá metody DFT a se kterým jsem následně prováděl výpočty atomární a elektronové struktury vybraných modelů. Také jsem se zabýval teorií sken- ovací tunelovací mikroskopie (STM) a přístupy jak simulovat STM mapy na základě DFT výpočtů. Studovanými modely byly rekonstrukce povrchu Si (111), konkrétně šlo o rekonstrukce 7×7, 2×1 Pandey chain. a dále pak rekonstrukce s periodicitou √ 3 × √ 3, kde bylo úkolem nalezení vhodné atomární struktu- ry, odpovídající novým experimentálním poznatkům. Následně jsem provedl porovnání energetické výhodnosti jednotlivých rekonstrukcí. Posledním studovaným modelem byla adsorpce molekuly benzenu na nejstabilnější rekonstrukci 7×7. U všech modelů jsem provedl analýzu atomární a elektronové struktury a pomocí kódu STM jsem simuloval jejich STM mapy. Ty jsem následně porovnal s experi- mentálními STM měřeními v literatuře a s výsledky experimentů, které prováděli RNDr. Pavel Kocán, Ph.D. (rekonstrukce √ 3 × √ 3) a Prof. Alastair McLean (benzen na 7×7). Byl...
|
|
|
Příprava a studium katalytického systému Cu(O)-CeO2 metodami povrchové analýzy
Šmíd, Břetislav
Název práce: Příprava a studium katalytického systému Cu(O)-CeO2 metodami povrchové analýzy Autor: Břetislav Šmíd Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí doktorské práce: Doc. Mgr. Iva Matolínová, Dr. Abstrakt: Předkládaná práce se zabývá studiem systémů měď/oxid mědi - oxid ceru a jejich interakcí s molekulami CO a H2O. Zkoumané vzorky byly připraveny ve formě práškových katalyzátorů a také dobře definovaných inverzních modelových systémů. Práškové katalyzátory pro nízkoteplotní oxidaci CO byly studovány metodami XPS, XRD, SEM, TEM a v mikroreaktoru umožňujícím studovat oxidaci CO. Pro studium adsorpce H2O a ko-adsorpce H2O s CO na modelových inverzních systémech CeOx(111)/Cu(111) v podmínkách ultravysokého vakua bylo vedle metody XPS využito výhod synchrotronového záření (SRPES), především pak rezonanční fotoelektronové spektroskopie (RPES), a dále metody LEED. Bylo zjištěno, že na stechiometrickém povrchu CeO2 při teplotě 120 K molekuly vody adsorbují molekulárně, zatímco na povrchu obsahujícím kyslíkové vakance a povrchu tvořeném nespojitou vrstvou CeO2 je adsorpce částečně disociativní doprovázená vznikem skupin OH. Nárůst center Ce3+ (redukce povrchu), pozorovaný po adsorpci molekul H2O na zkoumaných površích CeOx(111)/Cu(111) s rozdílným stupněm redukce, byl vysvětlen na základě...
|
|
|
Vazba kontaminantů na koloidy ve vodách z důlní a hutní oblasti
Walter, Dominik ; Ettler, Vojtěch (vedoucí práce) ; Faimon, Jiří (oponent)
Tato práce se zabývá studiem koloidních částic a jejich schopností vázat stopové prvky v povrchových a podzemních vodách v důlní a hutní oblasti Příbramska. Pro studium koloidů byla zvolena kombinace metod kaskádové filtrace a ultrafiltrace s tangenciálním tokem, pomocí které byly ze zkoumaných vzorků vod postupně oddělovány jednotlivé koloidní frakce. K tomuto účelu byly použity filtry o nominální velikosti pórů 0,8 μm, 0,45 μm, 0,1 μm, 100 kDa, a 5 kDa. Vzorky vod byly po každém stupni filtrace analyzovány pomocí ICP-OES, ICP-MS a HPLC, měřeny byly také fyzikálně chemické vlastnosti vzorků vod (pH, Eh, elektrická vodivost). U vybraných vzorků byla provedena analýza rozpuštěného organického uhlíku (DOC) a analýza pevné fáze zachycené na použitých filtrech. Získaná data byla použita k termodynamickému modelování v programu PHREEQC-2. Výsledky ukazují, že hlavní a stopové prvky lze podle jejich zastoupení v jednotlivých velikostních frakcích přibližně rozdělit do několika skupin. Většina prvků se ve zkoumaných vodách vyskytuje dominantně jako zcela rozpuštěné látky (< 5 kDa), koloidy tvoří většinou nejvýše 5-20 % a to téměř výhradně ve frakci 5 kDa - 100 kDa. U prvků jako As, Co, Cr, Si, Sb a U byl pozorován postupný pokles koncentrace ve všech frakcích pouze při nízké hodnotě iontové síly 1,2...
|
|
|
ADSORPCE ORGANICKÝCH LÁTEK PRODUKOVANÝCH SINICÍ MICROCYSTIS AERUGINOSA NA AKTIVNÍM UHLÍ
Krsová, Magdalena ; Pivokonský, Martin (vedoucí práce) ; Benešová, Libuše (oponent)
Diplomová práce je zaměřena na posouzení účinnosti dvou druhů granulovaného aktivního uhlí (GAU), Filtrasorb TL 830 a Picabiol 12x40, při adsorpci nízkomolekulárních celulárních peptidů produkovaných sinicí Microcystis aeruginosa, které jsou špatně odstranitelné konvenčními procesy úpravy vody založenými na koagulaci a flokulaci. Prostřednictvím laboratorních rovnovážných a kinetických adsorpčních testů byl zkoumán vliv odlišných vlastností obou GAU (povrchový náboj a texturní vlastnosti), peptidů (molekulová hmotnost, povrchové skupiny a náboj) a chemismu roztoku (iontová síla a hodnota pH) na odstranění peptidů z vodného roztoku. Výsledky prokázaly, že adsorpce peptidů je výrazně ovlivněna nábojovými poměry v systému, které závisí na pH roztoku. Tato hodnota přímo ovlivňuje jak náboj povrchu GAU a jeho nulový bod (pHnbn), tak i disociaci a protonizaci funkčních skupin peptidů. Bylo zjištěno, že účinnost adsorpce peptidů se v případě obou GAU zvyšuje s poklesem pH do kyselé oblasti. Za těchto podmínek adsorpci posilují přitažlivé elektrostatické interakce mezi povrchem GAU a funkčními skupinami peptidů a pozitivně ji ovlivňují i konformační změny ve struktuře peptidů. Celkově nejvyšší adsorpční kapacity bylo dosaženo při pH 5 a použití GAU Picabiol 12x40 zřejmě díky vyššímu podílu mezopórů v jeho...
|
|
|
Theoretical Investigation of Mechanisms of Chemical Reactions Taking Place in Microporous Materials
Položij, Miroslav ; Nachtigall, Petr (vedoucí práce) ; Pulido Junquera, María Ángeles (oponent)
Pomocí výpočetních metod byly zkoumány mechanismy tří chemických reakcí: Friedländerovy a Knoevenagelovy reakce katalyzované organokovovým materiálem (tzv. "metal- organic framework") Cu3BTC2 a intramolekulární cyklizace nesaturovaných alkoholů katalyzovaná zeolitem H-ZSM-5. Bylo zjištěno, že reakční mechanismus všech tří reakcí je ovlivňován vysokou koncentrací aktivních míst v použitých katalyzátorech. Vysoká koncentrace adsorpčních míst dovoluje interakci reakčních intermediátů s více aktivními místy zároveň. V případě Friedländerovy a Knoevenagelovy reakce dochází ke snížení aktivačních bariér v důsledku interakce reakčních intermediátů se dvěma katalyticky aktivními místy současně. Opačný efekt byl nalezen pro cyklizaci alkoholů v zeolitu, pro kterou bylo zjištěno, že současná interakce s dvěma aktivními místy zvedne aktivační bariéru reakce a zároveň omezí difúzi uvnitř zeolitu. Studie reakčního mechanismu Knoevenagelovy reakce odhalila (doposud nepopsanou) dynamickou tvorbu defektů v mříži organokovového materiálu. Tento defekt následně katalyzuje Knoevenagelovu reakci. Oba nově popsané efekty nabízí interpretaci dalších vlastností mikroporézních katalyzátorů s vysokou koncentrací aktivních míst.
|
|
|
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.
|
|
|
Interaction of group III and IV metals with Si(100) surface in temperature range from 20 to 800K
Setvín, Martin ; Ošťádal, Ivan (vedoucí práce) ; Janda, Pavel (oponent) ; Klapetek, Petr (oponent)
1 Název práce: Interakce kovů III. a IV. skupiny s povrchem Si(100) v rozmezí teplot od 20 do 800 K Autor: Martin Setvín Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí doktorské práce: Doc. RNDr. Ivan Ošt'ádal CSc. Abstrakt: Interakce kovů III. a IV. skupiny s povrchem Si(100) v rozmezí teplot od 20 do 800 K byla studována pomocí rastrovací tunelové mikroskopie (STM) a mikroskopie atomárních sil (AFM). Adsorpci a přeskoky jednotlivých kovových atomů na povrchu Si(100)-c(4×2) lze sledovat pomocí STM za snížených teplot. Pomocí dvou metod byly určeny aktivačí energie a frekvenční prefaktory pro přeskoky jednotlivých indiových atomů - přímým STM měřením za nízké teploty a pomocí kinetických Monte Carlo simulací růstového pro- cesu za pokojové teploty. Kovy III. a IV. kupiny se v blízkosti pokojové teploty samouspořádávají do řetízků, které jsou pouze jeden atom široké. Atomární a elektronová struktura řetízků byla zkoumána pomocí STM a dynamického nekontaktního AFM. Klíčová slova: Si(100), STM, AFM, adsorpce, difúze
|
|
|
Katalytické a adsorpční vlastnosti papainu a jeho derivátů
Lachmanová, Štěpánka ; Hudeček, Jiří (vedoucí práce) ; Karpenko, Vladimír (oponent)
Aminokyselinová sekvence papainu (EC 3.4.22.2) obsahuje 212 aminokyselin. Jeho jediná volná sulfhydrylová skupina je lokalizována v aktivním centru proteinu. Vhodně zvolené organometalické komplexy se mohou vázat pouze na tuto volnou -SH skupinu. Takto připravené syntetické metaloproteiny mají jiné elektrochemické vlastnosti než samotný papain. V rámci této diplomové práce byly studovány elektrochemické vlastnosti papainu a jeho derivátů se zaměřením na katalytické vylučování vodíku. Za použití chronopotenciometrie byly porovnány katalytické vlastnosti papainu a jeho tří derivátů. Práce byla doplněna zkoumáním elektrochemických vlastností organometalických komplexů ruthenia použitých pro modifikaci papainu, které doposud nebyly elektrochemicky studovány. Proces katalytického vylučování vodíku probíhá v adsorbovaném stavu. Práce byla proto doplněna studií adsorpčních vlastností papainu na substrátech o různé hydrofobicitě
|
host ::
RSS.