Obor: Anorganická technologie

Charakteristika oboru:

Studijní obor je zaměřen na rozšíření teoretických a praktických znalostí procesů používaných v perspektivních anorganických technologiích. Studenti získají praktické zkušenosti při řešení výzkumných projektů v týmu. Zároveň získají zkušenosti s plánováním a administrativou spojenou s řízením projektu. V průběhu studia se posluchači profilují v rámci zvolených předmětů a zaměření své dizertační práce na technickou elektrochemii, fotokatalýzu, katalytické a membránové procesy nebo heterogenní nekatalyzované reakce. Nedílnou součástí doktorského studia je rovněž pedagogická činnost zahrnující výuku a vedení mladších studentů.

Profil absolventa:

Absolventi oboru mají komplexní znalosti základních i specializovaných anorganických technologií, které jsou schopni uplatnit v průmyslové sféře. Jsou schopni aplikovat získané znalosti pro řešení praktických problémů v oblasti chemie i dalších technických oborů. Systematicky jsou připravováni pro výkon řídících funkcí v organizacích zaměřených na výrobu a výzkum v oblasti chemických technologií. Absolventi mohou uplatnění nalézt rovněž ve společnostech zabývajících se projektováním a poradenstvím.

Předměty

Předměty jsou voleny z nabídky doktorských předmětů po dohodě se školitelem. Seznam předmětů naleznete zde: http://fcht.vscht.cz/studium/doktorske-studium 

 

Témata závěrečných prací

z oblasti Anorganické technologie

Katalytická transformace methanu na produkty vyšší užitné hodnoty

V současné době je věnována značná pozornost transformaci metanu popř. nižších uhlovodíků ze zemního plynu a bioplynu na produkty vyšší užitné hodnoty. Jedná se např. o procesy neoxidativní katalytické aromatizace metanu, selektivní oxidace metanu na metanol nebo dimethyl ether, apod. V rámci této práce bude vyvíjen vhodný katalyzátor pro vybraný proces. Bude studován vliv reakčních podmínek, vliv nosiče a procedury tvorby aktivní fáze na dosaženou konverzi methanu, stabilitu katalyzátoru a výtěžky produktů.

Vedoucí práce: Dr. Ing. Vlastimil Fíla

Kinetika katalytického rozkladu N2O na zeolitických katalyzátorech

Předmětem práce je studium kinetiky rozkladu N2O na zeolitických katalyzátorech strukturních typů MFI, FER a titanosilikátech obsahujících Fe a další přechodové kovy. Práce bude zaměřena na kinetická měření s cílem vyvinout spolehlivý kinetický model vhodný pro návrh průmyslových zařízení.

Vedoucí práce: Doc. Ing. Bohumil Bernauer, CSc.

Kinetika vysokoteplotního katalytického rozkladu N2O

Předmětem práce je studium rozkladu N2O na kovových oxidických katalyzátorech vhodných pro eliminaci N2O z reakčních plynů ve výrobě HNO3 (vlhké plyny s vysokou koncentrací NO o teplotě 750-900°C). Cílem této práce je vyhodnocení vlivu nosiče a struktury katalyticky aktivních oxidů na rozklad N2O na N2 a O2 při minimalizaci rozkladu přítomného NO. Pomocí kinetických měření bude dále studován i vliv ostatních složek přítomných v reálných reakčních plynech na stabilitu katalyzátoru.

Vedoucí práce: Doc. Ing. Bohumil Bernauer, CSc.

Matematické modelování chemických a membránových procesů v prostředí universálních simulačních programů

Univerzální simulační programy představují vhodný nástroj pro návrh nových a optimalizaci stávajících průmyslových technologií. V rámci této práce budou vyvinuty statické a dynamické modely vybraných pokročilých membránových nebo chemických technologií popř. jejich částí v prostředí univerzálních simulátorů umožňující studovat chování těchto technologií pomocí počítačového experimentu. Součástí práce bude verifikace vyvinutých modelů na základě provozních dat s cílem navrhnout změny (strukturální a parametrické) ve studované technologii sledující zlepšení ekonomických a ekologických ukazatelů.V práci budou využívány převážně univerzální simulační programy firmy Aspen Technology.

Vedoucí práce: Dr. Ing. Vlastimil Fíla

Membránový reaktor pro konverzi CO vodní parou

Vodík je důležitou chemickou surovinou, která nalezla uplatnění v řadě syntéz, při rafinacích a uplatňuje se i jako palivo. Konverze CO vodní parou (WGS) je jedním z kroků v řadě procesů výroby vodíku. Jedná se o rovnovážnou katalytickou reakci a předpokladem dosažení vysoké konverze je její realizace v membránovém reaktoru s kontinuálním odstraňováním některého z produktů. Náplní této práce bude vývoj a testování membránových reaktorů s membránou na bázi mikroporézních materiálů.

Vedoucí práce: Dr. Ing. Vlastimil Fíla

Příprava a charakterizace hybridních membrán pro separace plynů

Membránová separace plynů představuje jednu z perspektivních a energeticky úspornějších alternativ k některým v současnosti používaným separačním procesům (PSA, TSA apod.) V rámci této práce budou syntetizovány a charakterizovány hybridní membrány polymer-plnivo, které spojují výhody mikroporézních a polymerních membrán. Jako plniva bude využíváno mikroporézních materiálů na bázi ZIF-8, silikalitu-1, ETS, FAU, TS-1, AFX, MOF, které budou kombinovány s polymery na bázi polyimidů. Základním problémem při přípravě těchto materialů je zajištění mezifázové adheze plniva a matrice, neboť nedostatečná adheze snižuje pevnost a selektivitu membrány. Cílem práce je studium možností modifikace mirkoporézní fáze a polymeru tak, aby bylo dosaženo vysoké adheze polymer-plnivo. U připravených membrán bude studován vliv těchto modifikací na jejich separační vlastnosti v soustavách vybraných uhlovodíků, CO2 a H2.

Vedoucí práce: Dr. Ing. Vlastimil Fíla

Studium přepracování energosádrovce konverzní reakcí

Jedná se o studii chemického přepracování energosádrovce. Jeho produkce při odsiřování klasických spalovacích elektráren převyšuje možnosti jeho využití ve stavebnictví a dalších odvětvích. K jedné z mála možností přepracování energosádrovce patří heterogenní nekatalyzovaný konverzní proces s uhličitanem amonným, kde dochází i k využití odpadního oxidu uhličitého, za vzniku dobře využitelných produktů, síranu amonného a uhličitanu vápenatého, který lze rovněž vracet do odsiřovacího procesu.

Vedoucí práce: Doc. Ing. Jan Vídenský, CSc.
Konzultant práce: Ing. Ivona Sedlářová, Ph.D.

Využití iontově selektivních membrán v úpravě pitných a odpadních vod

Elektrochemické membránové procesy jsou v současnosti intenzivně rozvíjená oblast průmyslu. Vedle standardních aplikací jako je výroba pitné vody z brakické jsou tyto metody pro svou jednoduchost a vysokou účinnost vhodné i pro úpravu odpadních a procesních vod. Vzhledem k specifickým vlastnostem membrán je však nutné posuzovat jednotlivé aplikace individuálně s ohledem na složení zpracovávané vody. Tématem práce je výběr vhodného procesu a jeho optimalizace pro konkrétní případy zpracovávaných vod.

Vedoucí práce: Doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D.

Využití membrán při čistění bioplynu

Membránové procesy představují perspektivní a energeticky úspornější alternativu k některým v současnosti používaným separačním procesům. V rámci této práce budou vyvíjeny membrány pro čištění bioplynu od CO2 a dalších nežádoucích nečistot.

Vedoucí práce: Dr. Ing. Vlastimil Fíla

z oblasti Charakterizace a testování materiálů

Kompositní materiály/povlaky na bázi TiO2 a ZnO pro fotokatalytické procesy v plynné fázi

Hlavní náplní práce je příprava fotokatalyticky aktivních kompositních materiálů na bázi TiO2 a ZnO a stanovení jejich adsorpčních a fotokatalytických vlastností. Cílem je získat materiál mající současně dobré adsorpční vlastnosti a současně i vysokou schopnost odbourávat nežádoucí těkavé látky ve vzduchu. Součástí práce bude využití standardních ISO testů pro sledování kinetiky oxidačních reakcí (NOx, VOC) na povrchu připravených fotokatalyzátorů. Významnou částí je charakterizace materiálů/povlaků (RTG, SEM, BET, Ramanova spektroskopie) a dále vývoj/ modifikace metod testování fotooxidačních vlastností připravených materiálů/povlaků pro účely čištění vzduchu.

Vedoucí práce: Prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

z oblasti Elektrochemie

Elektrochemické metody úpravy procesních vod

Elektrochemické metody jsou pro svou jednoduchost a vysokou účinnost vhodné pro úpravu procesních vod. Hlavní nevýhodou je zpravidla vyšší cenová náročnost. Elektrochemické metody tak nalézají uplatnění především při úpravě silně zasolených ev. jinak kontaminovaných vod, kde biochemické postupy selhávají. Aplikace jednotlivých metod je třeba optimalizovat s ohledem na konkrétní složení zpracovávaných vod.

Vedoucí práce: Doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D.

Matematické modelování elektrochemických systémů

Matematické modelování představuje výjimečně silný nástroj k hlubšímu pochopení funkce elektrochemických zařízení a k jejich následné optimalizaci. V rámci tohoto tématu se pozornost zaměří na matematický popis distribuce lokálních hodnot potenciálu a následně přenosu hmoty v elektrickém poli. Budou navrženy a implementovány matematické modely systémů s praktickým významem.

Vedoucí práce: Prof. Dr. Ing. Karel Bouzek

Vysoce efektivní elektrochemická redukce CO2 - nevyčerpatelný zdroj jednoduchých organických sloučenin

Elektrochemická redukce CO2 v "zero-gap" uspořádání představuje vysoce efektivní, a ve spojení s obnovitelnými zdoji energie také nevyčerpatelný zdroj jednoduchých organických sloučenin jako jsou kyselina mravenčí, formaldehyd či methanol, které v jsou základem řady zavedených chemických technologií. V rámci práce bude detailně řešena tématika redukce CO2 a optimalizace jednotlivých komponent elektrolyzéru (elektrody, katalyzátory, membrána, celková konstrukce) a jeho provozu.

Vedoucí práce: Prof. Dr. Ing. Karel Bouzek

z oblasti Elektrolýzy vody

Alkalická elektrolýza vody pro skladování energie

Alkalická elektrolýza vody je dnes nejvíce rozvinutou technologií elektrolytické výroby vodíku. Pro její začlenění do procesu skladování energie, je však nutné upravit její provozní parametry s ohledem na nárazový provoz. Vedle vývoje nových elektrodových katalyzátorů, iontově selektivních membrán je rovněž potřeba věnovat pozornost i vývoji konstrukce elektrolyzéru samotného.

Vedoucí práce: Prof. Dr. Ing. Karel Bouzek

Elektrolýza vody jako zdroj vodíku pro energetické účely

Elektrolýza vody představuje nedílnou součást vodíkové ekonomiky jako přístupu k budoucímu zabezpečení lidské společnosti elektrickou energií. Stávající průmyslově využívané technologie však trpí zásadními nedostatky. Zejména pak relativně nízkou energetickou účinností a omezenou flexibilitou. Proto je tomuto problému v současnosti věnována široká pozornost celé řady pracovišť. Mezi hlavní studované problémy patří kinetika elektrodových dějů, absence vhodných elektrolytů a omezená korozní stabilita konstrukčních materiálů. Významný problém představuje rovněž celkové uspořádání procesu.

Vedoucí práce: Prof. Dr. Ing. Karel Bouzek

Vysokoteplotní elektrolýza vody

Vysokoteplotní elektrolýza vody představuje moderní, vysoce perspektivní proces úzce spojený s problematikou optimalizace provozního režimu jednotek produkce elektrické energie, které jsou v současnosti využívány k regulaci zátěže distribuční sítě. Tato regulace je nezbytná vzhledem k narůstajícímu podílu nestabilních obnovitelných zdrojů připojitelných do distribuční sítě.

Vedoucí práce: Doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D.

z oblasti Fotokatalýzy

Inaktivace mikroorganismů a odstraňování persistentních polutantů ve vodách pomocí pokročilých oxidačních procesů

Budou aplikovány systémy UV/peroxid vodíku (kontinuální dávkování nebo elektrochemická generace in situ) a UV/fotokatalyzátoru. Jako mikroorganismy budou studovány (samostatně nebo v kombinaci) gram-pozitivní bakterie (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa) a gram-negativní (Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus). Ty se běžně vyskytují ve vodách a navíc modelují dobře mikroorganismy (Pseudomonas.. .a Staphylococcus...), které jsou i) často ve vodách bazénů ii) jsou odolnější vůči dezinfekci nebo iii) snadno vytvářejí biofilmy. K dosažení nejvyšší efektivity budou optimalizovány podmínky obou procesů. Procesy budou sledovány i z hlediska účinnosti pro odbourávání modelových polutantů vod.

Vedoucí práce: Prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Kompositní materiály/povlaky na bázi TiO2 a ZnO pro fotokatalytické procesy v plynné fázi

Hlavní náplní práce je příprava fotokatalyticky aktivních kompositních materiálů na bázi TiO2 a ZnO a stanovení jejich adsorpčních a fotokatalytických vlastností. Cílem je získat materiál mající současně dobré adsorpční vlastnosti a současně i vysokou schopnost odbourávat nežádoucí těkavé látky ve vzduchu. Součástí práce bude využití standardních ISO testů pro sledování kinetiky oxidačních reakcí (NOx, VOC) na povrchu připravených fotokatalyzátorů. Významnou částí je charakterizace materiálů/povlaků (RTG, SEM, BET, Ramanova spektroskopie) a dále vývoj/ modifikace metod testování fotooxidačních vlastností připravených materiálů/povlaků pro účely čištění vzduchu.

Vedoucí práce: Prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Samočistící a desinfikující povlaky na bázi TiO2 a ZnO

Hlavní náplní práce je příprava fotokatalyticky aktivních povlaků/ nátěrů na bázi TiO2 a ZnO aplikací různých metod na vhodných podkladech (např. keramika, sklo, kovy, omítky, betonové stěrky). Významnou částí je charakterizace filmů (RTG, SEM, Ramanova spektroskopie) a vývoj metod umožňujících testování fotooxidačních, hydrofilních a antibakteriálních vlastností připravených vrstev. Studovanými parametry budou především metoda nanášení prekurzoru (ponoření, stříkání), dále vliv pojiva a substrátu.

Vedoucí práce: Prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Získávání vodíku z vody slunečním světlem

Tématem práce je příprava polovodičových vrstev na bázi TiO2, WO3 a Fe2O3 pro fotoelektrochemický rozklad vody. Budou použity různé metody přípravy (sol gel, sprejování, pyrolýza), řada technik charakterizace (RTG, GDS, UV-VIS, BET, SEM) a stanoveny fotoelektrochemické vlastnosti (potenciál otevřeného obvodu, fotoproud). Jako podklad bude použito sklo s vodivou vrstvou fluorem dopovaného oxidu cíničitého. Pozornost bude věnována vlivu tloušťky vrstvy, porosity vrstvy a geometrického uspořádání. Nejslibnější vrstvy (stabilita, vysoké hodnoty fotoproudu) budou aplikovány v solárním fotoelektrochemickém článku a stanovena účinnost pro rozklad vody slunečním světlem na vodík a kyslík.

Vedoucí práce: Prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

z oblasti Katalýzy

Katalytická transformace methanu na produkty vyšší užitné hodnoty

V současné době je věnována značná pozornost transformaci metanu popř. nižších uhlovodíků ze zemního plynu a bioplynu na produkty vyšší užitné hodnoty. Jedná se např. o procesy neoxidativní katalytické aromatizace metanu, selektivní oxidace metanu na metanol nebo dimethyl ether, apod. V rámci této práce bude vyvíjen vhodný katalyzátor pro vybraný proces. Bude studován vliv reakčních podmínek, vliv nosiče a procedury tvorby aktivní fáze na dosaženou konverzi methanu, stabilitu katalyzátoru a výtěžky produktů.

Vedoucí práce: Dr. Ing. Vlastimil Fíla

Kinetika katalytického rozkladu N2O na zeolitických katalyzátorech

Předmětem práce je studium kinetiky rozkladu N2O na zeolitických katalyzátorech strukturních typů MFI, FER a titanosilikátech obsahujících Fe a další přechodové kovy. Práce bude zaměřena na kinetická měření s cílem vyvinout spolehlivý kinetický model vhodný pro návrh průmyslových zařízení.

Vedoucí práce: Doc. Ing. Bohumil Bernauer, CSc.

Kinetika vysokoteplotního katalytického rozkladu N2O

Předmětem práce je studium rozkladu N2O na kovových oxidických katalyzátorech vhodných pro eliminaci N2O z reakčních plynů ve výrobě HNO3 (vlhké plyny s vysokou koncentrací NO o teplotě 750-900°C). Cílem této práce je vyhodnocení vlivu nosiče a struktury katalyticky aktivních oxidů na rozklad N2O na N2 a O2 při minimalizaci rozkladu přítomného NO. Pomocí kinetických měření bude dále studován i vliv ostatních složek přítomných v reálných reakčních plynech na stabilitu katalyzátoru.

Vedoucí práce: Doc. Ing. Bohumil Bernauer, CSc.

Matematické modelování katalytického reaktoru pro oxidaci amoniaku s nízkými emisemi N2O

Předmětem práce je vývoj dynamického matematického modelu katalytického reaktoru vysokoteplotní katalytické oxidace amoniaku s použitím katalytických systémů umožňujících snížit emise N2O z výroben kyseliny dusičné. Ve srovnání s doposud používanými Pt-Rh katalyzátory. V rámci práce budou zpracovávána laboratorní a provozní data s cílem navrhnout průmyslový reaktor s nízkými emisemi N2O.

Vedoucí práce: Doc. Ing. Bohumil Bernauer, CSc.

Membránový reaktor pro konverzi CO vodní parou

Vodík je důležitou chemickou surovinou, která nalezla uplatnění v řadě syntéz, při rafinacích a uplatňuje se i jako palivo. Konverze CO vodní parou (WGS) je jedním z kroků v řadě procesů výroby vodíku. Jedná se o rovnovážnou katalytickou reakci a předpokladem dosažení vysoké konverze je její realizace v membránovém reaktoru s kontinuálním odstraňováním některého z produktů. Náplní této práce bude vývoj a testování membránových reaktorů s membránou na bázi mikroporézních materiálů.

Vedoucí práce: Dr. Ing. Vlastimil Fíla

z oblasti Matematického modelování a simulací

Matematické modelování chemických a membránových procesů v prostředí universálních simulačních programů

Univerzální simulační programy představují vhodný nástroj pro návrh nových a optimalizaci stávajících průmyslových technologií. V rámci této práce budou vyvinuty statické a dynamické modely vybraných pokročilých membránových nebo chemických technologií popř. jejich částí v prostředí univerzálních simulátorů umožňující studovat chování těchto technologií pomocí počítačového experimentu. Součástí práce bude verifikace vyvinutých modelů na základě provozních dat s cílem navrhnout změny (strukturální a parametrické) ve studované technologii sledující zlepšení ekonomických a ekologických ukazatelů.V práci budou využívány převážně univerzální simulační programy firmy Aspen Technology.

Vedoucí práce: Dr. Ing. Vlastimil Fíla

Matematické modelování elektrochemických systémů

Matematické modelování představuje výjimečně silný nástroj k hlubšímu pochopení funkce elektrochemických zařízení a k jejich následné optimalizaci. V rámci tohoto tématu se pozornost zaměří na matematický popis distribuce lokálních hodnot potenciálu a následně přenosu hmoty v elektrickém poli. Budou navrženy a implementovány matematické modely systémů s praktickým významem.

Vedoucí práce: Prof. Dr. Ing. Karel Bouzek

Matematické modelování katalytického reaktoru pro oxidaci amoniaku s nízkými emisemi N2O

Předmětem práce je vývoj dynamického matematického modelu katalytického reaktoru vysokoteplotní katalytické oxidace amoniaku s použitím katalytických systémů umožňujících snížit emise N2O z výroben kyseliny dusičné. Ve srovnání s doposud používanými Pt-Rh katalyzátory. V rámci práce budou zpracovávána laboratorní a provozní data s cílem navrhnout průmyslový reaktor s nízkými emisemi N2O.

Vedoucí práce: Doc. Ing. Bohumil Bernauer, CSc.

z oblasti Membránových aplikací

Matematické modelování chemických a membránových procesů v prostředí universálních simulačních programů

Univerzální simulační programy představují vhodný nástroj pro návrh nových a optimalizaci stávajících průmyslových technologií. V rámci této práce budou vyvinuty statické a dynamické modely vybraných pokročilých membránových nebo chemických technologií popř. jejich částí v prostředí univerzálních simulátorů umožňující studovat chování těchto technologií pomocí počítačového experimentu. Součástí práce bude verifikace vyvinutých modelů na základě provozních dat s cílem navrhnout změny (strukturální a parametrické) ve studované technologii sledující zlepšení ekonomických a ekologických ukazatelů.V práci budou využívány převážně univerzální simulační programy firmy Aspen Technology.

Vedoucí práce: Dr. Ing. Vlastimil Fíla

Membránový reaktor pro konverzi CO vodní parou

Vodík je důležitou chemickou surovinou, která nalezla uplatnění v řadě syntéz, při rafinacích a uplatňuje se i jako palivo. Konverze CO vodní parou (WGS) je jedním z kroků v řadě procesů výroby vodíku. Jedná se o rovnovážnou katalytickou reakci a předpokladem dosažení vysoké konverze je její realizace v membránovém reaktoru s kontinuálním odstraňováním některého z produktů. Náplní této práce bude vývoj a testování membránových reaktorů s membránou na bázi mikroporézních materiálů.

Vedoucí práce: Dr. Ing. Vlastimil Fíla

Příprava a charakterizace hybridních membrán pro separace plynů

Membránová separace plynů představuje jednu z perspektivních a energeticky úspornějších alternativ k některým v současnosti používaným separačním procesům (PSA, TSA apod.) V rámci této práce budou syntetizovány a charakterizovány hybridní membrány polymer-plnivo, které spojují výhody mikroporézních a polymerních membrán. Jako plniva bude využíváno mikroporézních materiálů na bázi ZIF-8, silikalitu-1, ETS, FAU, TS-1, AFX, MOF, které budou kombinovány s polymery na bázi polyimidů. Základním problémem při přípravě těchto materialů je zajištění mezifázové adheze plniva a matrice, neboť nedostatečná adheze snižuje pevnost a selektivitu membrány. Cílem práce je studium možností modifikace mirkoporézní fáze a polymeru tak, aby bylo dosaženo vysoké adheze polymer-plnivo. U připravených membrán bude studován vliv těchto modifikací na jejich separační vlastnosti v soustavách vybraných uhlovodíků, CO2 a H2.

Vedoucí práce: Dr. Ing. Vlastimil Fíla

Využití iontově selektivních membrán v úpravě pitných a odpadních vod

Elektrochemické membránové procesy jsou v současnosti intenzivně rozvíjená oblast průmyslu. Vedle standardních aplikací jako je výroba pitné vody z brakické jsou tyto metody pro svou jednoduchost a vysokou účinnost vhodné i pro úpravu odpadních a procesních vod. Vzhledem k specifickým vlastnostem membrán je však nutné posuzovat jednotlivé aplikace individuálně s ohledem na složení zpracovávané vody. Tématem práce je výběr vhodného procesu a jeho optimalizace pro konkrétní případy zpracovávaných vod.

Vedoucí práce: Doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D.

Využití membrán při čistění bioplynu

Membránové procesy představují perspektivní a energeticky úspornější alternativu k některým v současnosti používaným separačním procesům. V rámci této práce budou vyvíjeny membrány pro čištění bioplynu od CO2 a dalších nežádoucích nečistot.

Vedoucí práce: Dr. Ing. Vlastimil Fíla

z oblasti Ochrany životního prostředí

Elektrochemické metody úpravy procesních vod

Elektrochemické metody jsou pro svou jednoduchost a vysokou účinnost vhodné pro úpravu procesních vod. Hlavní nevýhodou je zpravidla vyšší cenová náročnost. Elektrochemické metody tak nalézají uplatnění především při úpravě silně zasolených ev. jinak kontaminovaných vod, kde biochemické postupy selhávají. Aplikace jednotlivých metod je třeba optimalizovat s ohledem na konkrétní složení zpracovávaných vod.

Vedoucí práce: Doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D.

Inaktivace mikroorganismů a odstraňování persistentních polutantů ve vodách pomocí pokročilých oxidačních procesů

Budou aplikovány systémy UV/peroxid vodíku (kontinuální dávkování nebo elektrochemická generace in situ) a UV/fotokatalyzátoru. Jako mikroorganismy budou studovány (samostatně nebo v kombinaci) gram-pozitivní bakterie (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa) a gram-negativní (Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus). Ty se běžně vyskytují ve vodách a navíc modelují dobře mikroorganismy (Pseudomonas.. .a Staphylococcus...), které jsou i) často ve vodách bazénů ii) jsou odolnější vůči dezinfekci nebo iii) snadno vytvářejí biofilmy. K dosažení nejvyšší efektivity budou optimalizovány podmínky obou procesů. Procesy budou sledovány i z hlediska účinnosti pro odbourávání modelových polutantů vod.

Vedoucí práce: Prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Kompositní materiály/povlaky na bázi TiO2 a ZnO pro fotokatalytické procesy v plynné fázi

Hlavní náplní práce je příprava fotokatalyticky aktivních kompositních materiálů na bázi TiO2 a ZnO a stanovení jejich adsorpčních a fotokatalytických vlastností. Cílem je získat materiál mající současně dobré adsorpční vlastnosti a současně i vysokou schopnost odbourávat nežádoucí těkavé látky ve vzduchu. Součástí práce bude využití standardních ISO testů pro sledování kinetiky oxidačních reakcí (NOx, VOC) na povrchu připravených fotokatalyzátorů. Významnou částí je charakterizace materiálů/povlaků (RTG, SEM, BET, Ramanova spektroskopie) a dále vývoj/ modifikace metod testování fotooxidačních vlastností připravených materiálů/povlaků pro účely čištění vzduchu.

Vedoucí práce: Prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Samočistící a desinfikující povlaky na bázi TiO2 a ZnO

Hlavní náplní práce je příprava fotokatalyticky aktivních povlaků/ nátěrů na bázi TiO2 a ZnO aplikací různých metod na vhodných podkladech (např. keramika, sklo, kovy, omítky, betonové stěrky). Významnou částí je charakterizace filmů (RTG, SEM, Ramanova spektroskopie) a vývoj metod umožňujících testování fotooxidačních, hydrofilních a antibakteriálních vlastností připravených vrstev. Studovanými parametry budou především metoda nanášení prekurzoru (ponoření, stříkání), dále vliv pojiva a substrátu.

Vedoucí práce: Prof. Dr. Ing. Josef Krýsa

Využití iontově selektivních membrán v úpravě pitných a odpadních vod

Elektrochemické membránové procesy jsou v současnosti intenzivně rozvíjená oblast průmyslu. Vedle standardních aplikací jako je výroba pitné vody z brakické jsou tyto metody pro svou jednoduchost a vysokou účinnost vhodné i pro úpravu odpadních a procesních vod. Vzhledem k specifickým vlastnostem membrán je však nutné posuzovat jednotlivé aplikace individuálně s ohledem na složení zpracovávané vody. Tématem práce je výběr vhodného procesu a jeho optimalizace pro konkrétní případy zpracovávaných vod.

Vedoucí práce: Doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D.

z oblasti Studia palivových článků

Studie degradačních dějů ve středněteplotním palivovém článku typu PEM

Pozornost celé řady světových pracovišť zabývajících se problematikou palivových článků typu PEM se snaží vyřešit problém zvýšení jejich provozní teploty na hodnotu vyšší než 100 °C. Veškeré dosud prakticky používané systémy jsou založeny na bázickém polymerním elektrolytu impregnovaném přebytkem kyseliny fosforečné. Jako katalytická vrstva pak slouží struktury založené na polymerem vázaných Pt částicích fixovaných na uhlíkovém nosiči. Zásadní nevýhodu tohoto uspořádání představuje vysoká korozní agresivita kyseliny fosforečné za používaných provozních teplot. Bližší pochopení a popis těchto dějů tak představuje klíčový problém pro další optimalizaci a budoucí aplikaci těchto systémů.

Vedoucí práce: Prof. Dr. Ing. Karel Bouzek