Teoria i praktyka zjawisk powierzchniowych

Zapoznanie studentów z nowoczesnymi teoriami dotyczącymi zjawisk powierzchniowych oraz nowoczesnymi metodami modelowania procesów sorpcyjnych i charakteryzacji struktury sorbentów. Omówienie wybranych metod charakteryzacji katalizatorów oraz określania mechanizmów reakcji. Zapoznanie z wybranymi przykładami przemysłowych zastosowań katalizatorów. Omówienie podstawowych definicji i pojęć, klasyfikacji katalizatorów i reakcji katalitycznych (kataliza w roztworach: kataliza kwasowo-zasadowa, kataliza z przeniesieniem elektronu, kataliza związków organometalicznych, własności katalityczne makrocząsteczek, kataliza między fazowa).

Podstawowe definicje i prawa elektrochemii. Nośniki ładunku elektrycznego. Elektrochemia roztworów elektrolitów. Międzyfazowe zjawiska elektryczne. Metody modyfikacji powierzchni elektrod. Elektrody węglowe, kompozytowe. organiczno-nieorganiczne, kompozyty z materiałami pochodzenia biologicznego.

1. Zapoznanie słuchaczy z podstawowymi informacjami o istocie i naturze zjawiska katalizy, w tym zwłaszcza katalizy heterogenicznej. Omówienie wybranych metod charakteryzacji katalizatorów oraz określania mechanizmów reakcji. Zapoznanie z wybranymi przykładami przemysłowych zastosowań katalizatorów. Kataliza w ochronie środowiska. Zapoznanie z głównymi metodami otrzymywania katalizatorów.

2. Podstawowe definicje i pojęcia, klasyfikacja katalizatorów i reakcji katalitycznych. Kataliza w roztworach: kataliza kwasowo-zasadowa, kataliza z przeniesieniem elektronu, kataliza związków organometalicznych, własności katalityczne makrocząsteczek, kataliza między fazowa. Własności katalityczne polimerów. Kataliza na powierzchni ciała stałego oraz w ciałach nanoporowatych. Metody pomiaru aktywności katalitycznej. Wybrane procesy katalityczne w ochronie środowiska.

3. Zapoznanie studentów z nowoczesnymi teoriami dotyczącymi zjawisk powierzchniowych oraz nowoczesnymi metodami modelowania procesów sorpcyjnych i charakteryzacji struktury sorbentów.

4. Adsorpcja: Podstawowe pojęcia, klasyfikacje izoterm adsorpcji płynów podkrytycznych (IUPAC) i nadkrytycznych (Aranovich - Donohue), wysokorozdzielcza metoda as, równanie Kelvina, podstawowe modele analityczne: Langmuir, BET, DA. Adsorbenty: alotropy węgla, fulereny i nanorurki, modele budowy węgli aktywnych. Zeolity i materiały typu MCM. Heterogeniczność powierzchni: GAI, Metoda Nguyena i Do,

5. Synteza i modyfikacja adsorbentów

Nanopory – definicja, mechanizmy adsorpcji z fazy gazowej i ciekłej w nanoporach, klasyfikacje izoterm adsorpcji. Sorbenty nanoporowate stosowane w praktyce: krzemionki, zeolity, materiały uporządkowane typu MCM, SBA-15, nanorogi węglowe, MOF, kompozyty nanorurkowo-polimerowe, membrany nanorurkowe. Współczesne i perspektywiczne zastosowania sorbentów nanoporowatych.

6. Aspekty teoretyczne i praktyczne procesu ekstrakcji w układzie ciecz-ciało stałe

7. Teoria kinetyczna procesu separacji w technikach chromatograficznych

8. Możliwości zastosowania preparatywnej i procesowej chromatografii cieczowej

9. Warunki i optymalizacja procesu rozdzielania mieszanin wieloskładnikowych za pomocą GC (rodzaje faz stacjonarnych, ocena jakości kolumn)

10. Układy wielowymiarowe – zastosowania analityczne

W ramach pracowni m.in.

1) Pomiar kinetyki adsorpcji fenolu roztworu wodnego na wglu komercyjnym w temperaturze pokojowej.

2) Pomiar izotermy adsorpcji fenolu na wglu komercyjnym w temperaturze pokojowej.

3) Badania procesu karbonizacji celulozy.

4) Badania sorpcji wody i alkoholi na wglach metod FTIR.

5) Fizyko-chemiczna charakterystyka katalizatorów heterogenicznych:

6) Wyznaczenie właściwości kwasowo-zasadowych powierzchni katalizatorów.

7) Zastosowanie techniki XPS do badań katalizatorów heterogenicznych. Interpretacja widm XPS katalizatorów na bazie węgli aktywnych.

8) Katalityczny rozkład H2O2 w roztworach wodnych. Wyznaczanie pozornej energii aktywacji.

9) Badanie aktywności katalitycznej węgli aktywnych w wybranych procesach katalitycznych metodą przepływową ciągłą.

10) Katalityczny rozkład chlorowcopochodnych w fazie gazowej.

11) Wyodrębnianie lotnych zanieczyszczeń powietrza z wykorzystaniem adsorbentów węglowych

12) Zastosowanie sorbentów oktadecylowych do sorpcji barwników roślinnych w układzie ciecz-ciało stałe.

13) Preparatywna chromatografia cienkowarstwowa w oczyszczaniu ekstraktów roślinnych (wyodrębnianie i oznaczanie polifenoli i alkaloidów z herbaty)

Literatura podstawowa:

1. R.T. Yang, Adsorbents: Fundamentals and Applications, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, 2003.

2. D.D. Do, Adsorption Analysis: Equilibria and Kinetics, Imperial College Press, London, 1998.

3. F. Rouquerol, J. Rouquerol and K. Sing, Adsorption by Powders and Porous Solids, Academic Press, London, 1999.

4. J. K. Garbacz, G. Rychlicki, „Wybrane zagadnienia teorii i metod pomiarowych adsorpcji gazów”, Wydawnictwo UMK, skrypt, Toruń 1984,

5. J. Ościk, „Adsorpcja”, wydawnictwo PWN, Warszawa 1974,

6. D. M. Young, A. D. Cromwell, Fizyczna adsorpcja gazów, wydawnictwo PWN, Warszawa 1968,

7. H. Jankowska, A. Świątkowski, J. Choma, „Węgiel Aktywny”, Wydawnictwo Naukowi-Techniczne, Warszawa 1985.

8. I.J. Nejmark, Syntetyczne adsorbenty mineralne, WNT, Warszawa, 1988.

Literatura uzupełniająca:

1. E. J. Bottani and J.M.D. Tascon (Editors), Adsorption by Carbons, Elsevier, Amsterdam, 2008.

2. R.T. Yang, Adsorbents: Fundamentals and Applications, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, 2003.

3. J.A. Moulijn, P.W.N.M. van Leeuwen and R.A. Santen (editors), Catalysis: An Integrated Approach to Homogeneous, Heterogeneous and Industrial Catalysis, Elsevier, Amsterdam, 1993.

4. J. M. Thomas, W. J. Thomas, Principles and Practice of Heterogeneous Catalysis, VCH, Weinheim, 1997.

5. Tiwari A., Tiwari A., Nanomaterials, Wiley, 2013

6. Szewczyk P., Nanotechnologie. Aspekty techniczne, środowiskowe i społeczne, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2011.

7. Regis E., Nanotechnologia : narodziny nowej nauki, czyli świat cząsteczka po cząsteczce, Warszawa: Prószyński i S-ka,2001.

Kelsall R.W., Hamley I.W., Geoghegan M., Nanotechnologie. PWN, 2009.

Zapoznanie studentów z nowoczesnymi teoriami dotyczącymi zjawisk powierzchniowych oraz nowoczesnymi metodami modelowania procesów sorpcyjnych i charakteryzacji struktury sorbentów. Omówienie wybranych metod charakteryzacji katalizatorów oraz określania mechanizmów reakcji. Zapoznanie z wybranymi przykładami przemysłowych zastosowań katalizatorów. Omówienie podstawowych definicji i pojęć, klasyfikacji katalizatorów i reakcji katalitycznych (kataliza w roztworach: kataliza kwasowo-zasadowa, kataliza z przeniesieniem elektronu, kataliza związków organometalicznych, własności katalityczne makrocząsteczek, kataliza między fazowa).

Podstawowe definicje i prawa elektrochemii. Nośniki ładunku elektrycznego. Elektrochemia roztworów elektrolitów. Międzyfazowe zjawiska elektryczne. Metody modyfikacji powierzchni elektrod. Elektrody węglowe, kompozytowe. organiczno-nieorganiczne, kompozyty z materiałami pochodzenia biologicznego.

1. Zapoznanie słuchaczy z podstawowymi informacjami o istocie i naturze zjawiska katalizy, w tym zwłaszcza katalizy heterogenicznej. Omówienie wybranych metod charakteryzacji katalizatorów oraz określania mechanizmów reakcji. Zapoznanie z wybranymi przykładami przemysłowych zastosowań katalizatorów. Kataliza w ochronie środowiska. Zapoznanie z głównymi metodami otrzymywania katalizatorów.

2. Podstawowe definicje i pojęcia, klasyfikacja katalizatorów i reakcji katalitycznych. Kataliza w roztworach: kataliza kwasowo-zasadowa, kataliza z przeniesieniem elektronu, kataliza związków organometalicznych, własności katalityczne makrocząsteczek, kataliza między fazowa. Własności katalityczne polimerów. Kataliza na powierzchni ciała stałego oraz w ciałach nanoporowatych. Metody pomiaru aktywności katalitycznej. Wybrane procesy katalityczne w ochronie środowiska.

3. Zapoznanie studentów z nowoczesnymi teoriami dotyczącymi zjawisk powierzchniowych oraz nowoczesnymi metodami modelowania procesów sorpcyjnych i charakteryzacji struktury sorbentów.

4. Adsorpcja: Podstawowe pojęcia, klasyfikacje izoterm adsorpcji płynów podkrytycznych (IUPAC) i nadkrytycznych (Aranovich - Donohue), wysokorozdzielcza metoda as, równanie Kelvina, podstawowe modele analityczne: Langmuir, BET, DA. Adsorbenty: alotropy węgla, fulereny i nanorurki, modele budowy węgli aktywnych. Zeolity i materiały typu MCM. Heterogeniczność powierzchni: GAI, Metoda Nguyena i Do,

5. Synteza i modyfikacja adsorbentów

Nanopory – definicja, mechanizmy adsorpcji z fazy gazowej i ciekłej w nanoporach, klasyfikacje izoterm adsorpcji. Sorbenty nanoporowate stosowane w praktyce: krzemionki, zeolity, materiały uporządkowane typu MCM, SBA-15, nanorogi węglowe, MOF, kompozyty nanorurkowo-polimerowe, membrany nanorurkowe. Współczesne i perspektywiczne zastosowania sorbentów nanoporowatych.

6. Aspekty teoretyczne i praktyczne procesu ekstrakcji w układzie ciecz-ciało stałe

7. Teoria kinetyczna procesu separacji w technikach chromatograficznych

8. Możliwości zastosowania preparatywnej i procesowej chromatografii cieczowej

9. Warunki i optymalizacja procesu rozdzielania mieszanin wieloskładnikowych za pomocą GC (rodzaje faz stacjonarnych, ocena jakości kolumn)

10. Układy wielowymiarowe – zastosowania analityczne

W ramach pracowni m.in.

1) Pomiar kinetyki adsorpcji fenolu roztworu wodnego na wglu komercyjnym w temperaturze pokojowej.

2) Pomiar izotermy adsorpcji fenolu na wglu komercyjnym w temperaturze pokojowej.

3) Badania procesu karbonizacji celulozy.

4) Badania sorpcji wody i alkoholi na wglach metod FTIR.

5) Fizyko-chemiczna charakterystyka katalizatorów heterogenicznych:

6) Wyznaczenie właściwości kwasowo-zasadowych powierzchni katalizatorów.

7) Zastosowanie techniki XPS do badań katalizatorów heterogenicznych. Interpretacja widm XPS katalizatorów na bazie węgli aktywnych.

8) Katalityczny rozkład H2O2 w roztworach wodnych. Wyznaczanie pozornej energii aktywacji.

9) Badanie aktywności katalitycznej węgli aktywnych w wybranych procesach katalitycznych metodą przepływową ciągłą.

10) Katalityczny rozkład chlorowcopochodnych w fazie gazowej.

11) Wyodrębnianie lotnych zanieczyszczeń powietrza z wykorzystaniem adsorbentów węglowych

12) Zastosowanie sorbentów oktadecylowych do sorpcji barwników roślinnych w układzie ciecz-ciało stałe.

13) Preparatywna chromatografia cienkowarstwowa w oczyszczaniu ekstraktów roślinnych (wyodrębnianie i oznaczanie polifenoli i alkaloidów z herbaty)

Literatura podstawowa:

1. R.T. Yang, Adsorbents: Fundamentals and Applications, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, 2003.

2. D.D. Do, Adsorption Analysis: Equilibria and Kinetics, Imperial College Press, London, 1998.

3. F. Rouquerol, J. Rouquerol and K. Sing, Adsorption by Powders and Porous Solids, Academic Press, London, 1999.

4. J. K. Garbacz, G. Rychlicki, „Wybrane zagadnienia teorii i metod pomiarowych adsorpcji gazów”, Wydawnictwo UMK, skrypt, Toruń 1984,

5. J. Ościk, „Adsorpcja”, wydawnictwo PWN, Warszawa 1974,

6. D. M. Young, A. D. Cromwell, Fizyczna adsorpcja gazów, wydawnictwo PWN, Warszawa 1968,

7. H. Jankowska, A. Świątkowski, J. Choma, „Węgiel Aktywny”, Wydawnictwo Naukowi-Techniczne, Warszawa 1985.

8. I.J. Nejmark, Syntetyczne adsorbenty mineralne, WNT, Warszawa, 1988.

Literatura uzupełniająca:

1. E. J. Bottani and J.M.D. Tascon (Editors), Adsorption by Carbons, Elsevier, Amsterdam, 2008.

2. R.T. Yang, Adsorbents: Fundamentals and Applications, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, 2003.

3. J.A. Moulijn, P.W.N.M. van Leeuwen and R.A. Santen (editors), Catalysis: An Integrated Approach to Homogeneous, Heterogeneous and Industrial Catalysis, Elsevier, Amsterdam, 1993.

4. J. M. Thomas, W. J. Thomas, Principles and Practice of Heterogeneous Catalysis, VCH, Weinheim, 1997.

5. Tiwari A., Tiwari A., Nanomaterials, Wiley, 2013

6. Szewczyk P., Nanotechnologie. Aspekty techniczne, środowiskowe i społeczne, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2011.

7. Regis E., Nanotechnologia : narodziny nowej nauki, czyli świat cząsteczka po cząsteczce, Warszawa: Prószyński i S-ka,2001.

Kelsall R.W., Hamley I.W., Geoghegan M., Nanotechnologie. PWN, 2009.

Zapoznanie studentów z nowoczesnymi teoriami dotyczącymi zjawisk powierzchniowych oraz nowoczesnymi metodami modelowania procesów sorpcyjnych i charakteryzacji struktury sorbentów. Omówienie wybranych metod charakteryzacji katalizatorów oraz określania mechanizmów reakcji. Zapoznanie z wybranymi przykładami przemysłowych zastosowań katalizatorów. Omówienie podstawowych definicji i pojęć, klasyfikacji katalizatorów i reakcji katalitycznych (kataliza w roztworach: kataliza kwasowo-zasadowa, kataliza z przeniesieniem elektronu, kataliza związków organometalicznych, własności katalityczne makrocząsteczek, kataliza między fazowa).

Podstawowe definicje i prawa elektrochemii. Nośniki ładunku elektrycznego. Elektrochemia roztworów elektrolitów. Międzyfazowe zjawiska elektryczne. Metody modyfikacji powierzchni elektrod. Elektrody węglowe, kompozytowe. organiczno-nieorganiczne, kompozyty z materiałami pochodzenia biologicznego.

1. Zapoznanie słuchaczy z podstawowymi informacjami o istocie i naturze zjawiska katalizy, w tym zwłaszcza katalizy heterogenicznej. Omówienie wybranych metod charakteryzacji katalizatorów oraz określania mechanizmów reakcji. Zapoznanie z wybranymi przykładami przemysłowych zastosowań katalizatorów. Kataliza w ochronie środowiska. Zapoznanie z głównymi metodami otrzymywania katalizatorów.

2. Podstawowe definicje i pojęcia, klasyfikacja katalizatorów i reakcji katalitycznych. Kataliza w roztworach: kataliza kwasowo-zasadowa, kataliza z przeniesieniem elektronu, kataliza związków organometalicznych, własności katalityczne makrocząsteczek, kataliza między fazowa. Własności katalityczne polimerów. Kataliza na powierzchni ciała stałego oraz w ciałach nanoporowatych. Metody pomiaru aktywności katalitycznej. Wybrane procesy katalityczne w ochronie środowiska.

3. Zapoznanie studentów z nowoczesnymi teoriami dotyczącymi zjawisk powierzchniowych oraz nowoczesnymi metodami modelowania procesów sorpcyjnych i charakteryzacji struktury sorbentów.

4. Adsorpcja: Podstawowe pojęcia, klasyfikacje izoterm adsorpcji płynów podkrytycznych (IUPAC) i nadkrytycznych (Aranovich - Donohue), wysokorozdzielcza metoda as, równanie Kelvina, podstawowe modele analityczne: Langmuir, BET, DA. Adsorbenty: alotropy węgla, fulereny i nanorurki, modele budowy węgli aktywnych. Zeolity i materiały typu MCM. Heterogeniczność powierzchni: GAI, Metoda Nguyena i Do,

5. Synteza i modyfikacja adsorbentów

Nanopory – definicja, mechanizmy adsorpcji z fazy gazowej i ciekłej w nanoporach, klasyfikacje izoterm adsorpcji. Sorbenty nanoporowate stosowane w praktyce: krzemionki, zeolity, materiały uporządkowane typu MCM, SBA-15, nanorogi węglowe, MOF, kompozyty nanorurkowo-polimerowe, membrany nanorurkowe. Współczesne i perspektywiczne zastosowania sorbentów nanoporowatych.

6. Aspekty teoretyczne i praktyczne procesu ekstrakcji w układzie ciecz-ciało stałe

7. Teoria kinetyczna procesu separacji w technikach chromatograficznych

8. Możliwości zastosowania preparatywnej i procesowej chromatografii cieczowej

9. Warunki i optymalizacja procesu rozdzielania mieszanin wieloskładnikowych za pomocą GC (rodzaje faz stacjonarnych, ocena jakości kolumn)

10. Układy wielowymiarowe – zastosowania analityczne

W ramach pracowni m.in.

1) Pomiar kinetyki adsorpcji fenolu roztworu wodnego na wglu komercyjnym w temperaturze pokojowej.

2) Pomiar izotermy adsorpcji fenolu na wglu komercyjnym w temperaturze pokojowej.

3) Badania procesu karbonizacji celulozy.

4) Badania sorpcji wody i alkoholi na wglach metod FTIR.

5) Fizyko-chemiczna charakterystyka katalizatorów heterogenicznych:

6) Wyznaczenie właściwości kwasowo-zasadowych powierzchni katalizatorów.

7) Zastosowanie techniki XPS do badań katalizatorów heterogenicznych. Interpretacja widm XPS katalizatorów na bazie węgli aktywnych.

8) Katalityczny rozkład H2O2 w roztworach wodnych. Wyznaczanie pozornej energii aktywacji.

9) Badanie aktywności katalitycznej węgli aktywnych w wybranych procesach katalitycznych metodą przepływową ciągłą.

10) Katalityczny rozkład chlorowcopochodnych w fazie gazowej.

11) Wyodrębnianie lotnych zanieczyszczeń powietrza z wykorzystaniem adsorbentów węglowych

12) Zastosowanie sorbentów oktadecylowych do sorpcji barwników roślinnych w układzie ciecz-ciało stałe.

13) Preparatywna chromatografia cienkowarstwowa w oczyszczaniu ekstraktów roślinnych (wyodrębnianie i oznaczanie polifenoli i alkaloidów z herbaty)

Literatura podstawowa:

1. R.T. Yang, Adsorbents: Fundamentals and Applications, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, 2003.

2. D.D. Do, Adsorption Analysis: Equilibria and Kinetics, Imperial College Press, London, 1998.

3. F. Rouquerol, J. Rouquerol and K. Sing, Adsorption by Powders and Porous Solids, Academic Press, London, 1999.

4. J. K. Garbacz, G. Rychlicki, „Wybrane zagadnienia teorii i metod pomiarowych adsorpcji gazów”, Wydawnictwo UMK, skrypt, Toruń 1984,

5. J. Ościk, „Adsorpcja”, wydawnictwo PWN, Warszawa 1974,

6. D. M. Young, A. D. Cromwell, Fizyczna adsorpcja gazów, wydawnictwo PWN, Warszawa 1968,

7. H. Jankowska, A. Świątkowski, J. Choma, „Węgiel Aktywny”, Wydawnictwo Naukowi-Techniczne, Warszawa 1985.

8. I.J. Nejmark, Syntetyczne adsorbenty mineralne, WNT, Warszawa, 1988.

Literatura uzupełniająca:

1. E. J. Bottani and J.M.D. Tascon (Editors), Adsorption by Carbons, Elsevier, Amsterdam, 2008.

2. R.T. Yang, Adsorbents: Fundamentals and Applications, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, 2003.

3. J.A. Moulijn, P.W.N.M. van Leeuwen and R.A. Santen (editors), Catalysis: An Integrated Approach to Homogeneous, Heterogeneous and Industrial Catalysis, Elsevier, Amsterdam, 1993.

4. J. M. Thomas, W. J. Thomas, Principles and Practice of Heterogeneous Catalysis, VCH, Weinheim, 1997.

5. Tiwari A., Tiwari A., Nanomaterials, Wiley, 2013

6. Szewczyk P., Nanotechnologie. Aspekty techniczne, środowiskowe i społeczne, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2011.

7. Regis E., Nanotechnologia : narodziny nowej nauki, czyli świat cząsteczka po cząsteczce, Warszawa: Prószyński i S-ka,2001.

Kelsall R.W., Hamley I.W., Geoghegan M., Nanotechnologie. PWN, 2009.