|
|
Spektrometrické metody pro výzkum huminových látek
Enev, Vojtěch ; Maršálek, Roman (oponent) ; Sýkorová, Ivana (oponent) ; Klučáková, Martina (vedoucí práce)
Hlavním cílem disertační práce bylo studium fyzikálně-chemických vlastností huminových látek (HL) prostřednictvím moderních instrumentálních technik. Předmětem studia této disertační práce byly HL izolované z jihomoravského lignitu, jihočeské rašeliny, lesní půdy Humic Podzol a extraktu hnědé mořské řasy Ascophyllum nodosum. S ohledem na poznání struktury a reaktivity těchto unikátních “biokoloidních” sloučenin byly mimo jiné studovány i standardy, které jsou dodávány mezinárodní společností pro výzkum huminových látek tzn. Leonardite HK, Elliott Soil HL a Pahokee Peat HL. Za tímto účelem byly veškeré HL charakterizovány pomocí elementární analýzy (EA), molekulové absorpční spektrometrie v ultrafialové a viditelné oblasti elektromagnetického záření (UV/Vis), infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací (FTIR), spektrometrie nukleární magnetické resonance isotopu uhlíku 13C (LS 13C NMR), ustálené a časově rozlišené fluorescenční spektrometrie. Z naměřených fluorescenčních, UV/Vis a 13C NMR spekter byly vypočteny fluorescenční indexy, absorpční koeficienty, hodnoty specifických absorbancí a strukturní parametry, které byly využity k základní charakterizaci těchto “biokoloidních” sloučenin. Infračervená spektrometrie s Fourierovou transformací byla použita k identifikaci funkčních skupin a strukturních jednotek studovaných HL. V oblasti “otisku palce” tzv. fingerprintu komplikují identifikaci infračervených spekter HL překrývající se absorpční pásy jednotlivých funkčních skupin. Tento problém byl řešen pomocí Fourierovy autodekonvoluce. Stacionární fluorescenční spektrometrie byla využita k detailnější charakterizaci použitých HL s ohledem na poznání jejich původu, jednotlivých strukturních jednotek, množství substituentů uplatňujících elektron-donorní a elektron-akceptorní efekt, obsahu reaktivních funkčních skupin, “molekulární” heterogenity, stupně humifikace aj. Pomocí upravené Stern-Volmerovy rovnice byly získány parametry komplexace vzorků Elliott Soil s Cu2+, Pb2+ a Hg2+ ionty, které jsou základními kritérii posouzení reaktivity těchto “biokoloidních” sloučenin. Klíčovou oblast celé disertační práce pak tvoří časově rozlišená fluorescenční spektrometrie. Poprvé je zde použita metoda tzv. časově rozlišených přes plochu normalizovaných spekter (TRANES), ze kterých lze určit, zda pozorovaná emise HL pochází ze dvou či více emisních jednotek, nebo pouze z jedné. Z průběhu časově rozlišených emisních spekter (TRES) bylo usuzováno o viskozitě mikroprostředí okolo excitovaných fluoroforů HL.
|
|
|
Sekvenční frakcionace organické hmoty huminové kyseliny izolované z Leonarditu
Krist, Tomáš ; Doskočil, Leoš (oponent) ; Enev, Vojtěch (vedoucí práce)
Cílem diplomové práce byla optimalizace sekvenční frakcionace organické hmoty, aby byla využitelná pro fyzikálně-chemickou charakterizaci extrahovaných frakcí. Jako zdrojová matrice organické hmoty byla využita huminová kyselina izolovaná z oxidovaného hnědého uhlí Leonarditu. Byla sestavena eluotropní řada a provedena sekvenční frakcionace pomocí extrakce na Soxhletově přístroji. Výchozí huminová kyselina a frakce byly charakterizovány pomocí elementární analýzy (EA) a termogravimetrické analýzy (TGA), dále pak za použití infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací (FTIR), molekulové absorpční spektrometrie (UV/Vis), fluorescenční spektrometrie a v neposlední řadě i potenciometrickou titrací. Z výsledků elementární analýzy byly stanoveny atomové poměry. Z naměřený UV/VIS a fluorescenčních excitačních a emisních spekter byly vypočteny absorpční koeficienty, resp. fluorescenční koeficienty. Využitá metoda frakcionace huminové kyseliny se prokázala být vhodnou metodou pro zkoumání struktury HK. Celkově se podařilo extrahovat 62 hm. % z navážky HK, výtěžky frakcí se pohybovaly v rozmezí 0,36–30,92 hm. %. Z výsledků strukturní analýzy je zřejmé, že se se zvyšující polaritou organického rozpouštědla nejprve izolovaly frakce s dlouhými alifatickými řetězci a postupně se zvyšovala jejich aromaticita. Nepolární organická rozpouštědla byla vhodná pro extrakci sloučenin podobných struktuře lipidů, zatímco nejvíce polární organické frakce byly bohaté na polární skupiny a svými parametry byly blízké původní huminové kyselině. Frakce extrahovaná acetonitrilem byla nejodlišnější. Frakce obsahovala nejvíce dusíku a obsahovala větší množství amidových skupin, charakteristických pro strukturu podobnou proteinům. V posledních dvou frakcích, extrahovaných alkoholy, byl pozorován významný bathochromní posun typický pro fluofor typu V. Mimo jiné byly charakteristické také vyšším obsahem rostlinných sacharidových zbytků.
|
|
|
Sekvenční frakcionace organické hmoty huminové kyseliny izolované z Leonarditu
Krist, Tomáš ; Doskočil, Leoš (oponent) ; Enev, Vojtěch (vedoucí práce)
Cílem diplomové práce byla optimalizace sekvenční frakcionace organické hmoty, aby byla využitelná pro fyzikálně-chemickou charakterizaci extrahovaných frakcí. Jako zdrojová matrice organické hmoty byla využita huminová kyselina izolovaná z oxidovaného hnědého uhlí Leonarditu. Byla sestavena eluotropní řada a provedena sekvenční frakcionace pomocí extrakce na Soxhletově přístroji. Výchozí huminová kyselina a frakce byly charakterizovány pomocí elementární analýzy (EA) a termogravimetrické analýzy (TGA), dále pak za použití infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací (FTIR), molekulové absorpční spektrometrie (UV/Vis), fluorescenční spektrometrie a v neposlední řadě i potenciometrickou titrací. Z výsledků elementární analýzy byly stanoveny atomové poměry. Z naměřený UV/VIS a fluorescenčních excitačních a emisních spekter byly vypočteny absorpční koeficienty, resp. fluorescenční koeficienty. Využitá metoda frakcionace huminové kyseliny se prokázala být vhodnou metodou pro zkoumání struktury HK. Celkově se podařilo extrahovat 62 hm. % z navážky HK, výtěžky frakcí se pohybovaly v rozmezí 0,36–30,92 hm. %. Z výsledků strukturní analýzy je zřejmé, že se se zvyšující polaritou organického rozpouštědla nejprve izolovaly frakce s dlouhými alifatickými řetězci a postupně se zvyšovala jejich aromaticita. Nepolární organická rozpouštědla byla vhodná pro extrakci sloučenin podobných struktuře lipidů, zatímco nejvíce polární organické frakce byly bohaté na polární skupiny a svými parametry byly blízké původní huminové kyselině. Frakce extrahovaná acetonitrilem byla nejodlišnější. Frakce obsahovala nejvíce dusíku a obsahovala větší množství amidových skupin, charakteristických pro strukturu podobnou proteinům. V posledních dvou frakcích, extrahovaných alkoholy, byl pozorován významný bathochromní posun typický pro fluofor typu V. Mimo jiné byly charakteristické také vyšším obsahem rostlinných sacharidových zbytků.
|
|
|
Spektrometrické metody pro výzkum huminových látek
Enev, Vojtěch ; Maršálek, Roman (oponent) ; Sýkorová, Ivana (oponent) ; Klučáková, Martina (vedoucí práce)
Hlavním cílem disertační práce bylo studium fyzikálně-chemických vlastností huminových látek (HL) prostřednictvím moderních instrumentálních technik. Předmětem studia této disertační práce byly HL izolované z jihomoravského lignitu, jihočeské rašeliny, lesní půdy Humic Podzol a extraktu hnědé mořské řasy Ascophyllum nodosum. S ohledem na poznání struktury a reaktivity těchto unikátních “biokoloidních” sloučenin byly mimo jiné studovány i standardy, které jsou dodávány mezinárodní společností pro výzkum huminových látek tzn. Leonardite HK, Elliott Soil HL a Pahokee Peat HL. Za tímto účelem byly veškeré HL charakterizovány pomocí elementární analýzy (EA), molekulové absorpční spektrometrie v ultrafialové a viditelné oblasti elektromagnetického záření (UV/Vis), infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací (FTIR), spektrometrie nukleární magnetické resonance isotopu uhlíku 13C (LS 13C NMR), ustálené a časově rozlišené fluorescenční spektrometrie. Z naměřených fluorescenčních, UV/Vis a 13C NMR spekter byly vypočteny fluorescenční indexy, absorpční koeficienty, hodnoty specifických absorbancí a strukturní parametry, které byly využity k základní charakterizaci těchto “biokoloidních” sloučenin. Infračervená spektrometrie s Fourierovou transformací byla použita k identifikaci funkčních skupin a strukturních jednotek studovaných HL. V oblasti “otisku palce” tzv. fingerprintu komplikují identifikaci infračervených spekter HL překrývající se absorpční pásy jednotlivých funkčních skupin. Tento problém byl řešen pomocí Fourierovy autodekonvoluce. Stacionární fluorescenční spektrometrie byla využita k detailnější charakterizaci použitých HL s ohledem na poznání jejich původu, jednotlivých strukturních jednotek, množství substituentů uplatňujících elektron-donorní a elektron-akceptorní efekt, obsahu reaktivních funkčních skupin, “molekulární” heterogenity, stupně humifikace aj. Pomocí upravené Stern-Volmerovy rovnice byly získány parametry komplexace vzorků Elliott Soil s Cu2+, Pb2+ a Hg2+ ionty, které jsou základními kritérii posouzení reaktivity těchto “biokoloidních” sloučenin. Klíčovou oblast celé disertační práce pak tvoří časově rozlišená fluorescenční spektrometrie. Poprvé je zde použita metoda tzv. časově rozlišených přes plochu normalizovaných spekter (TRANES), ze kterých lze určit, zda pozorovaná emise HL pochází ze dvou či více emisních jednotek, nebo pouze z jedné. Z průběhu časově rozlišených emisních spekter (TRES) bylo usuzováno o viskozitě mikroprostředí okolo excitovaných fluoroforů HL.
|
host ::
RSS.