Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Název práce:
Výzkum procesu spalování paliv na bázi odpadních produktů
Školitel: doc. Ing. J. Vlček, Ph.D., mail: jozef.vlček@vsb.cz
Studijní program: Tepelná technika a paliva v průmyslu, Fakulta materiálově-technologická, VŠB-TUO
Práce bude posuzovat parametry procesu spalování RDF paliv. Pozornost bude soustředěna na poznání vznikajících emisních produktů a dále na hodnocení energetických parametrů spalovacího procesu. Součástí práce bude návrh opatření cílících na snížení environmentální zátěže plynoucí ze spalovacího procesu a budou hledány podmínky procesu s cílem zvýšit jeho účinnost. Experimenty budou realizovány v laboratorních podmínkách na spalovací peci určené pro spalování odpadů.

Název práce: Zhodnocení biouhlu a kapalných produktů pyrolýzy pomocí anaerobní digesce
Školitel: prof. Ing. L. Obalová, Ph.D., mail: lucie.obalova@vsb.cz
Školitel specialista:
Ing. Jiří Rusín, Ph.D.
Studijní program: Chemické a environmentální inženýrství, Fakulta materiálově-technologická, VŠB-TUO
Biouhel z pyrolytické přeměny biomasy je cenným aditivem například pro zlepšování užitných vlastností půd. Některé výzkumy naznačují, že biouhel může být i cenným aditivem do procesu anaerobní digesce, probíhajícího v bioplynových stanicích. Má docházet ke zvýšení produkci methanu. Cílem práce je ověření přínosů jednorázového přídavku nebo semikontinuálního přidávání biouhlu do anaerobního fermentoru. Laboratorně budou připraveny biouhly z různé biomasy za definovaných podmínek. Biouhly budou charakterizovány a následně vneseny do anaerobních procesů. Rovněž budou anaerobně zpracovány tekuté vedlejší produkty z přípravy biouhlu. Vyhodnoceny budou přínosy a negativa metody.

Název práce: Vermikompostování v rotačním bioreaktoru
Školitel: prof. Ing. L. Obalová, Ph.D., mail: lucie.obalova@vsb.cz
Školitel specialista: Ing. Jiří Rusín, Ph.D.
Studijní program: Chemické a environmentální inženýrství, Fakulta materiálově-technologická, VŠB-TUO
Vermikompostování je celosvětově rozšířená metoda zpracování bioodpadů zejména zemědělského nebo potravinového původu na vysoce kvalitní kompost. Cílem práce je ověřit schůdnost, přínosy a negativa provádění vermikompostování v rotačním bioreaktoru vsádkovým nebo semikontinuálním způsobem. V práci bude využit laboratorní bioreaktor typu MKRB situovaný v Laboratoři anaerobní digesce Institutu environmentálních technologií VŠB-TUO. Výstupem práce bude zhodnocení technologického postupu, procesních podmínek a kvality kompostu připraveného v bioreaktoru MKRB a základní návrh optimalizovaného rotačního vermikompostéru.

Název práce: Čištění spalin neporézními membránami
Školitel: prof. Ing. L. Obalová, Ph.D., mail: lucie.obalova@vsb.cz
Školitel specialista: Ing. Pavel Izák, DrS
Studijní program: Chemické a environmentální inženýrství, Fakulta materiálově-technologická, VŠB-TUO
V současné době intenzivně roste snaha o materiálové využití odpadů, jejich recyklaci či celkově environmentálně šetrnější bezodpadový přístup ke všem oblastem průmyslové produkce. Membránové metody čištění odpadních plynů se budou soustředit na tři na sobě nezávislé větve. První metodou bude využití vysoce permeabilních polymerních membrán s vnitřní mikroporozitou. Právě tato nová třída polymerních membrán je velmi slibná na dělení plynů a my chceme tuto větev více rozvinout a zjistit za jakých podmínek a s jakou účinností budou tyto nové membrány schopné odstraňovat polutanty z odpadních plynů. Druhá větev výzkumu bude zaměřena na zakotvené iontové kapaliny v polymerních membránách. Tyto polymerní membránové gely s preferenční permeací pro CO2 a SO2 jsou vhodné jako membrány pro široké spektrum aplikací. Cílem bude detailní studium struktury membrán a jejich transportních vlastností. Práce bude realizována ve spolupráci s Ústavem chemických procesů AV ČR v.v.i.

Název práce: Příprava heterogenních katalyzátorů na bázi oxidů přechodných kovů a lanthanoidů s aktivní složkou pro katalytickou oxidaci těkavých organických látek
Školitel: prof. Ing. L. Obalová, Ph.D., mail: lucie.obalova@vsb.cz
Školitel specialista: Ing. Lenka Matějová, Ph.D.
Studijní program: Chemické a environmentální inženýrství, Fakulta materiálově-technologická, VŠB-TUO
Řešená doktorská práce bude souborem nových poznatků o vlivu přípravy a složení heterogenního nosičového katalyzátoru s aktivní složkou na jeho fyzikálně-chemické vlastnosti (zejména mikro/strukturu, kyselost, redukovatelnost, aj.) a katalytickou účinnost v oxidaci těkavých organických látek (VOC), které bývají hojně využívány jako rozpouštědla ve farmaceutickém průmyslu. V rámci práce bude příprava a složení katalyzátoru optimalizováno tak, aby bylo dosaženo jeho nejvyšší možné katalytické účinnosti jak z hlediska aktivity, tak selektivity či stability. Předpokládá se studium katalytické oxidace těkavých organických látek jako je dichlormethan, formaldehyd či toluen. Pozornost bude věnována i popisu mechanismu oxidace vybrané VOC na vyvíjeném katalyzátoru. Student bude část experimentální práce realizovat ve spolupráci se zahraniční univerzitou formou krátkodobých stáží.

Název práce: Reformování organických odpadů
Školitel: prof. Ing. L. Obalová, Ph.D., mail: lucie.obalova@vsb.cz
Školitel specialista: Ing. Pavel Leštinský, Ph.D.
Studijní program: Chemické a environmentální inženýrství, Fakulta materiálově-technologická, VŠB-TUO

Recyklace odpadních plastů je jednou z možností, jak snížit spotřebu fosilních paliv. Ne všechny odpadní polymery můžeme recyklovat, stejně tak existují další organické odpady z chemických a dřevozpracujících výrob, které je vhodné zpracovat na jinou surovinu, nejlépe s vysokým energetickým či chemickým potenciálem. Za pomocí katalyzátoru a vhodných reakčních podmínek (teplota, zplyňovací médium) můžeme odpadní org. látky krakovat a reformovat na vodík a oxid uhelnatý. Cílem práce bude příprava vhodných katalyzátorů a jejich otestování pro reformování odpadních organických látek, ať už za pomocí parního nebo suchého reformování v kombinaci s krakováním a nalezení souvislostí mezi fyzikálně-chemickými a katalytickými vlastnostmi (aktivita, selektivita, stabilita). Pro experimentální práci se předpokládá zvládnutí i pokročilejších analytických metod jako např. XRD, BET, teplotně programované techniky, GC-TCD-FID nebo GC-MS.

Název práce: Selektivní katalytická oxidace amoniaku
Školitel: prof. Ing. L. Obalová, Ph.D., mail: lucie.obalova@vsb.cz
Studijní program: Chemické a environmentální inženýrství, Fakulta materiálově-technologická, VŠB-TUO
Emise amoniaku jsou uváděny jako jeden z nejvýznamnějších problémů v ochraně ovzduší. Amoniak má zásadní vliv na acido-bazickou rovnováhu biosféry, podílí se na vzniku sekundárních suspendovaných částic, významně ovlivňujících zemské klima a okyselování a eutrofizaci ekosystémů. Hlavními zdroji amoniaku jsou zemědělství, chemický průmysl, ale také technologie, kde se jako redukční činidlo pro snížení NOx používá amoniak nebo močovina. Jedná se o technologii selektivní katalytické redukce (SCR NOx/NH3) a selektivní nekatalytickou redukci (SNCR). Emise amoniaku z mobilních zdrojů byly dosud považovány za marginální, ale vzhledem k jejich výskytu v okolí dopravních komunikací a v aglomeracích je nutno věnovat pozornost vlivům na lidské zdraví. Přísnější předpisy týkající se emisí oxidů dusíku vyžadují zvýšené dávkování močoviny nebo čpavku, což způsobuje vyšší únik nezreagovaného amoniaku (tzv. čpavkový skluz), jehož emise jsou rovněž monitorovány a omezeny. Pro zpracování velkých průtoků plynných proudů obsahujících kyslík a nízké koncentrace amoniaku lze využít selektivní katalytickou oxidaci (NH3-SCO). Žádanými produkty jsou v tomto případě dusík a vodní pára, zatímco oxidy dusíku (N2O, NOx) představují nežádoucí vedlejší produkty. Přestože je NH3-SCO předmětem dlouhodobého vědeckého výzkumu, nebyl dosud nalezen katalyzátor s dostatečně vysokou aktivitou a selektivitou v požadovaném teplotním okně. V současné době se používají katalyzátory na bázi ušlechtilých kovů, které mají nedostatečnou selektivitu na dusík a jsou drahé. Hlavní výzkumné úkoly jsou spojeny s designem vhodného katalyzátoru tak, aby byl dostatečně aktivní při relativně nízkých teplotách (< 400 °C), aby měl dostatečnou stabilitu v přítomnosti vysokých koncentrací vodní páry nebo jiných složek přítomných v odpadních plynech (COx, SOx) a selektivně oxidoval NH3 na N2.
Cílem práce je přispět k řešení problému snížení emisí amoniaku výběrem vhodného složení katalyzátoru, optimalizace metody jeho přípravy a nalezení souvislostí mezi fyzikálně-chemickými a katalytickými vlastnostmi (aktivita, selektivita, stabilita).

Název práce: Fotokatalytické reakce pro ochranu životního prostředí
Školitel: prof. Ing. K. Kočí, Ph.D., mail: kamila.koci@vsb.cz
Studijní program: Chemické a environmentální inženýrství, Fakulta materiálově-technologická, VŠB-TUO
Fotokatalytické postupy jsou zvláště perspektivní pro čištění vzduchu kontaminovaného znečišťujícími látkami, dlouhodobě zatěžujícími životní prostředí. Při využití slunečního záření pracují i bez nároku na energii z fosilních zdrojů. Jedním z klíčových faktorů ovlivňujících účinnost fotokatalytických reakcí je vhodná volba polovodičového fotokatalyzátoru, který má nejen vyhovující energii zakázaného pásu, ale zejména žádoucí polohu valenčního a vodivostního pásu umožňující zdárný průběh celého procesu. Cílem práce bude příprava nanostruktovaných oxidů kovů prostřednictvím nekonvenčních extrakčních technik, jejich charakterizace a korelace fyzikálně-chemických vlastností fotokatalyzátorů s jejich fotokatalytickou účinností a selektivitou.

Název práce: Výzkum detekce a odstraňování polutantů z povrchových a odpadních vod
Školitel: prof. Ing. K. Kočí, Ph.D., mail: kamila.koci@vsb.cz
Školitel specialista: Mgr. Martina Vráblová, Ph.D.
Studijní program: Chemické a environmentální inženýrství, Fakulta materiálově-technologická, VŠB-TUO
Disertační práce bude zaměřena na vybrané znečišťující látky ve vodě (léčiva, přípravky osobní hygieny, hormony), které jsou uvedeny na Seznamu sledovaných látek EU. Experimentální část bude zahrnovat jak vývoj nových, citlivějších metod detekce těchto sloučenin vyskytujících se ve velmi nízkých koncentracích (metody SPR a HPLC), tak i způsoby jejich odstraňování. Bude navržena technologie terciárního dočištění odpadních vod s využitím pokročilých oxidačních procesů. Výzkum bude zaměřen jednak na charakter produktů rozkladu sledovaných látek, jednak na faktory, které ovlivňují průběh a účinnost oxidačních procesů. Rovněž bude posouzena ekonomika navrženého procesu čištění odpadních vod.

Název práce: Výzkum fotokatalyticky aktivních materiálů pro fotokatalytickou redukci oxidu uhličitého
Školitel: prof. Ing. K. Kočí, Ph.D., mail: kamila.koci@vsb.cz
Studijní program: Chemické a environmentální inženýrství, Fakulta materiálově-technologická, VŠB-TUO
Fotokatalytická redukce oxidu uhličitého se jeví jako jedna ze zajímavých metod snižování emisí množství oxidu uhličitého. Nejenže odstraňuje CO2, ale zároveň jej přeměňuje na užitečnější produkty jako je metan, metanol, formaldehyd, kyselina mravenčí a jiné. Práce je zaměřena na experimentální studium fotokatalytické aktivity různých fotokatalyticky aktivních materiálů pro fotokatalytickou redukci CO2. Cílem je získat komplexní informaci o vlivu fyzikálně-chemických vlastností fotokatalyzátorů na jejich fotokatalytickou účinnost a selektivitu.

Název práce: Příprava oxidů přechodných kovů a lanthanoidů s využitím přetlakových a superkritických tekutin pro fotokatalytické aplikace
Školitel: prof. Ing. K. Kočí, Ph.D., mail: kamila.koci@vsb.cz
Školitel specialista: Ing. Lenka Matějová, Ph.D.
Studijní program: Chemické a environmentální inženýrství, Fakulta materiálově-technologická, VŠB-TUO
Řešená práce odkryje nové skutečnosti o vlivu přípravy přetlakovými a superkritickými tekutinami na strukturu, mikrostrukturu, texturní, optické a další chemicko-fyzikální vlastnosti připravených oxidických materiálů. Připravovány budou rovněž kalcinované ekvivalenty. V rámci práce pak bude studována fotokatalytická aktivita vyvinutých materiálů ve fotokatalytickém rozkladu metanolu a modelového azobarviva, a stanovená fotoaktivita materiálů bude korelována s jejich strukturou a vlastnostmi. Cílem práce bude definovat vztah ‘příprava/zpracování-vlastnosti-fotokatalytická účinnost’.

Název práce: Dopovaný grafitický nitrid uhlíku pro fotokatalytické aplikace
Školitel: prof. Ing. P. Praus, Ph.D., mail: petr.praus@vsb.cz
Studijní program: Chemické a environmentální inženýrství, Fakulta materiálově-technologická, VŠB-TUO
Grafitický nitridu uhlíku (g-C3N4) je považován za perspektivní polovodičový nekovový materiál, který je v posledních několika letech intenzivně zkoumán. Díky struktuře, založené na tri-s- triazinových (C6N7) blocích a silných kovalentních vazbách mezi atomy uhlíku a dusíku, má podobné mechanické vlastnosti jako diamant, je tepelně, chemicky a fotochemicky stabilní Důležitou vlastností g-C3N4 je hodnota energie zakázaného pásu 2,7 eV, která umožňuje absorpci světla okolo 460 nm. Oxidačně-redukční potenciály odpovídající vodivostnímu a valenčnímu pásu se nacházejí při -1,3 eV, resp. 1,4 eV (proti NHE), což je vhodné pro řadu fotokatalytických aplikací. Nevýhodu g-C3N4 je rychlá rekombinace fotoindukovaných elektronů, kterou lze překonat dopováním struktury g-C3N4 nekovovými prvky, jako např. B, P, O, C, N, S a F.
Výzkum bude zaměřen na přípravu g-C3N4 dopovaného nekovovými prvky pro různé fotokatalytické aplikace. Připravené materiály budou charakterizovány dostupnými fyzikálně-chemickými metodami. Vlastnosti materiálů budou optimalizovány s cílem dosažení co nejvyšší fotokatalytické aktivity.

Název práce: Fotokatalyzátory na bázi grafitického nitridu uhlíku pro odstraňování farmaceutických přípravků z vod
Školitel: prof. Ing. P. Praus, Ph.D., mail: petr.praus@vsb.cz
Studijní program: Chemické a environmentální inženýrství, Fakulta materiálově-technologická, VŠB-TUO

Užívání farmaceutických produktů po celém světě neustále roste. Přítomnost léčiv a jejich metabolitů ve vodě začíná být vážným problémem pro lidi a zvířata. Tyto sloučeniny se dostávají do vod z různých zdrojů, jako jsou odpady z nemocnic a domácností, vylučování lidmi a zvířaty, a je důležité vyvinout nové a účinné technologie pro jejich odstraňování z odpadních vod a celého vodního ekosystému. V poslední dekádě bylo vydáno mnoho odborných článků na toto téma.
Úsilí o využití fotodegradace a adsorpce pro odstraňování léčiv z vody se odráží v řadě vědeckých prací, které se často zabývají fotokatalyzátory TiO2 a adsorbenty na bázi aktivního uhlí. Tato disertační práce bude zaměřena na výzkum nových způsobů odstraňování léčiv pomocí nových fotokatalyzátorů a adsorbentů. Grafitický nitrid uhlíku a jeho deriváty, které jsou fotokatalyticky aktivní i v oblasti viditelného záření, by mohly být k tomu účelu vhodné. Kromě toho budou zkoumány jejich kompozity s vhodnými adsorbenty, aby kombinovaly fotokatalytické a adsorpční procesy a zvýšily tak účinnost fotodegradace.