1. Sinteza funkcionaliziranih magnetnih nanodelcev z mikrovalovno pečico za uporabo v biomedicini : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeAmanda Žižek, 2023, diplomsko delo Opis: V zadnjem času se magnetni nanodelci (MND) vedno več uporabljajo v raznih biomedicinskih aplikacijah. Nanotehnologija omogoča oblikovanje nanodelcev, ki delujejo kot toplotni viri in se aktivirajo pod vplivom zunanjega magnetnega polja. Ko nanodelci v tkivih absorbirajo magnetno energijo, se lokalno segrejejo, kar omogoča usmerjeno uničevanje rakavih celic. Prav tako jih lahko uporabljamo za čiščenje plastičnih odpadkov, predvsem mikro- in nanoplastike iz raznih vodnih tokov.
Diplomsko delo obsega mikrovalovno sintezo MND železovega oksida (maghemita), ki smo ga nato funkcionalizirali s citronsko kislino (CK), da smo povečali stabilnost delcev. Primerjali smo, kako vplivajo čas, temperatura in količina dodane kisline na stabilnost nanodelcev. Pridobljene nanodelce smo nato karakterizirali s pomočjo termogravimetrične metode (TGA), dinamičnega sipanja svetlobe (DLS), infrardeče spektroskopije s Fourierovo transformacijo (FTIR), rentgenske praškovne difrakcije (RTG), določevali smo tudi izoelektrično točko izhodnih in oblečenih nanodelcev. Diplomsko delo vsebuje tudi opis posameznih sinteznih stopenj in karakterizacije ter diskusijo vseh dobljenih rezultatov. Ključne besede: magnetni nanodelci, citronska kislina, mikrovalovna sinteza, funkcionalizacija, magnetna hipertermija Objavljeno v DKUM: 11.09.2023; Ogledov: 44; Prenosov: 7
Celotno besedilo (2,21 MB) |
2. Razvoj in implementacija simulacijskega modela reaktorja za Fisher-Tropschevo sintezo za zeleni prehod v AVL CRUISE TM M : magistrsko deloJan Gimpelj, 2023, magistrsko delo Opis: V tem magistrskem delu smo se osredotočili na študij in modeliranje visokotemperaturnega Fischer-Tropschevega procesa, s poudarkom na razumevanju procesnih pogojev, vloge katalizatorjev in mehanizmov kemijske reakcije. Fischer-Tropscheva sinteza je kemijski postopek za pretvorbo sinteznega plina, mešanice ogljikovega monoksida in vodika, v ogljikovodike. Osrednji del dela je bil razvoj kinetičnega modela in njegova implementacija v programih Aspen Plus in CRUISETM M. Glavni cilj študije je bil raziskati in primerjati izhodne rezultate obeh programov, opazovati vpliv parametrov, kot so temperatura, sestava vtoka in tlak, na presnovo reaktantov in proizvodnjo produktov, ter proučiti vpliv diskretizacije v programu CRUISETM M. Rezultati analize kažejo razlike v izračunanih vrednostih med obema programoma. V programu Aspen Plus smo opazili večjo presnovo reaktantov oziroma večji masni pretok nasičenih in nenasičenih ogljikovodikov. V obeh simulacijah smo med produkti opazili največji masni delež pentana. V nadaljevanju smo se posvetili primerjavi rezultatov z literaturo, s posebnim poudarkom na analizi parametra α (verjetnost rasti verige), ki vpliva na distribucijo ogljikovodikov na izhodu iz reaktorja. V študiji smo preučevali tudi vpliv različnih faktorjev, kot so temperatura, sestava vtoka in tlak na rezultate reakcije Fischer-Tropscheve sinteze. Rezultati kažejo, da temperatura, sestava vtoka in tlak občutno vplivajo na selektivnost in količino produktov. Študija predstavlja pomemben prispevek k boljšemu razumevanju Fischer-Tropschevega procesa, saj ponuja podrobno analizo vpliva različnih parametrov na reakcijski sistem. Poleg tega kinetični model, implementiran v dveh različnih programskih okoljih, predstavlja koristno orodje za nadaljnje študije in optimizacijo procesa Fischer-Tropsch. Ključne besede: Fischer-Tropscheva sinteza, CRUISE TM M, Aspen Plus, sintezni plin, bencin, dizelsko gorivo Objavljeno v DKUM: 11.09.2023; Ogledov: 44; Prenosov: 15
Celotno besedilo (2,64 MB) |
3. Mehanokemijska sinteza nanodelcev ternarnih kadmijevih halkogenidov : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeNeža Zanjkovič, 2023, diplomsko delo Opis: Binarni kadmijevi halkogenidi (CdS, CdSe, CdTe) so zaradi svojih termoelektričnih, polprevodniških in optičnih lastnosti pomembni materiali v fotovoltaiki in fotoprevodnosti, medtem ko so ternarne spojine s halkogenidi (CdSₓSe₁₋ₓ, CdSₓTe₁₋ₓ in CdSeₓTe₁₋ₓ) pomembne katalitske snovi.
V sklopu diplomske naloge smo mehanokemijsko sintetizirali binarne (CdS, CdSe, CdTe) in ternarne (CdSₓSe₁₋ₓ, CdSₓTe₁₋ₓ in CdSeₓTe₁₋ₓ) kadmijeve halkogenide v obliki nanodelcev. Sintezo smo izvajali s planetarnim mikromlinom, pri čemer smo ugotavljali, kakšen čas je potreben za učinkovito sintezo nanodelcev. Po končani sintezi smo učinkovitost sinteze in karakteristike sintetiziranih nanodelcev preverili z diferenčno dinamično kalorimetrijo, s termogravimetrično analizo, z rentgensko praškovno difrakcijo, z dinamičnim sipanjem svetlobe in s transmisijsko elektronsko mikroskopijo. Ključne besede: mehanokemijska sinteza, planetarni mikromlin, kadmijevi halkogenidi, nanodelci, karakterizacijske tehnike nanodelcev Objavljeno v DKUM: 06.09.2023; Ogledov: 58; Prenosov: 17
Celotno besedilo (4,86 MB) |
4. Primerjava zaporedne in simultane sinteze toplotno integriranih vodnih omrežij : magistrsko deloNikolina Cetin, 2023, magistrsko delo Opis: V magistrskem delu smo primerjali dva pristopa pridobivanja toplotno integriranega vodnega omrežja. Prvi pristop je bil zaporedni pristop, katerega smo zasnovali s konstrukcijo vodnega omrežja v prvem koraku s pomočjo nelinearnega programiranja (NLP). Na podlagi pridobljenega vodnega omrežja smo sestavili niz različnih možnih toplotnih tokov, glede na možnosti mešanja tokov. Na podlagi pridobljenih tokov smo izvedli različne primere toplotne integracije s pomočjo mešano celoštevilskega nelinearnega programiranja (MINLP) in modela Synheat ter primerjali njihove skupne letne stroške. Drugi pristop je bil simultani pristop, kjer smo hkrati optimirali celotno toplotno integrirano vodno omrežje s pomočjo mešano celoštevilskega nelinearnega programiranja (MINLP). V obeh pristopih je bila namenska funkcija definirana kot minimiranje skupnih letnih stroškov toplotno integriranega vodnega omrežja.
Pri zaporednem pristopu smo obravnavali štiri različne primere pridobivanja toplotnih tokov. Rešitev je bila toplotno integrirano vodno omrežje. Omrežje, ki je po optimizaciji doseglo najnižje skupne letne stroške (TAC) smo nato primerjali z rešitvijo simultanega omrežja. Pri primerjavi smo se osredotočili na postavitev omrežja, tokove, ki so določeni, količino izmenjane oz. oddane toplote, potrebne velikosti prenosnikov in grelcev ter investicijo in obratovalne stroške. Ugotovili smo, da simultani pristop zagotavlja nižje skupne letne stroške toplotno integriranega vodnega omrežja, saj omogoča optimalno razmerje cepitve tokov za zmanjšane površine prenosnikov, česar pri zaporednem pristopu ne moremo napovedati, saj obstaja neskončno mnogo možnosti za razmerje cepitve tokov. Ključne besede: vodna omrežja, toplotna integracija, toplotno integrirana vodna omrežja, zaporedna sinteza, simultana sinteza, matematično programiranje Objavljeno v DKUM: 03.04.2023; Ogledov: 217; Prenosov: 39
Celotno besedilo (1,92 MB) |
5. Sinteza magnetnih nanodelcev s planetarnim mikromlinom : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeNika Bobinski, 2022, diplomsko delo Opis: V diplomskem delu smo sintetizirali magnetne nanodelce magnetita z obarjanjem ionov Fe2+ in Fe3+. Magnetit smo skupaj sintetizirali trikrat. Sintetizirane nanodelce v kombinaciji z bakrom smo mleli v različnih masnih razmerjih s planetarnim mikromlinom pri istih pogojih. Vsako mletje je potekalo pri 600 obratih na minuto. Mleli smo trikrat po dva cikla. En cikel mletja je predstavljalo 30 minut mletja in 30 minut premora. Skupaj smo posledično mleli en vzorec 3 ure. Po številnih poskusih z različnimi reprezentativnimi izbori smo pred mletjem točno določen in tudi edini vzorec 1 g bakra in 1 g magnetita druge sinteze prepihali z inertnim plinom argonom, da bi ugotovili, ali na rezultate vpliva inertna atmosfera. Ta vzorec smo naknadno primerjali z isto vsebino in pogoji mletja vzorca, le da je bilo mletje izvedeno pri atmosferi, ki jo je predstavljal zrak. Naknadno smo vsako vzorčno skupino analizirali z ustreznimi metodami. Analize smo opravljali tako z mletimi vzorci in tudi vzorci, ki so bili samo strti v terilnici s pestilom.
Opravili smo termogravimetrično analizo (TGA, ang. thermogravimetric analysis), rentgensko praškovno difrakcijo (XRD, ang. X-Ray powder diffraction), uporabili sistem za lasersko merjenje velikosti delcev in zeta potenciala, ki ga imenujemo tudi metoda dinamičnega sipanja svetlobe (DLS, ang. dynamic light scattering) in izmerili Curiejevo temperaturo (Tc, ang. Curie temperature).
V diplomskem delu je prikazana analiza, v kateri smo raziskovali, kakšen je bil namen sintetiziranja magnetnih nanodelcev. Delce bi uporabili v človeškem telesu v medicinske namene pri temperaturi 42 °C ali 43 °C, saj pri tej temperaturi delci izgubijo magnetne lastnosti. Ključne besede: sinteza magnetita, magnetni nanodelci, planetarni mikromlin, Curiejeva temperatura Objavljeno v DKUM: 19.09.2022; Ogledov: 306; Prenosov: 59
Celotno besedilo (11,75 MB) |
6. Sinteza funkcionaliziranih magnetnih nanodelcev z mikrovalovno pečico za uporabo v procesu napredne osmoze : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeMeta Kočevar, 2022, diplomsko delo Opis: Konvencionalne tehnologije čiščenja vode so v preteklih letih zelo pripomogle k čiščenju odpadnih voda, vendar so vedno večje potrebe po čisti pitni vodi te tehnologije potisnile do njihovih skrajnih meja. Ena izmed rešitev problema čiščenja vode je proces napredne osmoze, ki za svoje delovanje potrebuje gonilno raztopino, ki ustvarja ustrezen osmotski tlak. V sklopu diplomske naloge smo sintetizirali magnetne nanodelce (MND) v mikrovalovni pečici in jih uspešno funkcionalizirali s (poli)akrilno kislino. Preučevali smo, kako vplivata čas in temperatura sinteze na končni osmotski tlak pripravljenih raztopin. Potrdili smo, da tako daljši čas kot tudi višja temperatura pri sintezi pripomoreta k višjemu osmotskemu tlaku raztopine MND. Visoki osmotski tlaki sintetiziranih magentnih nanodelcev nakazujejo, da bi takšne raztopine lahko uporabili kot gonilne raztopine v procesu napredne osmoze. MND smo karakterizirali s Fourierovo transformacijsko infrardečo spektroskopijo (FTIR), termogravimetrično analizo (TGA), dinamičnim sipanjem svetlobe (DLS), rentgensko praškovno difrakcijo (RTG) ter z merjenjem osmotskega tlaka. S pomočjo karakterizacije smo ugotovili, da so sintetizirani nanodelci mešanica goetita in maghemita. V diplomski nalogi so predstavljeni rezultati in meritve vseh opravljenih sintez, kot tudi diskusija rezultatov. Ključne besede: magnetni nanodelci, poli(akrilna kislina), mikrovalovna sinteza, napredna osmoza, osmotski tlak Objavljeno v DKUM: 14.09.2022; Ogledov: 363; Prenosov: 96
Celotno besedilo (2,88 MB) |
7. Sinteza in uporaba kovinskega katalizatorja na TiO2 nosilcu : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeMaja Helbel, 2022, diplomsko delo Opis: Namen diplomskega dela je bil sintetizirati, karakterizirati in uporabiti kovinske katalizatorje na TiO2 nosilcu. Postopek sinteze katalizatorjev smo izvajali z metodo mokre impregnacije različnih aktivnih soli kovin na izbrani nosilec. Aktivnost sintetiziranih katalizatorjev smo preverjali z reakcijo esterifikacije miristinske kisline z metanolom v šaržnem reaktorju. Metoda ob izbranih pogojih ni bila primerna, saj nismo dobili aktivnih katalizatorjev. Sintetizirali smo še katalizatorje na nosilec γ-Al2O3. Nanj smo vezali različne kovinske ione, a le v primeru vezave Al3+ in Zn2+ ionov dobili učinkovite katalizatorje. Produkte smo po zaključeni reakciji analizirali s HPLC sklopljenim z UV-VIS detektorjem. Na osnovi dobljenih rezultatov za standardne raztopine smo skonstruirali umeritveno krivuljo ter iz nje izračunali koncentracije in presnovo miristinske kisline v metil miristat. Najvišjo presnovo reakcije (88,2 %) in največ metil miristata smo dobili v primeru vezave Al3+ ionov.
Sintetizirane katalizatorje smo karakterizirali z različnimi metodami, kot so Brunauer-Emmett-Teller metoda za merjenje adsorpcije N2 plina, diferenčna dinamična kalorimetrija, infrardeča spektroskopija s Fourierjevo transformacijo, vrstična elektronska mikroskopija, termogravimetrična analiza in temperaturno programirana desorpcija. Iz analize z omenjenimi metodami smo dobili podatke o obliki, zgradbi ter kemijskih in fizikalnih lastnostih sintetiziranih katalizatorjev. Ključne besede: kovinski katalizator, TiO2, Al2O3, sinteza, esterifikacija, miristinska kislina Objavljeno v DKUM: 08.09.2022; Ogledov: 339; Prenosov: 73
Celotno besedilo (4,24 MB) |
8. Mikrokinetično modeliranje katalitske pretvorbe ogljikovega dioksida v metanol : doktorska disertacijaAnže Prašnikar, 2022, doktorska disertacija Opis: Zmanjšanje emisij toplogrednih plinov v ozračje je ključno za ohranitev stanja okolice. Obenem je za trajnostni razvoj potrebna uporaba obnovljivih surovin in energije, s čimer se lahko v prihodnosti izognemo pomanjkanju virov in finančni nestabilnosti. Namen doktorske disertacije je prispevati k hitrejšemu prehodu na uporabo trajnostnih tehnologij, še posebej na področju katalitske vezave ogljikovega dioksida v uporabnejše snovi, kot je metanol. Pri tem procesu bi uporabili vodik, primarno proizveden z elektrolizo vode iz spremenljive presežne vetrne oz. sončne energije, s čimer bi poskrbeli za stabilizacijo električnega omrežja.
Pri tem je poznavanje obnašanja strukture in posledično aktivnosti katalizatorja zaradi zajema in obdelave velikih količin emisij ključnega pomena. Običajno so kinetični modeli izdelani prek predpostavke ene reakcijske poti in najpočasnejšega koraka pri pretvorbi. Z izdelavo mikrokinetičnega modela, ki vključuje posamezne korake pretvorbe na določenih aktivnih mestih površine, lahko povežemo strukturo in aktivnost katalizatorja. Tak model je robusten, saj temelji na manjšem številu predpostavk in ga lahko uporabimo za natančnejšo optimizacijo procesa.
Disertacija vključuje preučevanje vpliva strukture in sestave katalizatorjev na hitrost pretvorbe ogljikovega dioksida za opis aktivnih mest pri pretvorbi za sintezo metanola. Na podlagi teh opažanj je bila izbrana in prilagojena ab initio kinetika (oz. kinetika iz prvih principov) določene strukture aktivnega mesta. Pri tem so bile za namen določitve strukture materialov uporabljene razne metode karakterizacije (N2O PSO-pulzna površinska oksidacija z N2O, STEM-EDS-vrstična elektronska mikroskopija z energijsko disperzivno spektroskopijo, XPS-rentgenska fotoelektronska spektroskopija, XRD-rentgenska praškovna difrakcija z Rietveldovo analizo, N2-fizisorpcija in številne druge).
Glavna odkritja vključujejo prispevek k določitvi dinamike Zn oz. ZnO na industrijskem katalizatorju Cu/ZnO/Al2O3, ki narekuje aktivnost materiala. Določen je bil vpliv ključne razlike med pretvorbo mešanice CO2/H2 in komercialnega procesa pretvorbe sinteznega plina (v večji meri CO namesto CO2), ki je zdaj proizveden iz fosilnih surovin. Ta razlika je prisotnost nastale vode iz CO2, ki glede na to študijo povzroči deaktivacijo katalizatorja prek pospešenega sintranja faze Al2O3. Izdelan je bil model deaktivacije katalizatorja, ki kot prvi povezuje vpliv temperature, tlaka in časa na aktivnost sinteze metanola. Strukturno-aktivnostne povezave kažejo, da na aktivnost industrijskega katalizatorja vpliva več dejavnikov, najpomembnejša pa sta število bakrovih mest in število aktivnih cinkovih mest. Na podlagi tega je bil izdelan mikrokinetični model, temelječ na kinetiki pretvorbe na Zn/Cu (211) in eksperimentalno izmerjeni kinetiki adsorpcije H2 na Cu ter vključuje števili Cu in Zn mest kot parametra.
Dodatno je bil preučevan mehanizem pretvorbe CO2 na Cu/SrTiO3. Material združuje pomembne lastnosti za učinkovito pretvorbo in odpira nove možnosti na področju razvoja katalizatorjev. Ključne besede: pretvorba ogljikovega dioksida, sinteza metanola, strukturno-aktivnostne povezave, mikrokinetično modeliranje, Cu/ZnO/Al2O3, Cu/SrTiO3 Objavljeno v DKUM: 06.07.2022; Ogledov: 695; Prenosov: 53
Celotno besedilo (9,55 MB) |
9. Vtičnik VST za produkcijo glasbe : magistrsko deloSimon Slemenšek, 2022, magistrsko delo Opis: V magistrskem delu je predstavljen proces izdelave vtičnika VST za produkcijo glasbe v ogrodju JUCE 6. Osnovna funkcionalnost vtičnika je generiranje zvokov glede na igrano tipko MIDI na klavirju. Poudarek je na obširnem naboru orodij za nadaljnjo obdelavo zvoka, kot so filter, kompresor in odmev. Za izdelavo je uporabljen programski jezik C++. Na začetku je podan pregled nekaterih obstoječih orodij za produkcijo zvokov. Opisana je tudi digitalna obdelava signalov in podane so osnove programiranja zvoka za naš tip vtičnika. Sledi opis splošnih uporabljenih funkcionalnosti ogrodja. V praktičnem delu so predstavljene programske metode, ki so omogočile razvoj izdelka. Predstavljena je njihova uporabnost ter opisane so prednosti in slabosti teh metod. Na koncu so predstavljeni končni vtičnik, ki izhaja iz našega dela, in problemi, ki so se pojavili pri njegovem razvoju. Ključne besede: vtičnik, glasba, VST, digitalna sinteza zvoka Objavljeno v DKUM: 14.06.2022; Ogledov: 414; Prenosov: 26
Celotno besedilo (1,96 MB) |
10. Optimizacija sinteze nanoceluloze iz bakterije Komagataeibacter hansenii : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjePolona Potočnik, 2022, diplomsko delo Opis: Diplomska naloga proučuje vpliv različnih parametrov na sintezo bakterijske celuloze (BC) iz bakterije Komagataeibacter hansenii. V časovnem obdobju šestih tednov smo sintetizirali BC na produkcijskih gojiščih, ki so bila izpostavljena različnim pogojem gojenja.
Optimizirali smo naslednje pogoje gojenja: volumen inokuluma, različna produkcijska gojišča z različno koncentracijo vira ogljika, vpliv prisotnosti svetlobe in čas gojenja. BC smo izolirali po postopku čiščenja z NaOH s pomočjo centrifugiranja.
Karakterizacija in čistost produkta sta bili določeni s FTIR analizo.
Rezultati so pokazali, da je sinteza BC najučinkovitejša pri večjem volumnu dodanega inokuluma, višji koncentraciji vira ogljika v produkcijskem mediju in brez prisotnosti svetlobe. Po štirih tednih gojenja smo zaradi upočasnitve rasti produkta dodali sveže pripravljen gojitveni medij in s tem povečali produkcijo BC v 6 tednih gojenja. Ključne besede: sinteza, optimizacija, gojenje, bakterijska celuloza, Komagataeibacter hansenii, FTIR Objavljeno v DKUM: 30.03.2022; Ogledov: 632; Prenosov: 57
Celotno besedilo (3,46 MB) |