|
|
Advanced plasmonic materials for metasurfaces and photochemistry
Ligmajer, Filip ; Vala,, Milan (oponent) ; Bauch, Martin (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Plasmonics – the scientific discipline dealing with interaction between light and metallic materials – when coupled with nanotechnology, offers unprecedented possibilities for light control and utilization. The outcome of this combination can be, for example, focusing of light below the diffraction limit, enhancement of emission or absorption of quantum emitters, or extremely sensitive detection of molecules. This thesis deals with possibilities how to utilize plasmonics for flat optical components, so-called metasurfaces, and for photocatalytic applications based on plasmonically generated electrons with high energy, so-called hot electrons. First, the fundamentals of plasmonics are explained and an overview of its most notable applications is provided. Then, three studies are presented, which cover the use of plasmonic nanostructures for the control of light polarization and phase, for creation of dynamically tunable metasurfaces, and for photo-electrochemistry with hot electrons. The common principle of these studies is the use of advanced – or within these fields uncommon – materials, like, for example, vanadium dioxide or transition metal dichalcogenides.
|
|
|
Elektrochemické odstraňování chromu a niklu v pilotním měřítku
Krušinová, Zuzana ; Klusoň, Petr (vedoucí práce) ; Žebrák, Radim (oponent)
Elektrokoagulace je progresivní a zároveň ne zcela dokonale probádaná metoda čištění vod kontaminovaných toxickými prvky a sloučeninami. Tato bakalářská práce se zabývá pilotním testováním použití elektrokoagulace pro odstranění chromu a niklu z podzemní vody v areálu firmy Velobel ve Zlatých Horách. Především bylo nutné optimalizovat proces na základě vlastností a složení podzemní vody a dále zajistit jeho kontinuální, dlouhodobý provoz, nutný k případnému úplnému vyčištění lokality. Na proces elektrokoagulace navazovalo dávkování flokulantu pro zajištění účinnější sedimentace vloček kalu a rovněž úprava pH vody přidáním vápenného hydrátu, která zvýšila účinnost odstranění niklu. Následovala sedimentace a odvod vyčištěné vody přepadem, kal byl zpracováván kalolisem. Obsah šestimocného chromu ve vzorcích byl měřen spektrofotometrickou metodou s difenylkarbazidem, zatímco trojmocný chrom, nikl, zinek a mangan byly stanovovány v laboratoři metodou optické emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-OES). Bylo zjištěno, že tato technologie v reálných podmínkách funguje velmi dobře, s účinností odstranění kovů > 99 %. Účinnost odstranění niklu byla zároveň úzce spjata s aktuální hodnotou pH výstupní vody.
|
|
| |
|
| |
|
|
Investigation of new catalysts for polymer membrane fuel cells
Fiala, Roman ; Matolín, Vladimír (vedoucí práce) ; Bystroň, Tomáš (oponent) ; Napporn, Teko Wilhelmin (oponent)
Palivové články jsou slibným alternativním zdrojem elektrické energie. I přes výrazné zlepšení, které bylo dosaženo výzkumem v posledních desetiletích, tech- nologie ještě není připravena pro široké komerční využití. Katalyzátor palivových článků (FC) by měl být stále zkoumán kvůli skutečnosti, že jediným spolehlivým funkčním katalyzátorem je platina, ušlechtilý a drahý kov, což znemožňuje ma- sové použití této technologie. V této práci je prezentován výzkum platinového katalyzátoru dopovaného oxidem ceričitým a jeho modifikace připravované mag- netronovým naprašováním, což je technika fyzikální depozice. Katalyzátor byl studován za použití standardních technik povrchové analýzy (PES, SEM, AFM, XANES) a elektrochemického měření (CV, PEIS). Hlavní část práce popisuje analýzy katalyzátoru přímo v palivových článcích pomocí individuálně navržené testovací stanice. Vzhledem k vysoké hustotě energie (PD) asi 1 W cm−2 a podstatně vyššímu specifickému výkonu na gram platiny (SP) 1,6 kW mg−1 ve srovnání s komerčním referenčním katalyzátorem Pt-Ru / Pt-C a navíc díky rela- tivně dlouhé stabilitě, byl naprašovaný katalyzátor na bázi oxidu ceričitého dopo- vaný platinou shledán jako vhodný katalyzátor pro PEM FC. Navíc byla ukázána možná náhrada Pt a CeO2 jinými prvky. Vedle těchto výsledků byl prezentován návrh...
|
|
|
Časově rozlišená potenciometrie na kapalném mezifází
Mansfeldová, Věra ; Nesměrák, Karel (vedoucí práce) ; Opekar, František (oponent) ; Gál, Miroslav (oponent)
Věra Mansfeldová: Časově rozlišená potenciometrie na kapalném mezifází (Disertační práce) Abstrakt Cílem této práce bylo prozkoumat využití časového průběhu signálu v potenciometrii jako možné nové elektrochemické analytické metody. Ve spojení s mezifázím dvou nemísitelných roztoků elektrolytů (ITIES) kapalin může mít tato technika, která podle dostupných informací nebyla dosud publikována, využití v analytické chemii. Potenciálová odezva analytu na mezifází kapalina/kapalina zahrnuje distribuční procesy, jejich časový vývoj a redoxní procesy, jejichž specifičnost může být modifikována změnou složení jednotlivých fází. Na rozdíl od "klasických" potenciometrických technik, které se omezují pouze na stanovení změny potenciálu, metoda, kterou jsem pracovně nazvala časově rozlišená potenciometrie na kapalném mezifází, využívá časového průběhu potenciálové odezvy, která má specifický průběh pro daný analyt. Časově rozlišená potenciometrie prezentovaná v této práci zahrnuje průběh časové odezvy potenciálu a její obalovou křivku do analytických parametrů specifických pro daný analyt. Poskytuje tak sérii dat charakterizujících analyt v daném prostředí podobným způsobem jako je tomu u spekter a poskytuje tak možnost vytvoření vysoce specifického souboru - tzv. "fingerprintu". Kombinace s kapalným mezifázím umožňuje,...
|
|
|
Elektrochemické studium analytického využití samouspořádaných monovrstev kalix[4]arenu na povrchu polykrystalické zlaté elektrody
Hrdlička, Vojtěch ; Navrátil, Tomáš (vedoucí práce) ; Ludvík, Jiří (oponent)
Tato diplomová práce se zabývá elektrochemickým studiem analytického využití samouspořádaných monovrstev thiolovaného kalix[4]arenu (C[4]A) a/nebo undekanthiolu (C11SH) na povrchu polykrystalické zlaté elektrody. Pro tyto účely byly testovány modelové látky hydrochinon, nitrobenzen, 2-nitrofenol a 4-nitrofenol. Skutečná plocha elektrody byla učena pomocí dvou metod: z náboje píku odpovídajícího desorpci α-oxidů (5,72±0,48 mm2 ) a pomocí Randlesovy-Ševčíkovy rovnice (6,14±0,59 mm2 ). Příprava elektrody leštěním, máčením v peroxosírové směsi a cyklickou voltametrií zajistila dobře reprodukovatelný povrch. Byla testována stabilita vrstev v oblasti negativních potenciálů. Vrstva C11SH je velmi stabilní, desorpční pík byl zaznamenán pouze v alkalickém prostředí (při −1,3 V vs. 3M Ag/AgCl). Poloha desorpčního píku C[4]A je více závislá na pH; v bazickém prostředí se nachází při −1,08 V při pH 13. Vlastnosti elektrody pokryté různými modifikátory byly studovány na modelové látce hydrochinonu. Z naměřených dat se předpokládá, že elektrochemický děj neprobíhá uvnitř kavity kalixarenu. Molekuly o velikosti hydrochinonu nemohou projít kavitou k elektrodě. Vrstva C11SH a C4A+C11SH izoluje elektrodu, a proto na takto modifikované elektrodě nebyl zaznamenán signál nitrolátek ani hydrochinonu, tj. látek, které...
|
|
|
Elektrochemické studium nitrokalixarenů
Liška, Alan ; Vojtíšek, Pavel (vedoucí práce) ; Cibulka, Radek (oponent)
V předkládané diplomové práci je prozkoumán průběh postupné redukce řady cone- mono-, di-, tri- a tetranitrokalix[4]arenových derivátů v prostředí bezvodého DMF, vyhodnocena intramolekulární interakce redukovatelných (a redukovaných) center a její důsledky na geometrii výchozí molekuly včetně diskuse povahy radikálových meziproduktů a jejich spinového stavu. Bylo zjištěno, že elektrochemicky generované radikálové anionty nitroskupin (na rozdíl od jejich výchozího elektroneutrálního stavu) mohou sloužit jako ligandy. Proto byla dále prezentována studie komplexotvorných rovnováh redukovaných cone- tetranitrokalix[4]arenů s kationty alkalických kovů. Na příkladu dvou isomerních dinitrokalix[4]arenů, které se liší konformací i elektrochemickou odezvou, byla demonstrována možnost usuzovat z elektrochemických dat na geometrii, resp. konformaci molekul a tím propojit elektrochemii a stereochemii v mezioborovou disciplínu "stereoelektrochemie", která se dosud neetablovala. V závěru práce byla elektrochemicky charakterizována nová série 1,3-alt- tetranitrothiakalix[4]arenů a porovnána s "klasickými" deriváty. Klíčová slova: elektrochemie, kalixareny, stereochemie
|
|
|
Plazmonicky aktivní elektrochemické elektrody na bázi nanotrubic sulfidu wolframičitého pokrytých zlatými nanočásticemi
Salajková, Zita ; Daňhel,, Aleš (oponent) ; Ligmajer, Filip (vedoucí práce)
Při dopadu elektromagnetické vlny na kovovou nanostrukturu dochází za určitých podmínek k jejímu svázání s kmity elektronů a ke vzniku tzv. povrchových plazmonových polaritonů. Při nezářivém zániku těchto kolektivních oscilací dochází k excitaci nosičů náboje, které pak mají na krátký čas mnohem větší energii, než jaká by jim příslušela čistě na základě teploty nanostruktury. Tyto tzv. horké elektrony a díry nacházejí svoje využití ve fotochemických aplikacích, například v reakcích probíhajících na fotoaktivních elektrodách, kde horké elektrony fungují jako katalyzátory. Při výrobě těchto elektrod se nabízí využít zlatých nanočástic, které díky vybuzení plazmonů vykazují ve viditelné nebo blízké infračervené oblasti výrazně (rezonančně) zesílenou absorpci, což by např. mohlo zefektivnit využití solární energie. Tato práce se zabývá elektrochemickými experimenty, které mají sloužit k objasnění principů fotochemických reakcí za přítomností horkých elektronů v našem modelovém systému. Ten je tvořen skleněnými elektrodami s vrstvou cínem dopovaného oxidu inditého pokrytého nanotrubkami ze sulfidu wolframičitého, které na sobě nesou zlaté nanočástice a elektrolytem obsahujícím redoxní komplexy. Porovnání chronoamperometrických měření na jednotlivých součástech tohoto systému ukazuje, že excitace plazmonických nanočástic skutečně vede ke vzniku fotoproudu a že elektrochemické metody mohou sloužit k analýze fotochemických reakcí katalyzovaných horkými elektrony.
|
|
| |
host ::
RSS.