Organofosfáty jsou nejen velice toxické pesticidy, ale zároveň se jedná o nebezpečné bojové látky. Jejich účinek spočívá v inhibici aktivity acethylcholinu, čímž dochází k zástavě přenosu nervových vzruchů a následné smrti. Rychlá degradace organofosfátů je tedy velmi potřebná. Tato práce je zaměřena na použití MOFů (Metal-organic frameworks) na degradaci organofosfátů, konkrétně na methyl-paraoxonu.
Použité MOFy byly Zr-UiO-66, Hf-UiO-66, Ce-UiO-66 a Ti-MIL-125. Bylo zjištěno, že nejlepší degradační schopnosti má Hf-UiO-66 a Zr-UiO-66 a to jak v pufru při pH 7, tak ve vodě. Degradační schopnosti Ce-UiO-66 se projevily až v pufru při pH 7, avšak degradace byla velice pomalá. Ve vodě se projevila jen fyzikální sorpce. U MOFu Ti-MIL-125 nebyla pozorována degradační schopnost. Bylo zjištěno, že konkurenčním dějem degradace je sorpce methyl-paraoxonu do struktury MOFu. Degradace probíhala nejrychleji při použití Hf-UiO-66.
Anotace v angličtině
Organoprosphates are strong pescitides, and they are dangerous nerve warfare agents. The effect of organophospate is they can inhibite activity of acethylcholine, This process stop trasmission of nerve impulses. Degradation of organophostates is very needfull. This work is focused on using of MOFs (metal organic frameworks) on degradation of organophosphate, specifically methyl-paraoxon.
In this work, Zr-UiO-66, Hf-UiO-66, Ce-UiO-66 and Ti-MIL-125 MOFs were used. It was found the best degradation ability provide Hf-UiO-66 and Zr-UiO-66 in the buffer with pH 7 and in the water too. Degradation ability of Ce-UiO-66 was showed in buffer with pH 7 but it was very slow. It was found just physical sorption in the water . Degradation was the fastest while using of Hf-UiO-66. Ti-MIL-125 had not degradation ability. It was found the competing action of degradation is a physical sorption. Degradation is the fastest on Hf-UiO-66.
Organofosfáty jsou nejen velice toxické pesticidy, ale zároveň se jedná o nebezpečné bojové látky. Jejich účinek spočívá v inhibici aktivity acethylcholinu, čímž dochází k zástavě přenosu nervových vzruchů a následné smrti. Rychlá degradace organofosfátů je tedy velmi potřebná. Tato práce je zaměřena na použití MOFů (Metal-organic frameworks) na degradaci organofosfátů, konkrétně na methyl-paraoxonu.
Použité MOFy byly Zr-UiO-66, Hf-UiO-66, Ce-UiO-66 a Ti-MIL-125. Bylo zjištěno, že nejlepší degradační schopnosti má Hf-UiO-66 a Zr-UiO-66 a to jak v pufru při pH 7, tak ve vodě. Degradační schopnosti Ce-UiO-66 se projevily až v pufru při pH 7, avšak degradace byla velice pomalá. Ve vodě se projevila jen fyzikální sorpce. U MOFu Ti-MIL-125 nebyla pozorována degradační schopnost. Bylo zjištěno, že konkurenčním dějem degradace je sorpce methyl-paraoxonu do struktury MOFu. Degradace probíhala nejrychleji při použití Hf-UiO-66.
Anotace v angličtině
Organoprosphates are strong pescitides, and they are dangerous nerve warfare agents. The effect of organophospate is they can inhibite activity of acethylcholine, This process stop trasmission of nerve impulses. Degradation of organophostates is very needfull. This work is focused on using of MOFs (metal organic frameworks) on degradation of organophosphate, specifically methyl-paraoxon.
In this work, Zr-UiO-66, Hf-UiO-66, Ce-UiO-66 and Ti-MIL-125 MOFs were used. It was found the best degradation ability provide Hf-UiO-66 and Zr-UiO-66 in the buffer with pH 7 and in the water too. Degradation ability of Ce-UiO-66 was showed in buffer with pH 7 but it was very slow. It was found just physical sorption in the water . Degradation was the fastest while using of Hf-UiO-66. Ti-MIL-125 had not degradation ability. It was found the competing action of degradation is a physical sorption. Degradation is the fastest on Hf-UiO-66.
1. TEORETICKÁ ČÁST
1.1 Organofosfátové polutanty a možnosti jejich degradace
1.2 Koordinační polymery
1.3 Využití koordinačních polymerů pro rozklad organofosfátových polutantů
2. EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST
2.1 Výběr vhodných koordinačních polymerů pro rozklad organofosfátových polutantů na základě vypracované literární rešerše
2.2 Výběr modelového organofosfátového polutantu
2.3 Návrh experimentálního uspořádání pro rozklad
2.4 Testování vybraných koordinačních polymerů pro rozklad
2.5 Sledování kinetiky degradace pomocí HPLC techniky
2.6 Zpracování dat a výsledků
Zásady pro vypracování
1. TEORETICKÁ ČÁST
1.1 Organofosfátové polutanty a možnosti jejich degradace
1.2 Koordinační polymery
1.3 Využití koordinačních polymerů pro rozklad organofosfátových polutantů
2. EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST
2.1 Výběr vhodných koordinačních polymerů pro rozklad organofosfátových polutantů na základě vypracované literární rešerše
2.2 Výběr modelového organofosfátového polutantu
2.3 Návrh experimentálního uspořádání pro rozklad
2.4 Testování vybraných koordinačních polymerů pro rozklad
2.5 Sledování kinetiky degradace pomocí HPLC techniky
2.6 Zpracování dat a výsledků
Seznam doporučené literatury
[1] Katz, M. J., Moon, S.-Y., et al. (2015). Exploiting parameter space in MOFs: a 20-fold enhancement of phosphate-ester hydrolysis with UiO-66-NH2. Chemical Science, 6(4), 2286-2291.
[2] Moon, S. Y., Wagner, G. W., Mondloch, J. E., et al. (2015). Effective, Facile, and Selective Hydrolysis of the Chemical Warfare Agent VX Using Zr6-Based Metal-Organic Frameworks. Inorganic Chemistry, 54(22), 10829-10833.
[3] Peterson, G. W., Moon, S. Y., Wagner, G. W., et al. (2015). Tailoring the Pore Size and Functionality of UiO-Type Metal-Organic Frameworks for Optimal Nerve Agent Destruction. Inorganic Chemistry, 54(20), 9684-9686.
[4] Nunes, P., Gomes, A. C., Pillinger, M., et al. (2015). Promotion of phosphoester hydrolysis by the ZrIV-based metal-organic framework UiO-67. Microporous and Mesoporous Materials, 208, 21-29.
[5] Zhu, X., Li, B., Yang, J., et al. (2015). Effective adsorption and enhanced removal of organophosphorus pesticides from aqueous solution by Zr-Based MOFs of UiO-67. ACS Applied Materials and Interfaces, 7(1), 223-231.
Seznam doporučené literatury
[1] Katz, M. J., Moon, S.-Y., et al. (2015). Exploiting parameter space in MOFs: a 20-fold enhancement of phosphate-ester hydrolysis with UiO-66-NH2. Chemical Science, 6(4), 2286-2291.
[2] Moon, S. Y., Wagner, G. W., Mondloch, J. E., et al. (2015). Effective, Facile, and Selective Hydrolysis of the Chemical Warfare Agent VX Using Zr6-Based Metal-Organic Frameworks. Inorganic Chemistry, 54(22), 10829-10833.
[3] Peterson, G. W., Moon, S. Y., Wagner, G. W., et al. (2015). Tailoring the Pore Size and Functionality of UiO-Type Metal-Organic Frameworks for Optimal Nerve Agent Destruction. Inorganic Chemistry, 54(20), 9684-9686.
[4] Nunes, P., Gomes, A. C., Pillinger, M., et al. (2015). Promotion of phosphoester hydrolysis by the ZrIV-based metal-organic framework UiO-67. Microporous and Mesoporous Materials, 208, 21-29.
[5] Zhu, X., Li, B., Yang, J., et al. (2015). Effective adsorption and enhanced removal of organophosphorus pesticides from aqueous solution by Zr-Based MOFs of UiO-67. ACS Applied Materials and Interfaces, 7(1), 223-231.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
V rámci obhajoby bakalářské práce studentka prezentovala slideshow připravenou v programu PowerPoint. Studentka ve své prezentaci komentovala metodiku, výsledky a závěry, koncipované formou tabulek, grafů a fotodokumentace. U obhajoby byl přítomen vedoucí práce Ing. Daniel Bůžek a oponent práce Ing. Marek Došek.
Studentka zodpověděla otázky z posudků vedoucího práce a oponenta.
V následné veřejné diskusi byly vzneseny následující otázky a připomínky:
Ing. Jindřich Šulc, CSc.: Zda byly vypočteny rychlostní konstanty.