|
|
Advanced electron diffraction methods for structural description of zeolites
Laštovičková, Anna ; Mazur, Michal (vedoucí práce) ; Tyrpekl, Václav (oponent)
Elektronová difrakce (ED) je metoda používaná pro stanovení struktury krystalických materiálů. Představuje alternativu k monokrystalické rentgenové difrakci (SCXRD), která je často omezena velikostí syntetizovaných krystalů. Elektronová difrakce umožňuje analýzu materiálů v nanoměřítku, což ji činí užitečnou pro vzorky, jejichž krystaly jsou pro jiné metody příliš malé. Ke sběru difrakčních obrazců využívá elektrony a lze ji měřit v transmisním elektronovém mikroskopu (TEM). Analýzou získaných difrakčních obrazců lze stanovit parametry krystalické buňky, typ mřížky, a dokonce i samotnou krystalickou strukturu. Nicméně stanovení struktury ze standardních difraktogramů vyžaduje rozsáhlé znalosti a sběr těchto dat je časově náročný. Současný vývoj ED se zaměřuje na usnadnění a automatizaci sběru a zpracování dat. V případě kontinuální rotační elektronové difrakce (cRED) trvá sběr dat pouze několik minut, což umožňuje stanovení struktury materiálu během jediného dne. V této práci představuji využití metody cRED pro strukturní charakterizaci zeolitů. Tyto materiály jsou často syntetizovány jako polykrystalické vzorky s nanokrystaly. Proto jejich strukturu většinou nelze určit pomocí SCXRD. Prášková rentgenová difrakce (PXRD) je standardní technikou pro ověření struktur zeolitů, avšak stanovení struktury...
|
|
|
Rational synthesis of zeolitic materials and their characterization by advanced electron microscopy methods
Li, Ang ; Mazur, Michal (vedoucí práce) ; Chmielarz, Lucjan (oponent) ; Zima, Vítězslav (oponent)
I Abstrakt Stabilizované kovové nanočástice jsou významnou skupinou katalyzátorů, díky jejich vysoké aktivitě v redoxních reakcích a širokému uplatnění v mnoha průmyslových procesech. Nanočástice nicméně často trpí deaktivací v důsledku shlukování za reakčních podmínek, tzv. sintraci. Jednou z uznávaných a účinných strategií pro prevenci sintrování je nanesení nanočástic na zeolitové matrice, čímž se zvyšuje jejich stabilita. Cílem mé doktorské práce bylo navrhnout a syntetizovat kovové nanočástice stabilizované zeolitem (příprava materiálů metal@zeolit). Základní experimentální metodou v této práci byla elektronová mikroskopie. Tuto metodu jsem použil k prozkoumání struktury, umístění a stability kovových částic. Syntetizované materiály typu metal@zeolit byly použity jako modelové systémy pro podrobné zkoumání interakcí mezi kovem a zeolitovými nosiči. Připravené materiály byly také zkoumány jako heterogenní katalyzátory při hydrogenaci benzonitrilu a suché reformaci metanu. Moje práce pokrývala následující aspekty: i) Rh nanočástice byly inkorporovány do hierarchických zeolitových materiálů (Rh@IPCs) prostřednictvím swellingu (bobtnání) vrstevnatého zeolitového prekurzoru IPC-1P. Morfologie a porozita připravených materiálů byly laděny změnou délky použitých surfaktantů. Překvapivě, použití surfaktantu s...
|
|
|
Chování asfaltových směsí za nízkých teplot
Štěpanovský, Vlastimil ; Stehlík, Dušan (oponent) ; Hýzl, Petr (vedoucí práce)
V této bakalářské práci byla věnována pozornost chování asfaltových směsí za nízkých teplot. Práce je pomyslně dělena na teoretickou a praktickou část. Teoretická část se zabývá technologiemi snižování pracovních teplot a jejich porovnání. Praktická část pak pojednává o posouzení nízkoteplotních vlastností pomocí zkoušky odolnosti asfaltové směsi proti vzniku mrazových trhlin dle ČSN EN 12697-46. Byly zkoušeny tři směsi. Cílem bylo zjistit, jestli se zhorší nízkoteplotní charakteristiky oproti běžně zkoušeným směsím stejné gradace.
|
|
|
Synthesis of novel zeolite materials and their application in catalysis
Veselý, Ondřej ; Přech, Jan (vedoucí práce) ; Zima, Vítězslav (oponent) ; Hronec, Mlan (oponent)
Zeolity jsou krystalické mikroporézní tektosilikáty s kyselými vlastnostmi. Velikosti pórů, srovnatelné s rozměry molekul, omezují molekulám vstup/výstup z pórů na základě velikosti a geometrie molekuly nebo tvorbu určitých (objemných) přechodových stavů v pórech. Proto se zeolity staly klíčovými průmyslovými katalyzátory, adsorbenty a iontoměniči. Zeolity se běžně syntetizují hydrotermální krystalizací. Tato metoda však poskytuje pouze omezenou kontrolu nad jejich krystalickou strukturou, morfologií nebo umístěním aktivních míst v krystalové mřížce. Některá z těchto omezení lze překonat pomocí alternativní syntetické metody; Assembly-Disassembly-Organisation-Reassembly (ADOR). ADOR transformuje mateřský zeolit (germanosilikát) na vrstevnatý prekurzor a následně používá tyto vrstvy jako stavební kameny pro novou zeolitovou strukturu. Naším cílem bylo vyvinout metodiku pro kontrolu morfologie krystalů germanosilikátového zeolitu UTL (Assembly), určit mechanismus hydrolýzy UTL (Disassembly) a rekonstruovat mateřský zeolit UTL z vrstveného materiálu ICP-1P (Organisation and Reassembly), jelikož tradiční ADOR poskytuje pouze zeolity menší velikosti kanálu než mateřský UTL. Pozorovali jsme, že morfologie krystalů UTL se progresivně mění s molárním poměrem Si/Ge zeolitu. Zvýšení poměru Si/Ge z 0,79 na...
|
|
|
Synthesis of the violet fragrances on MFI zeolite catalysts
Domenová, Alica ; Mazur, Michal (vedoucí práce) ; Kadam, Shashikant Arun (oponent)
Zeolity sú porézne hlinitokremičitany široko používané v kyslej katalýze, vďaka svojim vlastnostiam, ako je Brønstedova a Lewisova kyslosť, tepelná stabilita a definovaná štruktúra pórov poskytujúca tvarovú selektivitu. Zeolity môžu byť syntetizované ako vrstvené kryštály, ktoré môžu byť ďalej modifikované tvorbou pilierov. Tieto štruktúry sú viac otvorené, a to môže viesť k novým aplikáciám zeolitov v katalýze. Jednou z kyslo katalyzovaných reakcií, pri ktorej sa ukázalo, že 3D zeolity sú aktívnymi katalyzátormi, je cyklizácia pseudoionónu. Táto reakcia je používaná na syntézu α-, β- a γ-ionónov, dôležitých organických zlúčenín používaných v medicíne a parfumérskom priemysle, hlavne ako fialkové vône. Doposiaľ však neexistujú žiadne záznamy o katalytickej aktivite vrstevnatého zeolitu pri syntéze ionónov, avšak tieto otvorené štruktúry majú potenciál byť využité v takýchto reakciách vďaka zlepšeniu difúzie reaktantu cez katalyzátor. V tejto práci bola skúmaná katalytická účinnosť materiálov na báze MFI zeolitových vrstiev pri konverzii pseudoionónov na ionóny. Katalyzátory boli syntetizované pomocou hydrotermálnej kryštalizácie, po ktorej nasledovala postsyntetická modifikácia - pilierovanie. Štruktúra a textúrne vlastnosti katalyzátorov boli dôkladne charakterizované pomocou röntgenovej difrakcie...
|
|
|
Synthesis and characterization of zeolites with controllable location of active sites
Dobiášová, Ivana ; Shamzhy, Mariya (vedoucí práce) ; Hulla, Martin (oponent)
Tato bakalářská práce je zaměřena na syntézu, postsyntetickou modifikaci a komplexní charakterizaci dvou zeolitů založených na topologiích IWW a ITH. Zkoumané zeolity byly vybrány protože jejich struktury obsahují jednotky d4r přednostně obsazené Ge. Atomy Ge lze post-syntézní degermanací/metalací nahradit různými katalyticky aktivními kovy jako jsou Al, Ti a Sn. Pro studium vlivu chemického složení výchozího germanosilikátu na koncentraci a přístupnost nahrazených kovových míst byly zeolity IWW a ITH hydrotermálně syntetizovány s různým množstvím germania v reakční směsi (Si/Ge = 4 - 10 pro IWW a Si/Ge = 10 - 30 pro ITH) a použity pro postsyntetické nahrazení Ge jiným kovem. Připravené zeolity byly charakterizovány pomocí rentgenové difrakce (XRD), chemické analýzy, fyzisorpce dusíku, skenovací elektronové mikroskopie (SEM), infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR) a ultrafialové viditelné spektroskopie (UV-VIS). XRD potvrdila strukturu syntetizovaných zeolitů; chemická analýza identifikovala jejich prvkové složení; fysisorpce dusíku určila jejich texturní charakteristiky (např., objem mikropórů, celkový objem pórů a vnější povrch), zatímco SEM zviditelnila tvar a velikost částic zeolitů. Koordinační stav inkorporovaných míst Ti a Sn byl studován pomocí UV-VIS spektroskopie,...
|
|
|
Tracking the evolution and stability of metal nanoparticles in zeolites by in-situ heating electron microscopy
Krakl, František ; Mazur, Michal (vedoucí práce) ; Knotková, Kateřina (oponent)
Zeolity s jejich unikátními vlastnosti jako mikroporézní struktura, vysoká tepelná stabilita a tvarová selektivita, se používají jako nosiče kovových nanočástic v katalýze. Kovové nanočástice mají velký povrch na jednotku hmotnosti v porovnání s většími částicemi. Existuje několik cest, jak zabudovat kovy do zeolitů: iontová-výměna, impregnace a přímá enkapsulace během syntézy. Přestože poslední jmenovaná metoda stabilizuje kovové nanočástice uvnitř zeolitů, nejsou tyto nanočástice odolné vůči sintraci zejména za vysokých teplot. Pochopení mechanismu sintrování uvnitř zeolitové struktury je stěžejní pro zlepšení stability kovových katalyzátorů na nosičích. V této práci byly platinové nanočástice přímo Enkapsulovány do zeolitu chabazitu (CHA) během hydrotermální syntézy. Cílem této práce bylo porozumět mechanismu následné sintrace a popsat vliv obsahu hliníku ve struktuře na stabilitu kovových nanočástic. Struktura připravených materiálů byla ověřena metodou práškové rentgenové difrakce. Hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem byla využita ke analýze celkového prvkového složení připravených materiálů. Distribuce jednotlivých prvků napříč strukturou byla zobrazena energeticky disperzní rentgenová spektroskopii ve skenovacím transmisním mikroskopu (STEM). Analýza distribuce velikostí...
|
|
|
Theoretical investigation of 27Al chemical shifts dependence on water amount and temperature in zeolite MFI
Willimetz, Daniel ; Grajciar, Lukáš (vedoucí práce) ; Blahut, Jan (oponent)
Název: Teoretické studium závislosti 27 Al chemických posunů na množství vody v kanálech a na teplotě v zeolitu MFI Abstrakt: Tato bakalářská práce zkoumá 27 Al NMR spektra v zeolitu MFI a zkoumá vliv několika faktorů na chemické stínění, včetně obsahu vody, teploty a relativních poloh hliníkových párů. Hodnoceny jsou různé metody výpočtu chemického posunu založené na strojovém učení. Molekulové dynamické simulace s využitím neuronových sítí jsou použity k simulaci experimentálních podmínek. Neuronové sítě nabízejí vysokou účinnost výpočtu energie s významným zrychlením, asi 1000krát rychlejší než teorie funkcionálu hustoty, při zachování vysoké úrovně přesnosti. Tato studie je první, která zkoumá 27 Al NMR za operando podmínek, s důrazem na experimentálně relevantní množství vody. Klíčová slova: 27 Al NMR, strojové učení, zeolity, MFI, operando podmínky, potenciály založené na neuronových sítích
|
|
|
The role of topology and chemical composition of zeolites on their biomedical characteristics
Nováková, Denisa ; Grajciar, Lukáš (vedoucí práce) ; Rubeš, Miroslav (oponent)
7 Abstrakt Zeolity jsou tradičně používané materiály v petrochemickém a chemickém průmyslu, které v poslední době přitahují zájem kvůli jejich možnému využití v biomedicíně jako nosiče léčiv a genů, materiály v kostním inženýrství nebo jako adsorbenty pro detoxifikaci lidského organismu. Zeolity nabízí možné řešení při odstraňovaní uremických toxinů vážících se na proteiny, jako je p-kresol, které jsou neodstranitelné během klasické hemodialýzy. Tato bakalářská práce se zaměřuje na analýzu pohybu vody v zeolitu s mřížkovou topologií CAN za použití simulací molekulární dynamiky s potenciály neuronových sítí. Získaná data jsou použita k výpočtu difúzních koeficientů a analýze efektu množství vody, hliníku a distribuce atomů hliníku na difúzi vody a stupeň deprotonizace Brønstedovských kyselých míst (BASs). Navíc, řádně testované vodou naplněné CAN modely jsou použity k zhodnocení interakce mezi mřížkou zeolitu a molekulami vody a p-kresolu v souvislosti s potenciální aplikací zeolitů v dialýze. Klíčová slova zeolity, strojové učení, biomedicína, p-kresol, CAN
|
|
|
The effect of substituents, structure of the reactant and type of active sites on the reaction rate and selectivity of cyclization reactions
Živný, Marek ; Veselý, Ondřej (vedoucí práce) ; Bulánek, Roman (oponent)
Tetrahydropyrany (THP) jsou důležité sloučeniny pro syntézu léčiv a vonných látek. V současné době se THP nejčastěji syntetizují pomocí Prinsovy cyklizace, hetero-Dielsovy-Alderovy reakce a oxy- Michaelovy reakce. Tyto reakce nejsou ideální, protože používají jako katalyzátory těžké kovy a silné kyseliny, které jsou škodlivé pro životní prostředí. V této práci jsme zkoumali syntézu THP s cílem nahradit toxické těžké kovy a silné kyseliny šetrnějšími katalyzátory, konkrétně zeolity. Zeolity jsou mikroporézní krystalické hlinitokřemičitany, které se běžně používají jako katalyzátory díky své vysoké kyselosti, selektivitě a stabilitě. Předchozí výzkum úspěšně prokázal, že zeolity mohou katalyzovat syntézu THP cyklizací nenasycených alkoholů, a určil vliv velikosti pórů na katalytickou aktivitu. Naproti tomu tato práce byla zaměřena na zkoumání zeolitů s různými mřížkovými prvky, které vytvářejí různé typy kyselých míst. Kromě toho jsme se zaměřili na zkoumání vlivu funkčních skupin přítomných ve struktuře reaktantů, konkrétně funkčních skupin s elektron-donujícím (EDG) nebo elektron-odtahujícím (EWG) účinkem a s různými aromatickými cyklickými systémy. Jako primární reaktant pro cyklizaci jsme zvolili (E)5-fenyl-4-pentenol. Následně jsme syntetizovali analogy substituované MeO, Me, CF3 skupinami a také různými...
|
host ::
RSS.