Schválené projekty 2018

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2018

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 55 008 271 Kč

Z toho 2.5% - 1 375 200 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakulta přidělená částka v Kč
FBI  1 169 170
EKF  3 711 750
FAST  2 600 000
FS  8 523 694
FEI 14 727 528
HGF  6 164 359
FMT  7 136 570
VC  9 600 000
CELKEM 53 633 071

KódSP2018/79
Název projektuHeterostrukturní materiály pro chemicko-inženýrské aplikace
ŘešitelPraus Petr prof. Ing., Ph.D.
Školitel projektu
Období řešení projektu01.01.2018 - 31.12.2018
Předmět výzkumuProjekt je zaměřen na podporu výzkumu, který se provádí na Katedře chemie (617), FMMI, VŠB-TUO. Výzkum je zaměřen do oblastí, v nichž na FMMI probíhá magisterské a doktorské studium a kvalitní vědecko-výzkumná práce s odpovídajícími publikačními výstupy. Níže uvedená výzkumná témata budou řešena v rámci diplomových a disertačních prací:

(I) Posouzení vlivu optické bazicity strusek, připravených metodou sol-gel, na mechanizmy adsorpce fosfátů z vodných roztoků. Ověření získaných poznatků na modelových vzorcích krystalických a amorfních vysokopecních strusek různé optické bazicity připravených konvenčně, tedy tavením při 1600oC. (Ing. Radim Huczala)

(II) Studium elektrochemických reakcí oxidů železa na pevné a pastové elektrodě v závislosti na koncentraci elektrolytu, následná identifikace produktů pomocí FTIR a Ramanovy spektroskopie a případných nanoforem oxidů železa pomocí metodiky SEM a TEM. (Mgr. Vlastimil Novák)

(III) Studium iontových kapalin jako inhibitorů koroze v kyselém a alkalickém prostředí. (Ing. Marková)

(IV) Studium struktury a adsorpčních vlastností vybraných kompozitních materiálů na bázi grafenoxid – vrstevnaté podvojné hydroxidy (LDH). Cílem je získat podrobný strukturní popis kompozitního materiálu GO/Mg-Al-LDH a informace o mechanismech adsorpce případně selektivity vybraných iontů na jeho povrchu. (Bc. Carbol)

(V) Fotochemická degradace organických barviv pomocí práškových kompozitů g-C3N4/fylosilikát. (Bc. Chmelařová)

(VI) Stanovená yttria v popelech při spalování uhlí. (Ing. Serenčíšová)

(VII) Ověření možnosti adaptace metody Plánování experimentu (DOE) při optimalizaci přípravy fotokatalyticky aktivních materiálů - fotokatalyzátorů. Nejvíce využívaným fotokatalyzátorem je v současnosti oxid titaničitý, v poslední době se pak do popředí zájmu dostává grafitický nitrid uhlíku. (Bc. Jiří Zelinka)

(VIII) Příprava a fotokatalytické využití kompozitních materiálů na bázi grafitizovaného C3N4 (g-C3N4). Tento materiál je v posledních letech středem pozornosti v důsledku jeho mechanických vlastností podobných diamantu, vysoké chemické odolnosti a schopnosti absorbovat viditelní záření. (Ing. Michal Režný)

(IX) Charakterizace sorbentů na bázi uhlíku, aplikace pro dělení směsí plynů, obohacování bioplynu. Cílem práce je zhodnotit charakter proudění ve vrstvě sorbentu a navrhnout optimální podmínky pro dělení směsi CO2-CH4 v daných geometriích kolony a s daným tvarem a kompozicí sorbentu. (Ing. Barboda Špitová, Ing. Jan Klusák)
Členové řešitelského týmuIng. Lukáš Carbol
Bc. Marie Chmelařová
Ing. Radim Huczala
Ing. Jan Klusák
doc. RNDr. Bruno Kostura, Ph.D.
doc. Ing. Lenka Kulhánková, Ph.D.
doc. Ing. Šárka Langová, CSc.
Ing. Kristýna Marková
doc. Ing. Vlastimil Matějka, Ph.D.
Mgr. Vlastimil Novák
Bc. Petra Pawlusová
prof. Ing. Petr Praus, Ph.D.
Ing. Michal Režný
Ing. Jana Serenčíšová
Ing. Barbora Marcinčinová
Bc. Jiří Zelinka
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Projekt je zaměřen na podporu výzkumu, který se provádí na Katedře chemie (617), FMMI (VŠB-TUO).
Níže uvedená výzkumná témata budou řešena v rámci diplomových a disertačních prací:

ad I) Budou připraveny modelové amorfní a krystalické vzorky vysokopecních strusek o různé optické bazicitě jako řezy fázovými diagramy soustav CaO-Al2O3-SiO2 a CaO-MgO-Al2O3-SiO2 konvenční metodou – tavením směsi oxidů (uhličitanů) při teplotách cca 1600oC. U těchto vzorků strusek bude sledována sorpce fosfátů z vodných roztoků v závislosti na optické bazicitě. Adsorpční produkty budou charakterizovány pomocí RTG, FTIR a Ramanovy spektroskopie a SEM. Dosažené výsledky budou porovnány s výsledky získanými u modelových strusek připravených metodou sol-gel.

ad II) Pomocí modifikovaných uhlíkových pastových elektrod a pevné železné elektrody budou studovány elektrochemické reakce oxidů železa (magnetit a hematit) v kyselých a zásaditých elektrolytech různé koncentrace. Pomocí AAS bude sledován obsah vylouženého železa v elektrolytu. Produkty elektrodových reakcí budou analyzovány pomocí FTIR a Ramanovy spektroskopie. Vznik případných nanoforem oxidů železa bude studován pomocí SEM a TEM. Dosažené výsledky budou aplikovány na reálné problémy z oblasti metalurgie železa a zpracování odpadů.

ad III) Budou připraveny a analyzovány iontové kapaliny různého složení. Z těchto látek budou připraveny roztoky v kyselinách a hydroxidech. Bude měřena rychlost koroze různých kovových materiálů v kyselém a alkalickém prostředí při různých koncentracích iontových kapalin. Roztoky budou analyzovány pomocí FTIR a Ramanovy spektroskopie, povrchy kovů pomocí SEM. Dále budou studovány reakční mechanismy inhibičního působení iontových kapalin na korozi kovů. V práci bude částečně využito sloučenin syntetizovaných v rámci projektu SYNION.

ad IV) Vybraný kompozit GO/Mg-Al-LDH bude strukturně analyzován a studován jako sorbent fosfátových iontů a kationtů kovů z vodných roztoků. K detailnímu popisu struktury povrchu připraveného kompozitního materiálu budou využity metody SEM a TEM. Adsorpční data budou analyzována aplikací fyzikálně-chemických modelů adsorpčních izoterem a stanoveny pravděpodobné sorpční mechanismy. Získané sorpční produkty budou studovány pomocí FTIR a Ramanovy spektroskopie. Bude sledována kinetika adsorpce a naměřená data konfrontována s kinetickými modely pseudo-prvního, resp. pseudo-druhého řádu. Bude posuzována možná selektivita adsorpce kation kovu – fosfátový anion.

ad V) Budou připraveny práškové kompozity s melaminem a fylosilikáty (využit bude montmorillonit a kaolinit). Tyto kompozity budou kalcinovány při teplotách 550-650°C a testovány na fotokatalytický rozklad vybraných organických barviv. Bude provedena charakterizace struktury připravených fotoaktivních kompozitů dostupnými metodami. Cílem práce bude optimalizovaná metoda přípravy kompozitů g-C3N4/fylosilikát s ohledem na jejich nejvyšší fotodegradační aktivitu.

ad VI) Vzhledem k tomu, že ceny yttria v současnosti prudce narůstají z důvodu stále narůstající spotřeby i jejich globálního deficitu, hledají se nové zdroje (např. odpadní materiály). V posledních letech se v této souvislosti začínají studovat popely po spalování uhlí. Z důvodu nedostatku vědeckých studií zabývajících se chováním Y při spalování uhlí bude hlavním cílem této práce vyhodnotit obsahy Y v odebraných popelech/popílcích včetně faktorů ovlivňujících jejich redistribuci a chování během spalovacího procesu. Ke stanovení yttria v popelech bude použita RTG fluorescenční spektrometrie.

ad VII) Příprava grafitického nitridu uhlíku bude v rámci projektu provedena přímým tepelným zpracováním vybraného prekurzoru, oxid titaničitý bude připraven hydrotermálně z titanylsulfátu a následným tepelným zpracováním produktu po hydrolýze. Optimalizace postupů přípravy detailním testováním všech kroků a faktorů v celém rozsahu jejich možných hodnot činí práci v laboratoři časově, ale i pracovně náročnou. Využití metody DOE umožní: I) optimalizovat postup přípravy fotokatalyzátorů s ohledem na aktivitu, II) lépe pochopit jak plánovat experimenty v rámci VaV úkolů.

ad VIII) Zahříváním melaminu při různých teplotách bude připraven a následně charakterizován g-C3N4. Dále budou připravovány a charakterizovány kompozitní materiály na bázi g-C3N4 a dalších materiálů, jako jsou SnO2. Cílem je připravit vhodné nanokompozitní fotokatalyzátory pro odstraňování škodlivých látek z životního prostředí.

ad IX) Budou provedeny adsorpční testy ve dvou geometricky rozdílných kolonách. Testovat se bude závislost adsorpční kapacity vybraného sorbentu na průtoku modelové směsi plynů CO2-CH4 a zároveň vliv koncentrace CO2. Neideální charakter proudění v sypané vrstvě sorbentu bude charakterizován metodami distribuce dat do prodlení. Vstupy a výstupy z adsorpční kolony budou analyzovány hmotnostním spektrometrem.

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
18760,-0,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)14000,-0,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti4760,-0,-
2. Stipendia78000,-96760,-
3. Materiálové náklady58000,-64251,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek37000,-23454,-
5. Služby69040,-78595,-
6. Cestovní náhrady20000,-17740,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory31200,-31200,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady312000,-
Uznané náklady312000,-
Celkem běžné finanční prostředky312000,-312000,-