Termodynamické vlastnosti směsí obsahujících iontové kapaliny

Školitel: Ing. Magdalena Bendová, Ph.D.

Termodynamická laboratoř E. Hály

Ústav chemických procesů AV ČR, 165 02 Praha 6 – Suchdol

 

Cílem této doktorské práce bude získání systematické sady termodynamických dat v binárních a posléze i vícesložkových směsích obsahujících iontové kapaliny. Bude zkoumána jejich vzájemná rozpustnost s průmyslově významnými látkami pomocí několika experimentálních metod. Získané výsledky budou nakonec popsány několika vhodnými termodynamickými modely a to jak klasickými (NRTL, Floryho-Hugginsova rovnice, stavové rovnice atp.), tak neklasickými „scaling-law“ modely tam, kde budou získána data v kritické oblasti.

 

·         VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru fyzikální chemie, fyziky, nebo organické chemie;

·         systematický a kreativní přístup k práci;

·         schopnost týmové práce.

 

 

GRADUATE PROJECT in Physical Chemistry

Thermodynamic properties of mixtures containing ionic liquids

Supervisor: Ing. Magdalena Bendová, Ph.D.

E. Hála Laboratory of Thermodynamics

 

The aim of this doctoral thesis will be to acquire a systematic set of thermodynamic data in binary and subsequently in ternary mixtures containing ionic liquids. Their mutual solubility with industrially important compounds will be investigated using several experimental methods. The acquired data will eventually be described by several suitable thermodynamic models; by classical ones (NRTL, Flory-Huggins equation, equations of state etc.) as well as by non-classical scaling-law models where deta in critical regions will be obtained.

 

·         Master degree in physical chemistry, physics, or organic chemistry;

·         systematic and creative approach to work;

·         team work ability.

 

Katalýza cyklopentadienylovými komplexy kovů ve fluorových prostředích

Školitel: doc. Ing. Jan Čermák, CSc.

Oddělení organické syntézy a analytické chemie

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 165 02 Praha 6 - Suchdol

 

Cílem projektu je detailně prostudovat katalytické vlastnosti fluorofilizovaných cyklopentadienylových komplexů dosud v naší skupině připravených, případně modifikovat jejich strukturu s cílem optimalizace katalytické aktivity. Cyklopentadienylové komplexy kovů jsou známými katalyzátory řady reakcí (např. hydrogenace, hydrosilylace, Dielsovy-Alderovy adice, cykloadice). Protože je k dispozici několik řad fluorofilizovaných cyklopentadienů, bude v těchto reakcích možné hledat vztah mezi způsobem fluorofilizace cyklopentadienylového ligandu a katalytickou aktivitou z něj připravených komplexů.

Ačkoli naše skupina již disponuje značným know-how při syntéze fluorofilních cyklopentadienů, projekt přesto bude zahrnovat syntetickou část, neboť komplexy je nutno znovu připravit, v některých případech jejich syntézu dále optimalizovat, případně modifikovat pro optimalizaci katalytické aktivity. Součástí práce tedy bude i syntéza a charakterizace získaných organických i organokovových látek.

Pracovní skupina je dobře a všestranně vybavena pro řešení navrženého projektu.

 

 

GRADUATE PROJECT in organic chemistry

Catalysis by cyclopentadienyl metal complexes in fluorous media

Supervisor: doc. Ing. Jan Čermák, CSc.

Department of Organic Synthesis and Analytical Chemistry

 

The aim of the project is a detailed study of catalytic properties of fluorophilic cyclopentadienyl complexes prepared so far in our group or alternatively modification of their structure to optimize the catalytic activity. Cyclopentadienyl metal complexes are known catalysts of a number of reactions (e.g. hydrogenation, hydrosilylation, Diels-Alder reaction, cycloadition). Since several series of fluorous cyclopentadienes were made previously, the relations between the way of fluorophilization of the cyclopentadienyl ligand and catalytic activity of complexes derived from it can be examined in these reactions.

Although considerable know-how has been accumulated in our group already, concerning the synthesis of fluorous cyclopentadienes, the project includes a synthetic part since the complexes need to be resynthetized, and in several cased their synthesis optimized or modified for optimization of catalytic activity. Synthesis and characterization of prepared organic and organometallic compounds will therefore constitute an important part of the planned work.

The group has a good and versatile experimental equipment suited for the proposed project.

Příprava derivátů helicenu pomocí fotochemie v mikrovlnném poli

Školitel: Dr. Ing. Vladimír Církva

Laboratoř procesů ochrany prostředí

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 165 02 Praha 6 – Suchdol

 

Projekt spočívá v propojení dvou vědeckých oborů: tradiční fotochemie a nedávno vzniklé mikrovlnné chemie, kdy je studován vliv UV/Vis a mikrovlnného záření na chemické a fyzikální vlastnosti molekul. UV záření je generováno zcela netypicky, a to přímo mikrovlnným polem, pomocí tzv. bezelektrodových lamp.

Cílem projektu je základní výzkum vlivu mikrovlnného záření na průběh cis-trans fotoizomerace a fotocyklizace derivátů stilbenu a o-terfenylu, které vedou k derivátům fenanthrenu, trifenylenu, helicenu či heterohelicenu.

Uchazeč by měl být experimentálně zručný a prakticky obeznámený s organickou syntézou.

 

Klán P., Církva V.: Microwaves in Photochemistry. V knize: Microwaves in Organic Synthesis, 2^nd Edition, kap. 19. (Loupy, A., Ed.), pp 860-897, John Wiley, Weinheim 2006.

 

 

GRADUATE PROJECT in organic chemistry / ORGANIC TECHNOLOGY

Preparation of helicene derivatives using the microwave photochemistry

Supervisor: Dr. Ing. Vladimír Církva

Environmental Process Engineering Laboratory

 

The project is coupling of two scientific branches: traditional photochemistry and neoteric microwave chemistry, when the effect of UV/Vis and microwave radiation on the chemical and physical properties of molecules is studied. UV radiation is generated quite extraordinary directly by microwave field using the electrodeless discharge lamps.

The aim of the project is a basic research of effect of microwave radiation on the course of cis-trans photoisomerization and photocyclization of stilbene and o-terphenyle derivatives leading to phenanthrene, triphenylene, helicene or heterohelicene derivatives.

The candidates should have a M.Sc. or equivalent degree (or thesis submitted) in organic chemistry or organic technology (or related field), a penchant for experimental work in organic synthesis.

Fotokatalytické aplikace v mikrovlnném poli

Školitel: Dr. Ing. Vladimír Církva

Laboratoř procesů ochrany prostředí

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 165 02 Praha 6 – Suchdol

 

Projekt je založen na spojení dvou vědeckých oborů: tradiční fotokatalýzy a mikrovlnné chemie, kdy je studován efekt fotokatalyzátoru a mikrovlnného záření na fotokatalytické chování vybraných látek. UV/Vis záření je generováno zcela netypicky, a to přímo mikrovlnným polem, pomocí tzv. bezelektrodových lamp (EDLs) potažených tenkou vrstvou fotokatalyzátoru.

Cílem projektu je základní výzkum vlivu mikrovlnného a UV/Vis záření na průběh u vybraných fotokatalytických reakcí, které mohou být aplikované v organické syntéze či environmentální chemii. Tyto procesy mohou vyvolat požadované oxidační a redukční reakce a také odstraňují potřebu používat drahé a nebezpečné rozpouštědla či chemikálie.

Uchazeč by měl být experimentálně zručný a prakticky obeznámený s laboratorní technikou.

 

Církva V., Žabová H.: Photocatalysis on Titania-coated Electrode-less Discharge Lamps., 76pp, Nova Science Publisher, New York 2010.

 

 

GRADUATE PROJECT in organic chemistry / ORGANIC TECHNOLOGY

Photocatalytic applications in microwave field

Supervisor: Dr. Ing. Vladimír Církva

Environmental Process Engineering Laboratory

 

The project is coupling of two scientific branches: traditional photocatalysis and microwave chemistry, when the effect of photocatalyst and microwave radiation on the photocatalytic behaviour of selected compounds is studied. UV/Vis radiation is generated quite extraordinary directly by microwave field using the electrodeless discharge lamps (EDLs) coated with a thin film of photocatalyst.

The aim of the project is a basic research of the effect of microwave and UV/Vis radiation on the course of selected photocatalytic reactions with potential application in organic synthesis or environmental chemistry. These processes can induce the desired oxidation and reduction reactions, and removing the need for expensive and dangerous solvents or chemicals.

The candidates should have a M.Sc. or equivalent degree (or thesis submitted) in organic chemistry or organic technology (or related field), a penchant for experimental laboratory work.

Využití mikrofotoreaktoru pro výbrané fotochemické reakce

Školitel: Dr. Ing. Vladimír Církva

Laboratoř procesů ochrany prostředí

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 165 02 Praha 6 – Suchdol

 

Projekt nabízí spojení dvou vědeckých oborů: tradiční fotochemie a rychle se rozvíjejícího oboru mikrotechnologií. Mikro fotoreaktory přinášení výhody spojené zejména s velkým poměrem mezifázové plochy a aktivním objemem, malými rozměry, vyšší homogenitě ozařování nebo lepším prostupem světla. Tyto výhody spolu s možností isotermního provozu reakce otvírají nové možnosti v oblasti fotochemie. Pro experimenty je k dispozici unikátní mikro fotoreaktor s proměnnými vlnovými délkami od firmy Ehrfeld, který bude využit ke studiu optimálních podmínek pro teplotní závislosti fotostacionárního stavu vybraných stilbenů. Důraz bude kladen na ověření vlivu teploty, vlnové délky a typu rozpouštědla na cis-trans fotoizomeraci a fotocyklizaci stilbenů. Výsledkem projektu bude metodika použítí mikroreaktorů ve fotochemii s přímým ověřením na vybrané reakci.

Interdisciplinární charakter tématu vyžaduje mimo určité znalostí fotochemie i osvojení znalostí z mikrofluidiky a sběru a vyhodnocení experimentálních dat (Matlab, Labview, LabVision).

 

Klán P., Církva V.: Microwaves in Photochemistry. V knize: Microwaves in Organic Synthesis, 2^nd Edition, kap. 19. (Loupy, A., Ed.), pp 860-897, John Wiley, Weinheim 2006.

Brand, O., G. K. Fedder, et al. (2006). Micro Process Engineering: Fundamentals, Devices, Fabrication and Applications, Wiley-VCH, Weinheim, Germany.

 

 

GRADUATE PROJECT in ORGANIC TECHNOLOGY

Utilization of the microphotoreactor on the selected photochemical reactions

Supervisor: Dr. Ing. Vladimír Církva

Environmental Process Engineering Laboratory

 

The project is coupling of two scientific branches: traditional photochemistry and rapidly expanding field of microreactors. Microreactors have several advantages such as the high surface-to-volume ratio, the small length scales of microfabricated devices, the higher illumination homogeneity and better light penetration. Together with feasible iso-thermal operation, they open new ways in photochemistry. Available micro photoreactor will be employed to find the optimal reaction conditions to study a thermal dependence of photostationary state for the selected stilbenes. The effect of temperature, light wavelength, and solvent on cis-trans stilbene photoisomerization, and photocyclization will be investigated. Project will resul in formulation of a methodology for microreactor utilization in photochemictry with the direct validation with a selected reaction.

The candidates should have a M.Sc. or equivalent degree (or thesis submitted) in organic chemistry or organic technology (or related field), a penchant for experimental work, and the ability to learn the knowledge of microfluidics.

 

 

GRADUATE PROJECT in CHI/OT/CHEZP

 

 

 

 

Příprava titanocenů modifikovaných monosacharidy                                     jako potenciálních cytostatik

Školitel: Mgr. Jindřich Karban, Ph.D.

Oddělení organické syntézy a analytické chemie

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 165 02 Praha 6 - Suchdol

 

 

 

GRADUATE PROJECT in ORGANIC Chemistry

Preparation of carbohydrate modified titanocenes as potential cytostatics

supervisor: Mgr. Jindřich Karban, Ph.D.

 

 

 

Bioluminiscenční bioreportéry pro konstrukci optických senzorů znečištění

školitel: Ing.Gabriela Kuncová CSc

Oddělení organické syntézy a analytické chemie

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 165 02 Praha 6 - Suchdol

 

Cílem projektu je výzkum mikroorganismů s vnesenými lux geny pro konstrukci optických senzorů pro včasnou detekci znečištění životního prostředí. Tyto mikroorganismy – bioluminiscenční bioreportéry – jsou geneticky upraveny tak, že produkují bioluminiscenci selektivně v přítomnosti určitých látek. Předmětem práce bude studium selektivity produkce bioluminiscence a reprodukovatelnosti analytické odezvy imobilizovaných bioreporterů.

Práce bude prováděna ve spolupráci s Centrem pro environmentální biotechnologie UT (University of Tennessee) v Knoxvillu TN, USA. 

Uchazeč s vysokoškolským vzdělání (Mgr., Ing.) v oboru  biotechnologie nebo mikrobiologie a biochemie (a příbuzných oborů) by měl mít zájem o experimentální práci. Vzhledem k interdisciplinární povaze projektu by měl být schopen si osvojit potřebné znalosti z dalších oborů: optiky, spektroskopie, elektroniky, analytické materiálové a polymerní chemie.

 

 

GRADUATE PROJECT in biotechnology

Bioluminescent bioreporters for construction of optical sensors of pollution

supervisor: Ing.Gabriela Kuncová CSc

Department of Organic Synthesis and Analytical Chemistry

Institute of Chemical Process Fundamentals, AS CR, 16502 Prague 6

 

The aim of the project is a research of genetically modified microorganisms with lux genes that might serve as optical sensors of early detection of environmental pollution. These microorganisms – bioluminescent bioreporters – were genetically modified to be capable to produce bioluminescence selectively in presence of specific compounds. The topic of experimental work will be a study of selectivity of production of bioluminescence and reproducibility of analytical response of immobilized bioreporters. The project will involve collaborative research with Centre of Environmental Biotechnology University of Tennessee in Knoxville, USA.

The candidates should have:

 

školitel: Ing.Gabriela Kuncová CSc

Oddělení organické syntézy a analytické chemie

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 165 02 Praha 6 - Suchdol

 

Cílem projektu je výzkum mikroorganismů s vnesenými lux geny pro konstrukci optických senzorů pro včasnou detekci znečištění životního prostředí. Tyto mikroorganismy – bioluminiscenční bioreportéry – jsou geneticky upraveny tak, že produkují bioluminiscenci selektivně v přítomnosti určitých látek. Předmětem práce bude studium selektivity produkce bioluminiscence a reprodukovatelnosti analytické odezvy imobilizovaných bioreporterů.

Práce bude prováděna ve spolupráci s Centrem pro environmentální biotechnologie UT (University of Tennessee) v Knoxvillu TN, USA. 

Uchazeč s vysokoškolským vzdělání (Mgr., Ing.) v oboru ochrany životního prostředí, biotechnologie nebo mikrobiologie a biochemie (a příbuzných oborů) by měl mít zájem o experimentální práci. Vzhledem k interdisciplinární povaze projektu by měl být schopen si osvojit potřebné znalosti z dalších oborů: optiky, spektroskopie, elektroniky, analytické materiálové a polymerní chemie.

 

 

GRADUATE PROJECT in environmental chemistry and technology

Microbial bioluminescent sensors of pollution

supervisor: Ing.Gabriela Kuncová CSc

Department of Organic Synthesis and Analytical Chemistry

Institute of Chemical Process Fundamentals, AS CR, 16502 Prague 6

 

The aim of the project is a research of genetically modified microorganisms with lux genes that might serve as optical sensors of early detection of environmental pollution. These microorganisms – bioluminescent bioreporters – were genetically modified to be capable to produce bioluminescence selectively in presence of specific compounds. The topic of experimental work will be a study of selectivity of production of bioluminescence and reproducibility of analytical response of immobilized bioreporters. The project will involve collaborative research with Centre of Environmental Biotechnology University of Tennessee in Knoxville, USA.

The candidates should have:

 

Hierarchicky strukturované biokatalyzátory

školitel: Ing.Gabriela Kuncová CSc

 

 

 

GRADUATE PROJECT in chemical engineering

Hierarchically structured biocatalysts

supervisor: Ing.Gabriela Kuncová CSc

 

Příprava nanočástic pro studium jejich transportu a lokalizace v orgánech

Školitel: Ing. Jiří Smolík, CSc., Školitel specialista: Ing. Pavel Moravec, CSc.

Laboratoř chemie a fyziky aerosolů

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 165 02 Praha 6 - Suchdol

 

Při inhalaci nanočástic jsou tyto objekty transportovány do krevního řečiště a dále do jednotlivých orgánů, kde se mohou ukládat. Účinnost transportu závisí na velikosti částic a jejich chemických a povrchových vlastnostech. Ke studiu těchto procesů budou syntetizovány nanočástice prvků nebo oxidů, které nemají biogenní charakter (Cd, Pb), a patří k významným polutantům životního prostředí.

Cílem projektu je: i) příprava nanočástic prvků nebo oxidů Cd a Pb aerosolovým procesem, ii) studium vlivu experimentálních podmínek na dynamiku tvorby částic a na charakteristiky produktů, iii) stanovení charakteristik produktů metodami elektronové mikroskopie (morfologie částic), elektronové nebo rentgenové difrakce (krystalická struktura), energo-disperzní spektroskopie (chemické složení), iv) zprovoznění zařízení na externím pracovišti pro dlouhodobé inhalační pokusy s laboratorními zvířaty.

Práce bude prováděna s finanční podporou z grantu GA ČR P503/11/2315 ve spolupráci s ÚIACH AV ČR (nositel grantu) a UŽFG AV ČR.

Uchazeč by měl mít předpoklady k experimentální práci, ale také schopnost analyzovat získaná data a interpretovat je tvůrčím způsobem - nejlépe procesní nebo chemický inženýr, fyzikální chemik, fyzik.

 

 

GRADUATE PROJECT in CHEMICAL ENGINEERING

Nanoparticle synthesis for study of their transport and allocation in organs

Supervisor: Ing. Jiří Smolík, CSc., Supervisor specialist: Ing. Pavel Moravec, CSc.

Laboratory of Aerosol Chemistry and Physics

Institute of Chemical Process Fundamentals, AS CR, 16502 Prague 6

 

During inhalation of nano-sized particles (NSP) they are transported into blood vessels and distributed throughout the body to organs. Extra pulmonary translocation is highly dependent on particle size and particle surface characteristics/chemistry. NSP of non-biogenic elements (Pb, Cd) or their oxides, which belongs to important pollutants of the environment, will be synthesized for this study.

The aim of the project is: i) synthesis of NPS of Pb, Cd (elements, oxides) by aerosol process, ii) study of the influence of experimental conditions on dynamics of particle formation and their characteristics, iii) particle characterization by electron microscopy (morphology), electron or X-ray diffraction (crystallinity) and EDS and/or XPS (composition), iv) put the apparatus into service on the external workplace for long term inhalation experiments with laboratory animals.

Project will be realised with financial support of GA CR P503/11/2315 and in co-operation with IAC AS CR (grant holder) and IAPG AS CR.

Candidate should have ability to experimental work as well as to data analysis and interpretation – favourably master degree in chemical engineering, physical chemistry or physics.

Obecné stavové rovnice tekutin z molekulárních principů a jejich aplikace na výpočet termofyzikálních vlastností směsí

Školitel: Prof. RNDr. Ivo Nezbeda, DrSc.

Termodynamická laboratoř E. Hály

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 165 02 Praha 6 - Suchdol

 

Cílem projektu je, za použití realistických atom-atom potenciálů a nejnovějších výsledků molekulární teorie kapalin, pokusit se odvodit stavové rovnice tekutin a jejich směsí v jednotném funkcionálním tvaru (poruchová rovnice s vhodným krátkodosahovým referenčním systémem) bez ohledu na detaily mezimolekulárních interakcí.

Použitý poruchový rozvoj bude vycházet z nedávných výsledků o vlivu dlouho-dosahových sil na vlastnosti tekutin. Pro popis referenčního systému budou zkonstruovány jednoduché krátkodosahové (primitivní) modely a použitelnost těchto modelů bude zkoumána pomocí počítačových simulací i teorie.

V aplikační části budou studovány termofyzikální vlastnosti směsí používaných či použitelných v ekologicky šetrných technologiích; speciálně pak směsi obsahující vodu, oxid uhličitý a uhlovodíky v oblasti blízkých kritickému bodu vody a oxidu uhličitého. Projekt nepředpokládá provádění laboratorních experimentů, je rázu (semi)teoretického a výpočetního. U uchazeče se předpokládá dobrá znalost klasické termodynamiky a základní znalosti statistické termodynamiky a numerických metod.

 

 

GRADUATE PROJECT in PHYSICAL CHEMISTRY

General molecular-based equations of state                                                       and their applications to fluid mixtures

 Supervisor: Professor Ivo Nezbeda

E. Hály Laboratory of Thermodynamics

Institute of Chemical Process Fundamentals, AS CR, 16502 Prague 6

 

The goal of the project is development of perturbed molecular-based equations of state based on realistic site-site interaction potential models. The starting perturbation expansion makes use of the state-of-the-art of molecular theories of fluids and which will require development of appropriate primitive models for the reference fluids. Applicability of such models will tested both theoretically and by means of molecular simulations.

 

In the application part the obtained equations will be applied to mixtures encountering in environmental friendly processes, particularly to aqueous systems and systems containing carbon dioxide and hydrocarbons. The nature of the project is rather computational and will not require any laboratory experiments. It is assumed that the applicant has the basic knowledge of both the classical and statistical thermodynamics.

Rozpustnost organických látek ve vodě

Školitel: Prof. RNDr. Ivo Nezbeda, DrSc.

Termodynamická laboratoř E. Hály

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 165 02 Praha 6 - Suchdol

 

Navržený projekt představuje ucelený výzkum termodynamického chování zředěných roztoků hydrofobních organických látek ve vodě, jež patří mezi prioritní polutanty životního prostředí. Klade si za úkol spojit nejnovější výsledky statistické termodynamiky směsí a počítačových experimentů s požadavky a potřebami moderních technologií. Hlavním cílem projektu je navrhnout metody umožňující předpovídat termodynamické chování vodných roztoků hydrofobních organických látek.

Navržený projekt nepředpokládá provádění laboratorních experimentů, je rázu (semi)teoretického a výpočetního. U uchazeče se předpokládá dobrá znalost klasické termodynamiky a základní znalosti statistické termodynamiky a numerických metod.

 

 

GRADUATE PROJECT in PHYSICAL CHEMISTRY

Solubility of organic compounds in water

Supervisor: Professor Ivo Nezbeda

E. Hály Laboratory of Thermodynamics

Institute of Chemical Process Fundamentals, AS CR, 16502 Prague 6

 

The project represents a comprehensive research of the thermodynamic behavior of dilute aqueous solutions of hydrophobic compounds which are primary pollutants. The goal of the project is to unite the state-of-the-art of statistical mechanics and molecular simulations with needs of modern technologies. Development of methods making it possible to predict thermodynamic properties of such solutions should be the primary output of the project.

 

The nature of the project is rather computational and will not require any laboratory experiments. It is assumed that the applicant has the basic knowledge of both the classical and statistical thermodynamics. Good knowledge of numerical methods is welcome.

Termofyzikální vlastnosti tekutin za extrémních tlaků

Školitel: Prof. RNDr. Ivo Nezbeda, DrSc.

Termodynamická laboratoř E. Hály

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 165 02 Praha 6 - Suchdol

 

Znalost chování tekutin za velmi vysokých tlaků je nezbytná např. v geochemických a geofyzikálních aplikacích (inkluze v horninách), v astrofyzice, ve vojenství (šíření rázových vln při výbuchu), v potravinářství (moderní technologie), apod. Jedná se o termodynamické podmínky, za kterých je klasický laboratorní experiment buď velmi obtížný a nebo přímo nemožný. Proto důležitou roli hraje teorie a počítačové experimenty.

Konkrétní látky se kterými se aplikacích setkáváme nejsou, z molekulárního hlediska, příliš složité a totéž pak platí i o jejich mezimolekulárních interakcích. Molekulární simulace (metody Monte Carlo nebo molekulární dynamiky) jsou proto téměř rutinní a jedná se tedy o získání znalostí o vlastnostech zkoumaných systémů za extrémních podmínek pomocí počítačových experimentů.

Z hlediska teorie je toto pole otevřeném, dosavadní metody jsou vesměs empirické. Znalost základů termodynamiky (fázové chování čistých látek a směsí, stavové rovnice) a statistické fyziky a programování. Znalost simulačních počítačových metod je vítána, není však podmínkou.

 

 

GRADUATE PROJECT in PHYSICAL CHEMISTRY

Thermophysical properties of fluids at extreme pressures

Supervisor: Professor Ivo Nezbeda

E. Hály Laboratory of Thermodynamics

Institute of Chemical Process Fundamentals, AS CR, 16502 Prague 6

 

Knowledge of the behavior of fluids at extreme conditions (very high pressures) is required in geochemical, geophysical and military applications, in astrophysics, food technologies, etc. The main problem encountered in these applications is that laboratory experiments are very difficult or too expensive to carry out or even impossible. Molecular modeling is therefore the main tool to study such systems.

 

Compounds of interest are not too complex and the same applies to their intermolecular interactions. Application of molecular simulations, which must be used to study such systems, is therefore more or less routine.

 

This is an open, not well developed field with great potential both from the point of theory and applications. It is assumed that the applicant has the basic knowledge of both the classical and statistical thermodynamics. Good knowledge of numerical methods is also welcome.

Fázové rovnováhy v soustavách s chemickou reakcí

Školitel: Ing. Jan Pavlíček, CSc.

Termodynamická laboratoř E. Hály

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 165 02 Praha 6 – Suchdol

 

Popis fázové rovnováhy kapalina–pára za normálních a snížených tlaků v systémech, obsahujících vzájemně nereagující složky je dobře propracován jak po stránce teoretické tak experimentální. Jinak je tomu v soustavách, jejichž komponenty se chemicky ovlivňují. Termodynamickou charakteristiku takových systémů lze sice dobře vystihnout, avšak experimentálně jde o nepříliš probádanou oblast.

Cílem této fyzikálně–chemické studie je experimentální stanovení a následný popis rovnovážných dat ve vybraných modelových soustavách s dobře definovanou rovnovážnou reakcí, jako je např. esterifikace nebo reesterifikace. U klasických fázových rovnováh bez chemické přeměny se stanovují základní stavové veličiny (teplota, tlak, složení fází); v této studii k tomu ještě přistupují kinetické a rovnovážné údaje o probíhající reakci. Měření základních veličin se provádí pomocí špičkových přístrojů. Práce vyžaduje celkově citlivý technický přístup. Její součástí je i znalost programování; software pro zpracování dat je sice k dispozici, ale jeho další vývoj je nejen možný, ale potřebný.

Uchazeči se mohou rekrutovat z vysokých škol přírodovědného nebo technického (zejména chemického) zaměření. Vítána je fyzikálně–chemická specializace – není však podmínkou. Experimentální zručnost by měla být samozřejmostí.

 

 

GRADUATE PROJECT in PHYSICAL CHEMISTRY

Phase equilibrium in reacting systems

Supervisor: Ing. Jan Pavlíček, CSc.

E.Hála Thermodynamic Laboratory

Institute of Chemical Process Fundamentals, AS CR, 16502 Prague 6

 

The description of the vapour-liquid phase equilibria at normal and lower pressure in the systems without chemical reaction is quite well understood both from the theoretical and the experimental point of view. The situation is different in systems with chemical reaction, especially from experimental point of view.

The aim of this project is experimental determination and following description of the equilibrium data in a selected model systems with well defined equilibrium chemical reaction, i.e. the esterification. In the case of classical phase equilibrium the basic state variables – temperature, pressure, composition – are measured; in this case we need also kinetic and equilibrium data for given reaction. Top quality instrumental equipment is used to determine basic state variables. Responsible technical approach is necessary for this work. Programming skills are also integral part of this work because of continual improvement of existing software.

The candidates should have:

·         a M.Sc. or equivalent degree in science (chemistry, chemical engineering or – most preferably - physical chemistry)

·         a penchant for experimental work is essential.

Studium fyzikálně chemických vlastností aerosolu v reálném čase

Školitel: Ing. Vladimír Ždímal, Dr., Školitel-specialista: Ing. Jaroslav Schwarz CSc.

Oddělení aerosolových a laserových studií

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 165 02 Praha 6 - Suchdol

 

Aerosoly představují jeden z rozhodujících faktorů ovlivňujících kvalitu životního prostředí a zároveň mají výrazný vliv na globální změny klimatu. Znalost fyzikálně-chemických parametrů aerosolů umožňuje předpovědět jejich chování jak při změnách stavových podmínek atmosféry, tak při transportu aerosolů do jiného prostředí.

Běžně používané metody jsou pracné a standardně dosahované časové rozlišení je 1 den. Naše laboratoř, v rámci nového projektu GAČR, plánuje kombinací state-of-the-art metod docílit měření většiny důležitých parametrů aerosolu v reálném čase a získat tak pozici ve špičce aerosolových laboratoří věnujících se této problematice. Proto by měl být uchazeč vybaven vynikající schopností práce s velkými objemy dat a zároveň velmi dobrou schopností práce s moderní laboratorní instrumentací včetně jejích kalibrací a údržby. Znalost LabView je výhodou.

Uchazeč by měl mít ukončené magisterské vzdělání v oborech jako je fyzikální chemie, fyzika, chemické inženýrství, nebo meteorologie s velkou samostatností, chutí do experimentální práce a motivací dojít na světovou špičku.

 

 

graduate project IN Physical chemistry

Study of aerosol physical and chemical properties in real time

Supervisor: Ing. Vladimír Ždímal, Dr., Specialist: Ing. Jaroslav Schwarz CSc.

Department of Aerosol and Laser Sudies

Institute of Chemical Process Fundamentals, AS CR, 16502 Prague 6

 

Aerosols represent one of the most important factors influencing quality of the environment and have an important influence on global climate changes. The knowledge of the aerosol physico-chemical parameters allows to predict aerosol behaviour both when the state conditions of the atmosphere are changed and when the aerosol is transported to a different environment.

Common methods are tedious and their standard time resolution is about 1 day. Our Laboratory, in the frame of a newly awarded project of CSF, plans using combination of state-of-the-art methods to perform measurement of the most important parameters in real time and to obtain a position among the top laboratories working in this field. Therefore the candidates should have excelent ability to process large data files, work with new laboratory instrumentation including their calibration and maintainance: The knowledge of LabView is commendable.

The candidate should have M.Sc. in physical chemistry, physics, chemical engineering, meteorology or similar fields. He/she should be self-reliant, like experimental work and be motivated to reach top world level.

Studium těkavosti aerosolu v reálném čase

Školitel: Ing. Jaroslav Schwarz CSc.

Oddělení aerosolových a laserových studií

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 165 02 Praha 6 - Suchdol

 

Aerosoly představují jeden z rozhodujících faktorů ovlivňujících kvalitu životního prostředí a zároveň mají výrazný vliv na globální změny klimatu. Znalost těkavosti aerosolů umožňuje předpovědět jejich chování při změnách teploty a zlepšit možnosti identifikace hlavních složek, ať již se jedná o změny stavu atmosféry, nebo o změny při transportu aerosolu do jiného prostředí.

Cílem projektu je studovat těkavost aerosolu v reálném čase měřením složení aerosolu aerosolovým hmotnostním spektrometrem (AMS) ve spojení s termodenudérem, a to na dvou stanicích, v Praze-Suchdole a v Košeticích. Uchazeč by měl být schopen práce s velkými objemy dat a s moderní laboratorní instrumentací, včetně její kalibrace a údržby. Znalost LabView a hmotnostní spektroskopie je výhodou.

Uchazeč by měl mít ukončené magisterské vzdělání v oborech jako je fyzikální chemie, fyzika, chemické inženýrství, nebo meteorologie s velkou samostatností, chutí do experimentální práce a vysokou motivací.

 

 

GRADUATE PROJECT in Physical chemistry

Real-time studies on aerosol volatility

Supervisor: Ing. Jaroslav Schwarz CSc

Department of Aerosol and Laser Sudies

Institute of Chemical Process Fundamentals, AS CR, 16502 Prague 6

 

Aerosols represent one of the most important factors influencing quality of the environment having a pronounced influence on global climate changes. The knowledge of aerosol volatility allows to predict aerosol behaviour during temperature changes, both when the state conditions of the atmosphere are changed or when aerosol is transported into a different environment.

The aim of the project is to study aerosol volatility by performing real-time measurements on aerosol composition using a thermodenuder-coupled aerosol mass spectrometer (AMS) at two sites, Prague and Košetice. The candidate should be able to process large data files, and to manipulate new laboratory instrumentation including its calibration and maintainance: The knowledge of LabView and mass spectroscopy is commendable.

The candidate, having M.Sc. in physical chemistry, physics, chemical engineering, meteorology or similar fields, should be self-reliant, like experimental work and be highly motivated.

Fotokatalytické procesy pro odstranění nežádoucích látek z pitných a odpadních vod

Školitel: Ing.Olga Šolcová, CSc.

Oddělení katalýzy a chemického inženýrství

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 165 02 Praha 6 - Suchdol

 

Projekt je zaměřen na cílené odstraňování perzistentních látek s charakterem endokrinních disruptorů z vod pomocí metody využívající fotokatalýzu na speciálních katalyzátorech – připravených nanočásticových vrstvách oxidu titaničitého. Na míru připravené fotokatalyzátory budou aplikovány pro degradace endokrinních disruptorů jak pro synteticky připravené vzorky simulující reálné podmínky, tak pro reálné, odpadní i pitné vody v laboratorním i poloprovozním měřítku..

Práce bude prováděna za podpory dvou projektů (GAČR a TAČR) ve spolupráci s firmou Dekonta, a.s., MBÚ AV ČR a dalšími subjekty.

 

Uchazeč s vysokoškolským vzdělání (Mgr., Ing.) v oboru nejlépe organické technologie by měl mít určitou experimentální zručnost při přípravě vzorků a pořizování dat, znalost práce na PC a chuť osvojovat si další potřebné znalosti i z příbuzných oborů. 

 

 

GRADUATE PROJECT in ORGANIC TECHNOLOGY

Photocatalytic processes for degradation of pollutant                                           from drinking and waste water

Supervisor: Ing.Olga Šolcová, CSc.

Department of Catalysis and Chemical Engineering

Institute of Chemical Process Fundamentals, AS CR, 16502 Prague 6

 

The aim of this project is detoxification and decontamination of polluted drinking, industrial and waste water including preparation of highly active photocatalytic materials based on nanolayers of TiO₂. Tailored photocatalysts will be applied for elimination of pollutants (endocrinal disruptors) from the synthetically prepared contaminated water as well from the real drinking and waste water in laboratory as well as the pilot plant.

The project is supported by two projects and involves collaborative research with Dekonta, a.s., MBI ASCR and the other subjects.

The candidates should have:

·         a M.Sc. or equivalent degree (or thesis submitted) in organic technology

·         a penchant for experimental work

·         the ability to learn necessary new knowledge.

Extrakce složek léčivých rostlin oxidem uhličitým                                              za superkritických podmínek

Školitel: Ing Helena Sovová, CSc., Školitel konzultant: Ing. Marie Sajfrtová, Ph.D.

Oddělení separačních procesů

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 165 02 Praha 6 - Suchdol

 

Projekt je zaměřen na získávání cenných rostlinných látek a možnosti jejich dalšího zpracování pro aplikaci ve farmacii (např. tvorbu mikročástic). Jako rozpouštědlo bude využit CO₂, který v oblasti nad kritickým tlakem a teplotou umožňuje selektivní extrakci a při prudkém snížení tlaku pak kondenzaci s řízenou velikostí vznikajících částic. Pro cenné látky extrahované z vybraných rostlin budou optimalizovány extrakční podmínky a podmínky tvorby mikročástic na základě studia fázové rovnováhy v závislosti na tlaku, teplotě a složení rozpouštědla.

Uchazeč s vysokoškolským vzděláním (Mgr., Ing.) v oboru organické technologie, přírodních látek nebo dalších oborů příbuzných tématu by měl mít zájem jak o experimentální práci, tak i o uplatnění teorie při návrhu pokusů a při zpracování experimentálních dat. Měl by si při studiu osvojit/doplnit znalosti rostlinných látek, analytické chemie a nových separačních metod.

 

 

GRADUATE PROJECT in Organic TECHNOLOGY

Extraction of components of medicinal plants with supercritical CO₂

Supervisor: Ing Helena Sovová, CSc., Consultant: Ing. Marie Sajfrtová, Ph.D.

Department of Separation Processes

Institute of Chemical Process Fundamentals, AS CR, 16502 Prague 6

 

The project is focused on the extraction of valuable plant components and possibility of their further treatment for pharmaceutical application (e.g. design of micro-particles). The applied solvent will be CO2, which enables selective extraction in the region above critical pressure and temperature and a controlled condensation of extract forming solid particles after a fast decrease in pressure. The extraction and condensation conditions (pressure, temperature and solvent composition) will be optimised on the basis of study of phase equilibrium of valuable substances extracted from selected plants.

The candidate should have a M.Sc. or equivalent degree (or thesis submitted) in the field of organic technology, natural substances, or other related fields. He/she should be interested in both experimental work and application of theory in experimental design and in experimental data evaluation, and should extend his/her knowledge of vegetable substances, analytical chemistry, and new separation techniques during the study.

Zrychlená extrakce biologicky aktivních přírodních látek

Školitel: Ing Helena Sovová, CSc.

Školitel konzultant: Ing. Marie Sajfrtová, Ph.D., Ing. Kristina Rochová, Ph.D.

Oddělení separačních procesů

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 165 02 Praha 6 - Suchdol

 

Cílem projektu je vypracovat postup komplexního zpracování rostliny nebo jiného přírodního materiálu bohatého na biologicky aktivní látky s využitím extrakce kapalným rozpouštědlem za zvýšeného tlaku a teploty. Tato metoda je velmi účinná, ale málo selektivní, a proto bude kombinována se selektivní metodou superkritické extrakce a případně s dalšími separačními metodami. Součástí projektu je studium separačních procesů včetně jejich matematického popisu, jejich aplikace a optimalizace.

Uchazeč s vysokoškolským vzděláním (Mgr., Ing.) v oboru chemického inženýrství, organické technologie, fyzikální chemie nebo dalších oborů příbuzných tématu by měl mít zájem jak o experimentální práci, tak i o uplatnění teorie při návrhu pokusů a při zpracování experimentálních dat. Během studia by si měl osvojit metody matematického modelování procesů.

 

 

GRADUATE PROJECT in CHEMICAL ENGINEERING / Organic TECHNOLOGY

Accelerated solvent extraction of bioactive natural products

Supervisor: Ing Helena Sovová, CSc.

Consultants: Ing. Marie Sajfrtová, Ph.D., Ing. Kristina Rochová, Ph.D.

Department of Separation Processes

Institute of Chemical Process Fundamentals, AS CR, 16502 Prague 6

 

The aim of the project is to design a procedure of complex exploitation of plants or other resources of natural products rich in biologically active substances, using the technique of accelerated solvent extraction. This method is very efficient but its selectivity is low; therefore it will be combined with supercritical fluid extraction and eventually other separation methods. A part of the project is a study of separation processes, their mathematical description, application and optimisation.

The candidate should have a M.Sc. or equivalent degree (or thesis submitted) in the field chemical engineering, organic technology, physical chemistry, or other related fields. He/she should be interested in both experimental work and application of theory in experimental design and in experimental data evaluation, and should learn the methods of mathematical modeling of processes during the study. 

Diagnostika dvoufázového toku v kanálech velmi malých rozměrů

Školitel: Ing. Jaroslav Tihon, CSc.

Oddělení vícefázových reaktorů

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 165 02 Praha 6 - Suchdol

 

Cílem projetku je experimentální studium charakteru dvoufázového proudění (kapalina-plyn) v kanálech mikrometrických rozměrů. Naše pozornost se zaměří na zmapování tokových režimů v kanálcích s různou základní geometrií (např. pravoúhlé křížení, T-větvení, náhlé rozšíření). Originální experimentální technika vyvíjená v našem oddělení, elektrodifúzní diagnostika proudění, bude využita jak pro určení směru a rychlosti proudění v blízkosti stěny, tak i pro detekci průchodu bublin. Pro tento účel bude vyvinut a otestován nový typ čidel připravených pomocí moderní techniky fotolitografie. Dodatečné informace o proudění budou získány pomocí vizualizačních experimentů využívajících špičkovou rychloběžnou kameru Redlake MotionPro X3, popřípadě pomocí měření rychlostních polí metodou PIV (Particle Image Velocimetry).

Projekt je vhodný pro absolvent(a/ku) chemicko-inženýrského studia nebo studia jiného typu s technickým zaměřením. Uchazeč by měl být experimentálně zručný a měl by mít alespoň základní znalosti z oblasti hydrodynamiky. Základním předpokladem je ovšem chuť do samostatné výzkumné práce. Případný zájemce se bude moci opřít o naše bohaté zkušenosti jak v oblasti automatizovaných experimentálních měření s následným zpracováním dat (LabView), tak i  řešení složitých hydrodynamických úloh (MatLab, Mathematica).

 

 

GRADUATE PROJECT in CHEMICal Engineering

Diagnostics of two-phase flows in microchannels

Supervisor: Ing. Jaroslav Tihon, CSc.

Department of Multiphase Reactors

Institute of Chemical Process Fundamentals, AS CR, 16502 Prague 6

 

The aim of this project is an experimental investigation of the character of two-phase flow (gas/liquid) in microchannels. The mapping of different flow regimes will be carried out for various microchannel configurations (e.g. channel crossing, T-junction, sudden expansion). The electrodiffusion method, an original experimental technique developed in our department, will be used to determine the near-wall flow and to detect the characteristics of translating bubbles. A new type of microsensors will be prepared for this purpose by the application of photo-lithography. The visualization experiments using a top-level high-speed camera (Redlake) and the velocity field measurements by mPIV technique (Dantec) will bring additional information on the flow structure in microchannels.

The candidate should have a M.Sc. degree in chemical engineering or in a similar applied science field. He/she should possess experimental skill for a laboratory work and some basic knowledge of hydrodynamics. However, the enthusiasm for independent scientific work is the first principal requirement. The candidate will surely profit from our long-time experience in experimental (computer-controlled measurements with subsequent data processing in LabView) and theoretical (solving the complex hydrodynamic problems in MatLab or Mathematica) fluid mechanics.

Vliv surfaktantů na rozpad bublin a kapek v turbulentním proudění

Školitelé: Ing. Jiří Vejražka, Ph.D. a Ing. Jaroslav Tihon, CSc.

 

 

GRADUATE PROJECT in CHEMICal Engineering

Effect of surfactants on the break-up of bubbles/drops in a turbulent flow

Supervisors: Ing. Jiří Vejražka, Ph.D. and Ing. Jaroslav Tihon, CSc.

 

Odsiřovací katalyzátory na bázi Mo a vzácných kovů 

Školitel: Ing. Zdeněk Vít, CSc.

Oddělení katalýzy a reakčního inženýrství

Ústav chemických procesů AV ČR v.v.i., 165 02 Praha 6 - Suchdol

 

Předmětem práce je studium vlivu nosiče (ZrO₂ či TiO₂,alumina apod.) na vlastnosti katalyzátorů pro odsiřování (HDS) modelových látek. Aktivní fází je sulfid Mo modifikovaný vzácným kovem, např. Pt, Ru či Rh [1]. Cílem je získat teoretické poznatky umožňující zlepšení HDS katalyzátorů, potenciálně užitečné pro praxi.

Připravené katalyzátory budou charakterizovány různými technikami a testovány za tlaku v reakcích látek typu thiofenu a benzothiofenu v průtočných reaktorech s pevným ložem. Charakter práce je převážně experimentální. Uchazeč bude využívat hlavně znalostí z anorganické a fyzikální chemie, heterogenní katalýzy a kinetiky.

 

1. D. Gulková, Y. Yoshimura, Z. Vít, Appl. Catal. B: Environmental 87, 171 (2009).

 

 

GRADUATE PROJECT in ORGANIC TECHNOLOGY

Hydrodesulfurization catalysts based on Mo and noble metals

Supervisor : Ing. Zdeněk Vít, CSc.

Department of Catalysis and Reaction Engineering

Institute of Chemical Process Fundamentals, AS CR, 16502 Prague 6

 

The subject of study is the effect of support (zirconia, titania, alumina etc.) on the properties of catalysts for hydrodesulfurization (HDS) of model compounds. The active phase consists of Mo sulfide modified by noble metal chosen from Pt, Ru or Rh [1]. The aim is to obtain theoretical knowledge allowing improvement of HDS catalysts, potentially useful for praxis.

The prepared catalysts will be characterized by different techniques and tested in reactions of thiophene and benzothiophene type compounds in flow reactors with fixed bed of catalyst under pressure. The character of this study is mostly experimental. The candidate will use knowledge of inorganic and physical chemistry, heterogeneous catalysis and chemical kinetics.

 

1. D. Gulková, Y. Yoshimura, Z. Vít, Appl. Catal. B: Environmental 87, 171 (2009).

Experimentální studium chování aerosolů při inhalaci

Školitel: Ing. Vladimír Ždímal, Dr., Školitel - specialista: Ing. Jakub Ondráček, Ph.D.

Laboratoř chemie a fyziky aerosolů

Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i., 16502, Praha 6 - Suchdol

 

Práce se bude zabývat experimentálním studiem změn reálných aerosolů při změnách teploty a relativní vlhkosti. Téma má silnou vazbu na dvě aktuální témata aerosolového výzkumu: zdravotní aspekty inhalace aerosolu a vliv aerosolu na globální změny klimatu. Experimenty budou prováděny jak v laboratoři na modelových systémech, které reprezentují některé třídy atmosférických aerosolů, tak při odběrech reálných aerosolů, např. z dopravy, při spalování biomasy apod. Specifických případem bude studium léčebných inhalantů a jejich chování po vstupu do dýchacího ústrojí.

Téma je vhodné pro vysoce motivované studenty schopné pracovat samostatně se špičkovými přístroji, s předpoklady pro práci v týmu doktorandů a postdoků, s častým kontaktem s mezinárodní vědeckou komunitou v rámci evropských projektů a mezinárodních konferencí a workshopů. Pracoviště je vybaveno na špičkové evropské úrovni a samo má kapacitu konstruovat nové přístroje pro konkrétní aplikace.

 

 

GRADUATE PROJECT in

Aerosol behavior after inhalation – an experimental study

Supervisor: Ing. Vladimír Ždímal, Dr., Specialist: Ing. Jakub Ondráček, Ph.D.

Laboratory of Aerosol Chemistry and Physics

Institute of Chemical Process Fundamentals, AS CR, 16502 Prague 6

 

Project deals with experimental investigations on real aerosol changes due to changing temperature and relative humidity. The topic is closely tied with two hot issues of recent aerosol research: health effects and global climate changes. Two types of experiments will be carried out. In laboratory experiments, model aerosol systems will be used representing various subgroups of atmospheric aerosols. Samples of atmospheric aerosols will be taken to observe hygroscopic behavior depending on particles origin: transport, biomass combustion, etc. Another case study will be performed on aerosol inhalers and behavior of generated particles upon their entrance to the human respiratory tract.

The project is commendable to highly motivated students capable of self-reliant work with world-class instrumentation. The student is assumed to function as a member of a team consisting of graduate students and postdocs, having frequent contacts with the international scientific community during European projects and international conferences and workshops. The laboratory is equipped with top aerosol instrumentation with a capacity to built/modify instruments for specific applications.

 

Reference:

Harrison R. M., van Grieken R.E.: Atmospheric Particles, John Wiley, New York, 1998.

Seinfeld J. H., Pandis S. N.: Atmospheric Chemistry and Physics, John Wiley, New York, 1998.