|
|
Supported nanostructured Pd catalyst using atomic layer deposition: from methanol oxidation to hydrogen evolution reaction
Bawab, Bilal ; Knez, Mato (oponent) ; Nielsch, Kornelius (oponent) ; Macák, Jan (vedoucí práce)
In this thesis, the catalytic capabilities of Pd species deposited by Atomic Layer Deposition (ALD) was explored on different substrates. Pd species composed of Nanoparticles (NPs) and Single atoms (SAs) were synthesized on anodic TiO2 nanotube (TNT) layers and carbon papers, respectively, to investigate their performance in methanol electro-oxidation and the alkaline hydrogen evolution reaction (HER). Pd NPs were deposited on TNT layers as methanol oxidation catalyst, leveraging their large surface area and direct electrical contact through the titanium foil. TEM analysis showed Pd particle sizes between 7 and 12 nm, with a shift to a porous Pd layer formation beyond 450 ALD cycles. Cyclic voltammetry revealed that catalytic activity peaked at 400 and 450 cycles, indicating optimal Pd loading and anti-poisoning characteristics, potentially enabling direct CH3OH to CO2 conversion. The other role the Pd achieved through the presence of SAs and NPs. Pd species were decorated on carbon papers were studied as HER catalyst. the samples before and after electrochemical measurements were characterized with X-ray photoelectron spectroscopy confirming the presence of Pd2+ species. The electrochemical active surface area increased significantly with ALD cycles, reaching a plateau at 300c Pd. Notably, CP 600c Pd demonstrated an overpotential of 4.55 mV, the lowest reported for Pd electrocatalysts in alkaline conditions. This highlights the synergistic effects of Pd configurations on HER enhancement and explores the mechanism by which the HER process occurs.
|
|
|
Vliv katalyzátorů na reakci vzniku polyuretanu
Chadima, David ; Petrůj, Jaroslav (oponent) ; Kučera, František (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá vlivem katalyzátorů na reakci vzniku polyurethanu. Teoretická část obsahuje základní poznatky z oblasti polyuretanové chemie doplněné literární rešerší na téma katalýza a mechanismus reakce vzniku polyurethanu. V experimentální části byl testován vliv katalyzátorů N,N,N',N' tetramethylethylendiaminu, 2 ethylhexanoátu cínatého, 1,4 diazabicyklo[2,2,2]oktanu a dibutylcíndilaurátu na rychlost syntézy polyurethanové pryskyřice. Měření bylo založeno na měření času, za který reakční směs dosáhne maximální teploty. Byly vypočítány efektivní koncentrace použití katalyzátorů. Doplňujícím měřením byl proveden zjednodušený výpočet aktivační energie reakce pro demonstraci vlivu teploty na sledovanou reakci.
|
|
|
Lanthanocenové katalyzátory pro syntézu polymerů s aplikací v medicíně
Slanina, Ondřej ; Kábelová, Božena (oponent) ; Richtera, Lukáš (vedoucí práce)
V teoretické části se práce zaměřuje na materiály, které jsou používány v medicíně. Systematicky jsou popsány kovové, keramické, sklokeramické a polymerní materiály. U všech materiálů je kladen důraz na biokompatibilitu používaných materiálů a na možná úskalí v jejich použití pro výrobu medicínských zařízení a implantátů. Největší pozornost je věnována polymerním materiálům. V práci jsou také shrnuty jednotlivé typy polymerizací se zaměřením na postupy vedoucí k přípravě biodegradabilních materiálů. V praktické části práce je navržena syntéza dvou organokovových bis(pentamethylcyklopentadienylových) sloučenin s centrálním atomem holmia a gadolinia, které by byly možné použít jako katalyzátory pro syntézu polymerních materiálů pro biomedicínu.
|
|
|
Design and adaptation of electron microscope accessories for in-situ experiments
Drozd, Michal ; Mikulík, Petr (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
Efficient catalysts, in combination with an optimized reaction and total plant design, are the key factors in reducing both the investment and operational costs of chemical processes. the catalysts can be further developed thanks to advanced experimental techniques. One of them is in-situ electron microscopy. This work deals with the development of automatic heating of the sample in the electron microscope chamber, automatic supply of reactants and measurements of partial pressures in the chamber. Furthermore, the approach of an environmental scanning microscope using laser sample heating is compared with an ultra-high vacuum scanning electron microscope, where resistive heating is used to control the sample temperature.
|
|
|
Syntéza sloučenin na bázi lanthanidocenů
Pospíšek, Marek ; Zmrzlý, Martin (oponent) ; Richtera, Lukáš (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce je shrnout problematiku polymerací na katalytických systémech založených na lanthanidocenových komplexech. Tyto komplexní sloučeniny jsou pak v závislosti na zpracovávaném tématu rozděleny dle struktury do čtyř základních skupin. Část práce se zabývá přehledem nejzajímavějších nalezených katalytických systémů, které jsou následně rozebírány a posuzovány buď jako celek nebo z pohledu katalytické aktivity, živého charakteru polymerace a stereo či regioselektivity. Důraz je též kladen na typ monomeru a podmínky polymerace. V této části práce jsou též popisovány obecné způsoby jejich syntézy. Nalezené analogie jsou následně komentovány a zobecňovány z pohledu návrh katalytických systémů za účelem volby stereo a regioselektivity, molární hmotnosti a její distribuce. Tím je dán význam těchto komplexů jako katalytických systémů sloužících k získávání polymerů požadovaných vlastností. Nabyté poznatky jsou využity pro teoretický návrh katalytického systému.
|
|
|
Diagnostika rozkladu těkavých organických látek v klouzavém obloukovém plazmatickém výboji
Grossmannová, Hana ; Kapička, Vratislav (oponent) ; Pekárek,, Stanislav (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Předmětem této disertační práce bylo prozkoumat na modelových látkách možnosti jejich rozkladu v klouzavém obloukovém plazmatickém výboji za atmosférického tlaku. Klouzavý obloukový výboj (GlidArc) je dynamicky se rozvíjející metodou generace netermálního plazmatu. Nabízí celou řadu možností průmyslového využití, zejména pro svou vysokou energetickou účinnost, specifickou produktivitu a vysokou selektivitu reakcí. GlidArc je při nízkém až atmosférickém tlaku jednoduchým a finančně nenáročným způsobem generace netermálního plazmatu. V současné době je zkoumáno možné využití tohoto zařízení v několika oblastech, mimo jiné i v oblasti rozkladu různých látek. Využitím netermálních plazmatických metod pro likvidaci těchto látek by mělo být dosaženo např. vyšší účinnosti rozkladu, nižší spotřeby energie, aj. Prezentované experimenty navazují na poznatky získané při vypracovávání diplomové práce, při nichž byly prověřeny některé konstrukční prvky zařízení a spektroskopickými měřeními bylo prostudováno vlastní plazma výboje. Pro potřeby této práce pak byly zvoleny modelové látky z řady aromatických i alifatických sloučenin (toluen, hexan a cyklohexan), v koncentracích set až tisíců ppm. Jsou zde shrnuty výsledky experimentů zabývajících se stanovením elektrických parametrů zařízení, směřujících k optimalizaci provozu reaktoru a stanovení energetických účinností celého rozkladného procesu. Dále byla pomocí záznamů pořízených vysokorychlostní kamerou vyhodnocena některá specifika výboje GlidArc jako jsou tvar, maximální délka nebo doba existence plazmového vlákna v závislosti na podmínkách výboje. Pomocí analyzátoru spalin Testo jsme se pak pokusili kvantitativně popsat nežádoucí nízkomolekulární produkty rozkladných procesů v plazmatu, jako jsou oxidy dusíku, oxid uhelnatý a vodík v závislosti na podmínkách výboje. Pro stanovení vysokomolekulárních produktů rozkladu VOC pak byla využita plynová chromatografie v kombinaci s hmotnostní spektroskopií (GC/MS). Na základě těchto měření bylo možno určit účinnosti rozkladu a konverzi vyšších uhlovodíků v závislosti na konkrétních podmínkách experimentu a sledovat jednotlivé cesty chemické transformace těkavé organické látky v plazmatu.
|
|
|
Catalytic and photochemical cycloadditions of alkynes
Fadeev, Aleksandr ; Kotora, Martin (vedoucí práce) ; Pour, Milan (oponent) ; Parkan, Kamil (oponent)
Byly prozkoumány nové přístupy k použití alkynů ve [2+2+2] cykloadicích katalyzovaných přechodnými kovy a ve fotochemických [2+2] cykloadicích s ohledem na potenciální aplikace těchto transformací. Nejprve byla vyvinuta zcela chemo- a regioselektivní intermolekulární kocyklotrimerizace vnitřních alkynů s komerčně dostupným ethynylboronátem katalyzovaná komplexem Ru a její mechanismus byl studován pomocí DFT kalkulací. Nově zavedená metoda umožňuje přímou přípravu různých substituovaných 1,4-diborylovaných benzenů, které mohou sloužit jako multifunkční intermediáty v organické syntéze. Tyto sloučeniny mohou být použity v křížových párovacích reakcích, karbonylacích a oxidacích, které vedou k přípravě široké škály substituovaných arenů, jako jsou například, přírodní látky mirandamycin a violaceoid C. Za druhé byla provedena srovnávací studie katalytických a nekatalytických fotocykloadicí mezi alkyny a chinony. Na rozdíl od nedávných publikací, pouhé ozáření viditelným světlem stačí k získání nejen produktů [2+2] cykloadicí, ale i několika produktů kaskádových reakcí. V závislosti na struktuře použitého chinonu se tedy převážuje buď karbo- nebo heterocykloadiční mechanismus, který vede buď k anulovaným cyklobutenům, nebo k reaktivním para-chinonmethidům. Zkoumání chemo- a regioselektivity těchto...
|
|
|
Syntéza látek strukturně podobných alkaloidům s kvarterními uhlíkovými centry
Jansa, Petr ; Matoušová, Eliška (vedoucí práce) ; Baszczyňski, Ondřej (oponent) ; Nováková, Veronika (oponent)
Syntéza inspirovaná přírodními látkami má ve vývoji léčiv dlouhou tradici. Protože struktura bioaktivních přírodních látek je často velmi komplexní, vyžaduje příprava jejich derivátů vývoj specifických syntetických postupů. Příkladem takových látek jsou i deriváty některých alkaloidů rostlin z čeledi Amaryllidaceae, jejichž syntézou se zabývá tato práce. Práce studuje možnosti přípravy polycyklických látek, které obsahují strukturní motiv přítomný u alkaloidů tazettinového, krininového, či mesembrinového typu. Součástí tohoto motivu je i kvarterní uhlíkové centrum, pro jehož přípravu byla v práci vyvinuta a optimalizována metoda zahrnující tandemovou cyklizaci/Suzukiho couplingovou reakci a halokarbocyklizaci. V rámci studia rozsahu zmíněných reakcí byly připraveny různě substituované produkty obsahující kyslíkatý i dusíkatý cyklus. Dále byly vypracovány metody pro přípravu N-alkylovaných derivátů, dehydrohalogenaci za vzniku dvojné vazby nebo pro různé převážně oxidační modifikace kruhu sousedícího s aromatickým jádrem. Po vývoji metody pro přípravu enantiomerně obohacených výchozích látek byla úspěšně provedena také asymetrická verze celé syntézy. V neposlední řadě pak byla u vybraných připravených sloučenin studována biologická aktivita. U některých látek byla pozorována mírná antibakteriální či...
|
|
|
Accuracy evaluation of neural network potentials for simulations of platinum nanocluster at hydroxylated silica interfaces
Pokorná, Kristýna ; Erlebach, Andreas (vedoucí práce) ; Vázquez Melis, Héctor (oponent)
Podepřené platinové nanočástice jsou důležité heterogenní katalyzátory pro velkou řadu průmyslových procesů, nicméně jejich aktivita je velmi ovlivněna difúzí částic a slinováním, které vedou k deaktivaci katalyzátoru. Pro stabilizaci platinových nanočástic je potřeba detailní znalost reakčních interakcí mezi platinou a jejím podpírajícím materiálem, jako je např. hydroxylované křemičité povrchy a defektní zeolity. Realistických simulací těchto katalyzátorů relevantních časových úseků může být dosaženo pomocí potenciálů neuronových sítí (NNP), které zachovávají přesnost ab initio metod za zhruba 103 krát menší výpočetní cenu v porovnání s výpočty za pomoci teorie funkcionálu hustoty (DFT). Ačkoliv mají NNP jen omezenou přenosnost na systémy, které nebyly zahrnuty v tréninkové databázi. Proto, v této práci jsou důkladně testovány nově vyvinuté SchNet NNP. Tyto potenciály byly trénovány na rozmanité sadě platiny a defektních zeolite a hydroxylovaných křemičitých površích. Nejprve byla DFT databáze rozšířena pomocí aktivního učení pro přesné modelování povrchů α-quartz, MWW a 2D zeolitové vrstvy IPC-1P (produkt hydrolýzy zeolite UTL). Potenciály vytrénované na nové DFT databázi byly poté testovány pomocí simulací molekulové dynamiky systémů, které byly dosud neviděné během trénovacího procesu. Tyto...
|
|
|
Influence of bases on heterogeneous Lewis acid catalyzed hydrogen transfer reactions
Veselá, Klára ; Přech, Jan (vedoucí práce) ; Bulánek, Roman (oponent)
Heterogenní Lewisovsky kyselé zeolity katalyzují Meerwein-Ponndorf-Verleyho (MPV) redukci, při níž se ketony a aldehydy redukují na odpovídající alkoholy. Tyto katalyzátory mají velkou výhodu oproti homogenním katalyzátorům, jelikož jsou dobře separovatelné z reakční směsi a recyklovatelné. Lewisovsky kyselé zeolity jsou materiály obsahující inkorporovaný cín nebo zirkonium a působí jako Lewisovy kyseliny. MPV redukce citronellalu poskytuje jako produkt citronellol. Reakce citronellalu s 2-propanolem probíhá ale i paralelní reakční cestou poskytující isopulegol jako hlavní produkt. Isopulegol je pozorován i jako dominantní produkt reakce citronellalu bez přídavku báze. Přídavek báze do reakční směsi však mění selektivitu produktů, tj. citronellol se stává dominantím produktem. Sn-BEA a Zr- BEA byly připraveny hydrotermální syntézou a impreg-Zr-BEA a impreg-Sn-BEA byly připraveny postsynteticky inkorporací kovů. Kromě toho byly hydrotermální syntézou připraveny také vysoce porézní 2D "Self-pillared" pentasily obsahující cín a zirkonium. Syntetizované materiály byly testovány jako katalyzátory při MPV redukci prochirálních substrátů (3-methylcyklohexanonu, 5-methyl-2-hexanonu a acetofenonu) a bylo zjišťováno, zda MPV redukce s přídavkem bází poskytne vůbec nějaký produkt. Bylo zjištěno, že reakce i...
|
host ::
RSS.