PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Fázové rovnováhy ve směsích iontových kapalin s molekulárními rozpouštědly z hlediska jejich struktury a aplikačního potenciálu

Školitel: Ing. Magdalena Bendová, Ph.D.

Laboratoř separačních procesů E. Hály

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

Cílem této doktorské práce bude experimentální studium vlivu struktury iontových kapalin na fázové rovnováhy, zejména rovnováhu kapalina-kapalina ve směsích s běžnými molekulárními rozpouštědly (voda, acetonitril, alkoholy). Budou studovány systémy nových, doposud nepopsaných iontových kapalin s příbuznou strukturou kationu, doplňkem rovnovážných měření tak bude i jejich charakterizace z hlediska stanovení jejich termofyzikálních vlastností, hustoty a tepelné kapacity. Tak bude určen vliv struktury kationu na makroskopické vlastnosti studovaných kapalin a jejich směsí. Na molekulární úrovni pak bude tento vliv posouzen prostřednictvím modelování fázových rovnovah pomocí stavové rovnice SAFT. Tato základní data poslouží také pro posouzení aplikačního potenciálu studovaných iontových kapalin, a to nejen jako rozpouštědel, ale také jako látek pro ukládání energie.

Požadavky na uchazeče:

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

·      systematický a kreativní přístup k práci;

·      schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ CHEMIE / ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Příprava polyaromatických derivátů pomocí mikrovlnné fotochemie

Školitel: Dr. Ing. Vladimír Církva

Laboratoř procesů ochrany prostředí

Ústav chemických procesů AV ČR, 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 stilbenů a o-terfenylů, které následně vedou k derivátům fenanthrenu, trifenylenu, fenacenu, helicenu či k jejich heteroanalogům.

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

Církva V.: Microwaves in Photochemistry and Photocatalysis. V knize: Microwaves in Organic Synthesis, 3^rd Edition, kap. 14. (de la Hoz, A. and Loupy, A., Eds.), pp 563-605, Wiley-VCH, Weinheim 2012.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Využití mikro fotoreaktoru pro vybrané fotochemické reakce

Školitel: Dr. Ing. Vladimír Církva

Laboratoř procesů ochrany prostředí

Ústav chemických procesů AV ČR, 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 aktivnímu objemu, 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 proměnými 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 znalosti fotochemie i osvojení znalostí z mikrofluidiky a sběru a vyhodnocení experimentálních dat (Matlab, Labview, LabVision).

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

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ CHEMIE

Katalýza cyklopentadienylovými komplexy kovů ve fluorových prostředích

Školitel: doc. Ing. Jan Čermák, CSc.

Oddělení organické syntézy a analytické chemie

Ústav chemických procesů AV ČR, 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.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Charakterizace a metodika výběru mikroaparátů pro jejich aplikace ve výzkumu a průmyslu

Školitel: Ing. Vladimír Jiřičný, CSc.

Školitel specialista: Ing. Jiří Křišťál, Ph.D.

Laboratoř separačních procesů E. Hály

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

Cílem projektu je vypracování modelů pro přenos hmoty a tepla v mikroreaktorech a návrh metodiky výběru těchto mikroaparátů pro jejich aplikace ve výzkumu a různých odvětvích průmyslu, zejména chemického a farmaceutického. Mikroaparáty díky velkému poměru mezifázové plochy a aktivnímu objemu umožňují velmi přesnou kontrolu operačních podmínek nutných pro optimální průběh požadované jednotkové operace nebo reakce. Cílem je dosažení výsledku požadované operace na jeden průchod aparátem, v případě chemické reakce dosažení maximální konverze a selektivity. Práce bude zaměřena na jedno- i vícefázové systémy s různými fyzikálně-chemickými vlastnostmi a bude navazovat na výzkum v rámci EU projektů IMPULSE a F3 Factory. Pro experimenty je k dispozici modulární mikroreaktorový systém MMRS (Ehrfeld) a mikročipové reaktory Labtrix (Chemtrix).

Požadavky na uchazeče:

·       VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemického inženýrství, chemické technologie, atd.

·       kladný přístup k programování a experimentální práci

·       systematický a kreativní přístup k práci

·       schopnost týmové práce

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ / FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Molekulární a mesoskopické simulace komplexních chemických systémů

Školitel: Doc. Ing. Martin Lísal, DSc.

Laboratoř chemie a fyziky aerosolů

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

Molekulární a mesoskopické simulace se staly nedílným doplňkem laboratorních experimentů. Molekulární a mesoskopické simulace zahrnují návrh silového pole popisujícího interakce mezi molekulami systému. Silové pole pak slouží jako vstup buď do Monte Carlo simulací nebo simulací pomocí molekulární či disipativní částicové dynamiky. Molekulární simulace jsou schopny popsat fyzikální jevy na délkových škálách nanometrů a časových škálách nanosekund. Mesoskopické simulace pak umožňují jít k délkovým a časovým škálám mikrometrů a mikrosekund. Náplní práce bude aplikace molekulárních a mesoskopických simulací na jeden z následujících problémů: (i) interakce tekutin s povrchy iontových kapalin, (ii) chování tekutin v nanoprostoru jakými jsou např. nanopóry či karbonové nanotrubičky, (iii) samo-organizované nanostruktury v polymerních systémech a (iv) nukleace. Cílem práce bude porozumět, jak chemické složení a struktura ovlivňují termodynamické a transportní vlastnosti tekutin a pevných látek v systému.

Požadavky na uchazeče:

·      VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemického inženýrství či fyzikální chemie

·      základní znalost programování

·      systematický a kreativní přístup k práci

·      schopnost týmové práce

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU Chemie a technologie paliv a prostředí / Chemické a energetické zpracování paliv

Moderní způsoby čištění spalin pro zařízení na energetické využití odpadů

Školitel: Ing. Michael Pohořelý, Ph.D.¹

Školitel specialista: Ing. Michal Šyc, Ph.D.²

¹VŠCHT Praha, Technická 3, Praha 6

² Laboratoř procesů ochrany prostředí,

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

Náplní doktorské práce bude vývoj a optimalizace vybraných stupňů čištění spalin pro moderní technologickou linku zařízení na energetické využití odpadů jako jsou selektivní nekatalytická redukce oxidů dusíku s nízkým čpavkovým skluzem, katalytická destrukce organických látek a odprášení spalin na katalytickém filtru, suché metody pro záchyt rtuti a kyselých složek plynu. Součástí práce bude i sledování vlivu vzájemné interference následných stupňů čištění včetně vývoje integrovaných kroků čištění spalin.

Požadavky na uchazeče:

·      VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemického inženýrství, environmentální inženýrství, chemie životního prostředí, atd.,

·      systematický a kreativní přístup k práci,

·      schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Zpětné získávání fosforu z čistírenských kalů

Školitel: Ing. Miroslav Punčochář, DSc.

Laboratoř procesů ochrany prostředí

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

Náplní doktorské práce bude komplexní studium a vývoj vhodných metod pro získávání fosforu z čistírenských kalů, a to jak ze surových kalů, tak z popelu po termickém zpracování kalů. Budou hledány takové metody, které umožní efektivní separaci nutričních prvků, zejména fosforu, a toxických komponent kalu či popelu (organické látky, těžké kovy, apod.). Součástí práce bude také vyhodnocení vzniklého fosforečného produktu s ohledem na jeho další použití (chemická speciace fosforu, biodostupnost, apod.) a srovnání účinnosti jednotlivých metod s ohledem na výtěžnost fosforu.

Požadavky na uchazeče:

·      VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru environmentální inženýrství, chemie životního prostředí, chemického inženýrství, atd.,

·      systematický a kreativní přístup k práci,

·      schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Příprava nanostrukturovaných materiálů pomocí superkritických a přetlakových tekutin

Školitel: Ing. Marie Sajfrtová, Ph.D.¹

Školitel specialista: Ing. Lenka Matějová, Ph.D.²

¹ Laboratoř separačních procesů E. Hály, Ústav chemických procesů AV ČR, 165 02 Praha 6 - Suchdol

²VŠB – Technická univerzita Ostrava, 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava - Poruba

Náplní doktorské práce bude studium přípravy nanostrukturovaných oxidů kovů v různých makroskopických formách využitím superkritických a přetlakových tekutin. Vhodnou kombinací tekutin a za optimálních extrakčních podmínek lze připravit oxidy kovů s výrazně lepšími texturními i strukturními vlastnostmi než konvenční kalcinací. V práci budou připravovány různé makroskopické formy oxidů kovů využitím sol-gel technik či termální hydrolýzy a především bude optimalizován extrakční postup vedoucí k vyčištění dané formy syntetizovaného oxidu a jeho přímé krystalizaci. Vedle vlivu jednotlivých extrakčních přístupů a experimentálních podmínek na mikrostrukturu připravovaných forem oxidů bude testována i jejich fotokatalytická aktivita a toxicita.

Požadavky na uchazeče:

·      VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organická technologie, fyzikální chemie, materiálové inženýrství, chemie a fyzika pevných látek, organická chemie, chemické inženýrství či environmentální inženýrství.

·      systematický a kreativní přístup k práci, chuť učit se novým věcem, spolehlivost.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Homogenní katalýza v superkritickém oxidu uhličitém

Školitel: Ing. Marie Sajfrtová, Ph.D.

Školitel specialista: Ing. Tomáš Strašák, Ph.D.

Laboratoř separačních procesů E. Hály

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

Použití superkritického oxidu uhličitého (sc-CO₂) jako rozpouštědla v homogenní katalýze sleduje nové trendy v oblasti tzv. „zelené chemie“, jelikož snižuje spotřebu toxických organických rozpouštědel. Většina běžných homogenních katalyzátorů je však v tomto médiu nerozpustná. Jednou z možností jak docílit zvýšení afinity k sc-CO₂ je zavedení polyfluorovaných řetězců do struktury molekuly katalyzátoru. Náplní této doktorské práce bude návrh syntézy fluorovaných analogů homogenních katalyzátorů a její provedení. Pozornost bude především zaměřena na vybrané cyklopentadienylové komplexy přechodných kovů. Tyto sloučeniny budou testovány jako katalyzátory v prostředí sc-CO₂. Součástí práce bude také detailní strukturní charakterizace (X-ray, NMR, MS, IR, elementární analýza) připravených sloučenin.

Požadavky na uchazeče:

·      VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organické technologie nebo organické chemie.

·      systematický a kreativní přístup k práci

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ CHEMIE / ORGANICKÁ TECHNOLOGIE / FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Vliv kvality ovzduší na degradaci celulózy

Školitel: Ing. Jiří Smolík, CSc.

Školitel specialista: Ing. Michal Ďurovič, Dr.

Laboratoř chemie a fyziky aerosolů

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

Nové poznatky studia vlivu kvality vnitřního ovzduší na knihovní a archivní fondy ukazují výrazný vliv submikronových aerosolových částic na degradaci celulózy. Tyto částice jsou komplexní povahy a obsahují zejména síran a dusičnan amonný, organické látky z emisí z dopravy a vegetace, saze, těžké kovy a také anorganické kyseliny, sorbované na jejich povrchu. Vzhledem ke kyselé povaze a katalytickým účinkům kovů tak mohou přispívat k destrukci celulózy hydrolýzou nebo oxidací. Cílem projektu je zjistit možné mechanizmy působení prachových částic na degradaci celulózy a přispět tak k ochraně kulturního dědictví. V rámci projektu bude sledován stupeň degradace v závislosti na složení prachových částic. Stupeň degradace bude sledován pomocí hodnoty průměrného polymeračního stupně, složení částic pak metodami HPLC, iontovou chromatografií, PIXE, H-NMR a dalšími.

Uchazeč by měl být absolventem organické chemie/technologie nebo fyzikální chemie s předpokladem pro experimentální práci.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU OORGANICKÁ CHEMIE / ANORGANICKÁ CHEMIE / ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Fotochemická syntéza azahelicenů

Školitel: Ing. Jan Storch, Ph.D.

Oddělení analytické a materiálové chemie

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

Cílem této doktorské práce bude příprava iminových prekurzorů a studium jejich fotocyklizace za vzniku azahelicenů (schéma 1). Takto připravené molekuly budou dále studovány z hlediska přípravy funkčních vrstev, self-assembly vlastností a koordinační chemie.

Uchazeč by měl mít pokročilé znalosti v oboru organické chemie se základními znalostmi anorganické chemie, základní znalosti spektrálních metod (NMR, MS, IR). Dále požadujeme:

·    VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organické/anorganické chemie nebo organické technologie;

·    systematický a kreativní přístup k práci;

·    schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ORGANICKÁ CHEMIE / ANORGANICKÁ CHEMIE / ORGANICKÁ TECHNOLOGIE

Syntéza pseudohelicenů a jejich komplexů s přechodnými kovy pro využití v OLED technologiích

Školitel: Ing. Jan Storch, Ph.D.

Oddělení analytické a materiálové chemie

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

Cílem této doktorské práce bude syntéza tzv. pseudohelicenů (helicene-like molekul, obr. 1), které budou dále derivatizovány a/nebo komplexovány s vybranými přechodnými kovy za účelem přípravy nových materiálů pro přípravu tenkých vrstev. Syntéza a studium těchto nových materiálů bude směřována především k vývoji nových OLED systémů s delší životností a vyšší účinností.

Uchazeč by měl mít pokročilé znalosti v oboru organické chemie se základními znalostmi anorganické chemie a základní znalosti spektrálních technik. Požadujeme:

·    VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru organické/anorganické chemie nebo organické technologie;

·    systematický a kreativní přístup k práci; schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU Chemie a technologie paliv a prostředí / Chemické a energetické zpracování paliv

Hluboké odstranění sirných sloučenin z plynů pomocí kombinace primárních a sekundárních opatření

Školitel:  Ing. Siarhei Skoblja, Ph.D.

Školitel specialista: Doc. Ing. Karel Svoboda, CSc.

Laboratoř procesů ochrany prostředí

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

Čistota generátorového plynu ze zplyňování uhlí, biomasy a odpadů hraje důležitou roli při využití tohoto plynu pro výrobu kapalných paliv a v energetických aplikacích. Nízký obsah sirných sloučenin je základním předpokladem u katalytických procesů a při využití generátorového plynu ve vysokoteplotních palivových článcích s pevným elektrolytem (SOFC) k přímé výrobě elektrické energie s vysokou účinností. Práce bude mít čtyři hlavní cíle:

1.   Vyvinutí spolehlivého vhodného způsobu odběru vzorků plynu a komplexní analýzy sirných sloučenin v generátorovém plynu i za přítomnosti HCl a NH₃ v plynu.

2.   Odstraňování H₂S a thiofenu z modelového plynu pomocí vybraného sorbentu nebo kombinace sorbentu a katalyzátoru.

3.   Určení vlivů typu tuhého paliva (vybraná biomasa, uhlí, odpady) a podmínek zplyňování na celkový obsah síry, rozdělení sirných sloučenin a na minimalizaci tvorby COS a organických sloučenin síry.

4.   Navržení vhodných podmínek zplyňování a vhodné metody pro hluboké snižování koncentrací sloučenin síry z generátorového plynu pomocí vybrané kombinace katalyzátoru a sorbentu.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU Chemie a technologie paliv a prostředí / chemické a energetické zpracování paliv / Anorganická technologie

Popeloviny jako zdroj superkritických prvkových komodit

Školitel: Doc. Ing. Karel Svoboda, CSc.

Laboratoř procesů ochrany prostředí

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

Náplní doktorské práce bude vyhodnocení potenciálu popelovin z uhelných elektráren či spaloven komunálních odpadů s ohledem na obsah superkritických prvkových (surovinových) komodit (jako jsou prvky vzácných zemin, drahé kovy, apod.) a dalších cenných prvků (neželezné kovy, fosfor atd.). Sledován bude vliv spalovacích podmínek a zařízení včetně systému odprášení spalin na distribuci prvků v závislosti na velikosti částic popelovin a v závislosti na dalších vlastnostech popelovin. Budou hledány také vhodné metody pro zpětné získávání těchto prvků založené na termo- i hydro-metalurgických principech.

Požadavky na uchazeče:

·      VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru chemického inženýrství, environmentální inženýrství, chemie životního prostředí, atd.,

·      systematický a kreativní přístup k práci,

·      schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ANALYTICKÁ CHEMIE

Identifikace biologicky aktivních látek v přírodních extraktech

Školitel: Doc. Ing. Bohumil Dolenský, Ph.D.¹

Školitel specialista: Ing. Jan Sýkora, Ph.D.²

¹ Ústav analytické chemie, Vysoká škola chemicko-technologická v Praze

²Oddělení analytické a materiálové chemie, Ústav chemických procesů AV ČR, 165 02 Praha 6 – Suchdol

Cílem této doktorské práce bude vypracování metodik pro separaci a identifikaci biologicky aktivních látek v různých extraktech rostlinných materiálů. V poslední fázi bude práce směřovat k samotné izolaci jednotlivých aktivních složek.

Pracovní skupina je vybavena potřebným přístrojovým vybavením, stejně tak je zajištěn přísun extrahovaného materiálu pro analýzy a testování biologické aktivity. Doktorand bude při své práci moci využít metody HPLC, GC, MS, NMR a kombinace těchto metod (LC-MS, LC-NMR).

Uchazeč by měl mít pokročilejší znalosti spektrálních metod k charakterizaci organických sloučenin, především NMR a metody hmotnostní spektrometrie, vítány jsou základní znalosti organické chemie či chemie přírodních látek.

Požadavky na uchazeče:

·      VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru analytické, organické chemie nebo chemie přírodních látek

·      znalost instrumentálních analytických metod pro analýzy organických látek

·      systematický a kreativní přístup k práci

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU ANALYTICKÁ CHEMIE

NMR analýza aerosolových částic

Školitel: Doc. Ing. Bohumil Dolenský, Ph.D.¹

Školitel specialista: Ing. Jan Sýkora, Ph.D.²

¹ Ústav analytické chemie, Vysoká škola chemicko-technologická v Praze

²Oddělení analytické a materiálové chemie, Ústav chemických procesů AV ČR, 165 02 Praha 6 – Suchdol

Tématem doktorské disertační práce je analýza organických sloučenin obsažených v aerosolových částicích pomocí NMR spektroskopie. V první fázi budou analyzovány vzorky přímo od zdrojů typických průmyslových i domácích aerosolů. Budou identifikovat jednotlivé majoritní komponenty a za pomocí standardů pořízeny přesně definované záznamy ¹H NMR spekter a vytvořena jejich databáze/knihovna. Vlastním cílem projektu je vypracování metodiky využití této databáze pro kvalitativní i kvantitativní analýzu látek v reálných aerosolových vzorcích. K tomuto účelu bude použit postup zvaný „NMR metabolomika“, který bude místo na biologické vzorky aplikován na vzorky aerosolových částic.

Doktorand bude při své práci moci využít metody HPLC, GC, MS, NMR a kombinace těchto metod (LC-MS, LC-NMR).

Uchazeč by měl mít pokročilejší znalosti spektrálních metod k charakterizaci organických sloučenin, především NMR a metody hmotnostní spektrometrie, vítány jsou základní znalosti organické chemie.

Požadavky na uchazeče:

·      VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v oboru analytické nebo organické chemie

·      znalost instrumentálních analytických metod pro analýzy organických látek

·      systematický a kreativní přístup k práci

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Diagnostika dvoufázového toku v kanálech složitější geometrie

Školitel: Ing. Jaroslav Tihon, CSc.

Oddělení vícefázových reaktorů

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

Cílem projetku je experimentální studium charakteru dvoufázového proudění (kapalina-plyn) v kanálech malých 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).

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Transport kondenzujících látek v anorganické membráně

Školitel: Ing. Petr Uchytil, CSc.

Laboratoř separačních procesů E. Hály

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

Cílem práce bude studium separace par a plynů ve nanopórech anorganických membrán. Pokud je dělena směs obsahující kondenzující plyn za určitých tlakových podmínek může dojít k jeho kondenzaci v pórech. V tomto případě lze očekávat velkou změnu separačních vlastností porézního prostředí, neboť kapalná fáze současně omezí průtok nekondenzující složky dělené směsi. Už z tohoto krátkého popisu je patrné, že transport látek ve velmi malých pórech je značně komplikovaný, avšak velmi zajímavý nejen z teoretického hlediska, ale i pro svůj praktický význam.

Experimenty budou prováděny na Vycorové membráně (sklo) a dalších anorganických membránách (zejména vícevrstvé membrány na bázi aluminy). Jako permeující látky budou použity permanentní plyny (dusík, vodík, apod.) a plyny kondenzující (např. butan, freon).

Požadavky na uchazeče:

Uchazeče očekávají experimenty, zároveň důležité bude i matematické zpracování získaných výsledků. Dále je velký prostor k teoretickému modelování transportu.

Zaměření práce by nemělo působit problémy dobrému studentu jakéhokoliv směru, ale výhodou by byl obor fyzikální či chemického inženýrství.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Transport látek v tenkém kapalném filmu

Školitel: Ing. Petr Uchytil, CSc.

Laboratoř separačních procesů E. Hály

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

Projekt je zaměřen na popis transportu permeujících látek v tenkém kapalném filmu. Nejdříve bude měřen tok čistých látek, poté bude studován permeační transport binárních směsí, zejména směsí obsahujících oxid uhličitý. Oxid uhličitý patří skleníkové plyny, které poškozují atmosféru a proto jeho odstranění ze směsí se vzduchem nebo metanem patří k důležitým separačním úkolům.

Pozornost bude věnována sledování vzájemného ovlivnění látek při jejich průchodu membránou. Pro studium transportu složitějších systémů bude použita nová aparatura s detekcí pomocí plynového chromatografu či hmotnostního spektrometru. Pro zaměření práce je výhodou studium v oboru fyzikální chemie nebo chemického inženýrství.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU CHEMICKÉ INŽENÝRSTVÍ

Vliv surfaktantů na rozpad bublin a kapek v turbulentním proudění

Školitel: Ing. Jiří Vejražka, Ph.D.

Oddělení vícefázových reaktorů

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

Povrchově aktivní látky (surfaktanty) jsou látky, které významně mění vlastnosti fázového rozhraní mezi kapalinou a plynem, případně mezi dvěma nemísitelnými kapalinami. Často se jedná o nečistoty v daném systému. Přidání i stopového množství surfaktantů výrazně mění chování systému (např. rychlost pohybu bublin může klesnout více než o polovinu), přitom změna běžně zjišťovaných fyzikálních vlastností tekutin (hustota, viskozita a povrchové napětí) bývá prakticky neměřitelná.

Pro výpočet vícefázových proudění (např. proudění směsi voda-ropa) při návrhu aparatur se běžně používají metody typu population balance modeling. Tyto metody počítají, jak se bude vyvíjet velikost kapek/bublin. Jako vstup tyto metody potřebují spolehlivé modely, které určí, jak velké množství kapek/bublin se vlivem proudění rozpadne na menší částice. Rozpad kapek/bublin je silně ovlivněn případnými surfaktanty přítomnými v systému.

Cílem doktorského projektu je poskytnout experimentální data o rozpadu bublin/kapek vlivem turbulentního proudění v roztocích surfaktantů. Doktorand by měl pracovat na již zhotovené experimentální aparatuře, charakterizovat turbulentní proudění v ní pomocí metody PIV a sledovat rozpad bublin a kapek pomocí počítačového zpracování záznamů kamery. Na základě dat se pokusíme sestavit fyzikální model, který popíše podmínky nutné pro rozpad. Uchazeč se nesmí bát experimentálních aparatur, počítačů a jednoduchého programování.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Vysokotlaká rovnováha kapalina-pára v systémech s iontovými kapalinami vhodnými pro záchyt oxidu uhličitého

Školitel: Ing. Zdeněk Wagner, CSc.

Laboratoř separačních procesů E. Hály

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

Cílem této doktorské práce bude experimentální studium rozpustnosti oxidu uhličitého v iontových kapalinách za vysokého tlaku. Budou studovány nové, dosud nepopsané iontové kapaliny s příbuznou strukturou kationtu a různými anionty. Výsledkem práce tedy kromě vlastního měření fázové rovnováhy bude i charakterizace těchto iontových kapalin. Bude určen vliv struktury kationtu a aniontu na makroskopické termodynamické veličiny. Tento vliv bude posouzen i na molekulární úrovni modelováním fázových rovnovah stavovou rovnicí SAFT. Výsledky této studie rovněž ukáží, jak struktura kationtu a aniontu ovlivňuje polaritu iontové kapaliny a mezimolekulární síly. Výsledky práce poslouží též pro posouzení aplikačního potenciálu studovaných nových iontových kapalin pro záchyt oxidu uhličitého a pro další průmyslové procesy.

Požadavky na uchazeče:

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

·      systematický a kreativní přístup k práci;

·      schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů

PROJEKT DOKTORSKÉHO STUDIA V OBORU FYZIKÁLNÍ CHEMIE

Transformace aerosolových částic vlivem změn v plynném prostředí

Školitel: Ing. Vladimír Ždímal Dr.

Školitel specialista: Ing. Jaroslav Schwarz, CSc.

Laboratoř chemie a fyziky aerosolů

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

Aerosolové částice jsou v atmosféře všudypřítomné a ovlivňují mnoho dějů na Zemi, od globálního oteplování po lidské zdraví. Nacházejí se převážně v chemické a fyzikální rovnováze se svým okolím, ale kvůli kontinuálním změnám v atmosféře nebo během jejich transportu např. do plic se během své doby života mění. Proto je nutné studovat jejich chování při změnách prostředí, aby bylo možné předpovědět jejich osud a transformace, když se dostanou do atmosféry nebo v ní vzniknou. Studie bude provedena za použití nově vyvinutého systému laminárních reaktorů, které umožní kontrolovat vlastnosti okolního prostředí částic. Jevy budou studovány za použití pokročilých metod aerosolové instrumentace včetně on-line chemické a fyzikální charakterizace částic aerosolovým hmotnostním spektrometrem.

Požadavky na uchazeče:

·      VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) ve fyzice, chemickém inženýrství, analytické chemii, organické chemii, fyzikální chemii, meteorologii, chemické fyzice apod.

·      systematický a kreativní přístup k práci;

·      schopnost týmové práce.

Zpět na seznam projektů