Použití nanomateriálů pro sorpci polutantů se v dnešní době těší rostoucí popularitě. V této práci byly zkoumány charakteristiky a užitné vlastnosti oxidu ceričitého. Cílem bylo prozkoumat adsorpční schopnosti CeO2 vůči zvoleným anorganickým aniontům (fluoridy a fosforečnany) a parametry ovlivňující efektivitu sorpce. Připravené vzorky CeO2 byly charakterizovány řadou analytických metod (SEM, BET, FTIR, acidobazická titrace). Výsledky ukázaly, že částice CeO2 májí hexagonální tvar a tvoří shluky. Bylo zjištěno, že s rostoucí teplotou kalcinace se velikost BET povrchu zmenšuje a lineárně klesá i množství povrchových funkčních skupin. Pro zhodnocení sorpce byla naměřená data proložena Langmuirovou, Freundlichovou a Langmuirovou izotermou. Výsledky ukázaly vysokou afinitu použitých materiálů k fosforečnanům (12 x vyšší) ve srovnání s adsorpcí fluoridů na stejný materiál.
Anotace v angličtině
The use of nanomaterials for the sorption of pollutants is enjoying increasing popularity today. In this work, the characteristics and useful properties of cerium dioxide were investigated. The aim was to investigate the adsorption capacity of CeO2 towards selected inorganic anions (fluorides and phosphates) and parameters affecting the sorption efficiency. The prepared CeO2 samples were characterized by various analytical methods (SEM, BET, FTIR, acid-base titration). The results showed that the CeO2 particles have a hexagonal shape and form clusters. With increasing annealing temperature, the BET surface area decreases as well as the number of surface functional groups. The measured data were interpolated by the Langmuir, Freundlich and Langmuir-Freundlich isotherm mathematical model. The results showed a high affinity of CeO2 towards phosphates (12 times higher) than the adsorption of fluorides on the same material.
Použití nanomateriálů pro sorpci polutantů se v dnešní době těší rostoucí popularitě. V této práci byly zkoumány charakteristiky a užitné vlastnosti oxidu ceričitého. Cílem bylo prozkoumat adsorpční schopnosti CeO2 vůči zvoleným anorganickým aniontům (fluoridy a fosforečnany) a parametry ovlivňující efektivitu sorpce. Připravené vzorky CeO2 byly charakterizovány řadou analytických metod (SEM, BET, FTIR, acidobazická titrace). Výsledky ukázaly, že částice CeO2 májí hexagonální tvar a tvoří shluky. Bylo zjištěno, že s rostoucí teplotou kalcinace se velikost BET povrchu zmenšuje a lineárně klesá i množství povrchových funkčních skupin. Pro zhodnocení sorpce byla naměřená data proložena Langmuirovou, Freundlichovou a Langmuirovou izotermou. Výsledky ukázaly vysokou afinitu použitých materiálů k fosforečnanům (12 x vyšší) ve srovnání s adsorpcí fluoridů na stejný materiál.
Anotace v angličtině
The use of nanomaterials for the sorption of pollutants is enjoying increasing popularity today. In this work, the characteristics and useful properties of cerium dioxide were investigated. The aim was to investigate the adsorption capacity of CeO2 towards selected inorganic anions (fluorides and phosphates) and parameters affecting the sorption efficiency. The prepared CeO2 samples were characterized by various analytical methods (SEM, BET, FTIR, acid-base titration). The results showed that the CeO2 particles have a hexagonal shape and form clusters. With increasing annealing temperature, the BET surface area decreases as well as the number of surface functional groups. The measured data were interpolated by the Langmuir, Freundlich and Langmuir-Freundlich isotherm mathematical model. The results showed a high affinity of CeO2 towards phosphates (12 times higher) than the adsorption of fluorides on the same material.
1. Úvod
2. Literární rešerše
2.1. Oxid ceričitý
2.1.1. Příprava, vlastnosti, aplikace
2.1.2. Použití CeO2 pro sorpci látek (organických, anorganických)
2.2. Další sorbenty pro zachycování aniontů
2.3. Popis adsorpčních dějů
3. Experimentální část
4. Výsledky a diskuze
5. Závěr
Zásady pro vypracování
1. Úvod
2. Literární rešerše
2.1. Oxid ceričitý
2.1.1. Příprava, vlastnosti, aplikace
2.1.2. Použití CeO2 pro sorpci látek (organických, anorganických)
2.2. Další sorbenty pro zachycování aniontů
2.3. Popis adsorpčních dějů
3. Experimentální část
4. Výsledky a diskuze
5. Závěr
Seznam doporučené literatury
[1] Recillas, S. , Colón, J. , Casals, E. , González, E. , Puntes, V. , Sánchez, A. , and Font, X. Chromium VI adsorption on cerium oxide nanoparticles and morphology changes during the process. Journal of Hazardous Materials 2010, 184, 425-431.
[2] Brigante, M. and Schulz, P. C. Cerium(IV) oxide: Synthesis in alkaline and acidic media, characterization and adsorption properties. Chemical Engineering Journal 2012, 191, 563-570.
[3] Janoš, P. , Hladík, T. , Kormunda, M. , Ederer, J. , and Šťastný, M. Thermal treatment of cerium oxide and its properties: Adsorption ability versus degradation efficiency. Advances in Materials Science and Engineering 2014, 2014, 1-12.
[4] Hua, M. , Zhang, S. , Pan, B. , Zhang, W. , Lv, L. , and Zhang, Q. Heavy metal removal from water/wastewater by nanosized metal oxides: A review. Journal of Hazardous Materials 2012, 211-212, 317-331.
Seznam doporučené literatury
[1] Recillas, S. , Colón, J. , Casals, E. , González, E. , Puntes, V. , Sánchez, A. , and Font, X. Chromium VI adsorption on cerium oxide nanoparticles and morphology changes during the process. Journal of Hazardous Materials 2010, 184, 425-431.
[2] Brigante, M. and Schulz, P. C. Cerium(IV) oxide: Synthesis in alkaline and acidic media, characterization and adsorption properties. Chemical Engineering Journal 2012, 191, 563-570.
[3] Janoš, P. , Hladík, T. , Kormunda, M. , Ederer, J. , and Šťastný, M. Thermal treatment of cerium oxide and its properties: Adsorption ability versus degradation efficiency. Advances in Materials Science and Engineering 2014, 2014, 1-12.
[4] Hua, M. , Zhang, S. , Pan, B. , Zhang, W. , Lv, L. , and Zhang, Q. Heavy metal removal from water/wastewater by nanosized metal oxides: A review. Journal of Hazardous Materials 2012, 211-212, 317-331.
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 své diplomové práce přednesl student svou prezentaci. Student zde představil metodiku, výsledky a závěry formou tabulek, grafů a fotodokumentace.
U obhajoby byl přítomen vedoucí práce Mgr. Jakub Ederer, Ph.D. a oponent práce Ing. Slavomír Adamec.
Student zodpověděl otázky z posudků vedoucího práce a oponenta.
prof. Ing. Josef Šedlbauer, Ph.D.: Bylo by vhodné v práci uvézt motivaci pro potenciální použití v odstraňování bojových látek.
V diskuzi byly vzneseny následující dotazy a připomínky