Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Ob zmeraj obsežnejši uporabi plastike in polimerov, kot je polietilen tereftalat, se pojavlja vprašanje rokovanja z odsluženimi produkti. Ponovna predelava odpadne plastike je bila doslej obsežno raziskana, vendar se stopnja predelave polietilen tereftalata gibje le nekje okrog 30 %. Razlog za tako nizko vrednost lahko pripišemo nizkim proizvodnim stroškom nove plastike in visokim stroškom reciklaže, kar občutno dvigne ceno reciklirani plastiki. Kot ena izmed najboljših rešitev pri rokovanju z odpadnim polietilen tereftalatom se pojavljajo kemokatalitični in toplotni pristopi razgradnje na tereftalno kislino in etilen glikol. Najprimernejši katalizatorji za razgradnjo polietilen tereftalata so zeoliti ali silikati, kot na primer ZSM-5 ali SBA-15. SBA-15 je material iz silicijevega dioksida, ki ima veliko specifično površino in je zelo primeren kot nosilec za aktivne komponente - katalizatorje. ZSM-5 je sintetični zeolit, ki vsebuje silicijev dioksid in aluminijev oksid. V tem razmerju prevladuje količina silicijevega dioksida. Katalizator je znan kot ZSM-5, ker ima pore premera 5 Å (angstromov). Tekom študije smo sintetizirali različne kislinske katalizatorje na osnovi SBA-15 z metodo mokre impregnacije in zeolit ZSM-5. Za vezavo na SBA-15 smo kot aktivne soli uporabili: NiNO3, Al(NO3)3, Mg(NO3)2, ZnO, MgO in ZnCl2. Sintetizirane katalizatorje smo okarakterizirali z N2 adsorpcijo, vrstično elektronsko mikroskopijo, temperaturno programirano desorpcijo NH3, diferenčno dinamično kalorimetrijo, termogravimetrično analizo, dinamičnim sipanjem svetlobe in infrardečo spektroskopijo s Fourierjevo transformacijo. Na podlagi karakterizacije smo določili aktivne katalizatorje. Učinkovitost le-teh smo preverjali pri reakciji razgradnje polietilen tereftalata pri povišanih temperaturah. Reakcije razgradnje smo izvedli v visokotlačnih lončkih z uporabo diferenčne dinamične kalorimetrije. Vzorce smo analizirali s tekočinsko kromatografijo visoke ločljivosti sklopljeno z UV-VIS detektorjem.
Ključne besede: ZSM-5, SBA-15, katalizator, razgradnja, polietilen tereftalat
Objavljeno v DKUM: 27.10.2023; Ogledov: 414; Prenosov: 62
Celotno besedilo (4,22 MB)

Opis: V diplomskem delu smo raziskovali reakcijo epoksidacije etilena na srebrovih katalizatorjih. Epoksidacija etilena je komercialno ena najpomembnejših selektivnih oksidacijskih reakcij. Etilen epoksid je vsestransko uporabna kemikalija, ki se neposredno uporablja za sterilizacijo in dezinfekcijo, kot fungicid, še pogosteje pa kot surovina za pridobivanje drugih spojin (etilen glikol, detergenti, etanolamini, itd.). Navadno ga pridobivamo kot produkt nadzorovane oksidacije etilena s kisikom na srebrovem katalizatorju, saj ta ne prekine vezi med vodikom in ogljikom, kar bi vodilo v reakcijo gorenja. Katalizatorju pogosto dodamo cezij, klor, baker ali žlahtne kovine in s tem povečamo njegovo selektivnost. V tem diplomskem delu s pomočjo matematičnega modela v programskem jeziku Python raziskujemo, kako različni pogoji vplivajo na hitrost reakcije in njeno selektivnost na različnih srebrovih katalizatorjih. Zanima nas, kako se spreminja selektivnost, katera temperatura je najugodnejša, kateri tlak izberemo za najoptimalnejši potek reakcije in kateri naj bo katalizator.
Ključne besede: mikrokinetični model, epoksidacija, kinetika, srebro, katalizator
Objavljeno v DKUM: 14.04.2023; Ogledov: 657; Prenosov: 45
Celotno besedilo (1,87 MB)

Opis: Namen našega magistrskega dela je bil s postopkom direktne sinteze sintetizirati katalizator na osnovi mezoporozne silike MCM-41. Po uspešni sintezi katalizatorja smo preverjali njegovo učinkovitost na reakciji esterifikacije miristinske kisline z metalom, pri čemer je nastal produkt metil miristat. Koncentracijo metil miristata smo določili s pomočjo HPLC z UV-VIS detektorjem. Reakcijo esterifikacije smo izvedli v šaržnem reaktorju pri različnih temperaturah (50, 55, 60 in 64,5) ⁰C in različnih dodanih masah katalizatorja (0,05, 0,075, 0,1 in 0,125) g. Kinetiko smo izvajali pri različnih masah in temperaturah, da bi lažje določili kinetične parametre. Pri najvišji temperaturi in največji masi katalizatorja smo preverjali aktivnost katalizatorja po ponovni uporabi. Po 1. uporabi katalizatorja je njegova presnova znašala 81%, medtem ko po 4. uporabi je znašala 25 % kar nam pokaže, da je katalizator zelo aktiven in primeren za to vrstno reakcijo. S povišanjem temperature se je posledično koncentracija metil miristata povečevala, posledično se je tudi presnova miristinske kisline povečala. Po končani kinetiki smo določili še naslednje parametre: konstanto proizvodnosti, aktivacijske energije in pred-eksponentne faktorje z uporabo Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson-ovega modela. V drugem delu magistrskega dela je sledila podrobna karakterizacija sintetiziranega mezoporoznega katalizatorja z naslednjimi metodami: DSC, BET, FTIR, TGA, NH3 fizisorpcija in DLS. S pomočjo temperaturno programirno desorpcije smo preverjali aktivnost katalizatorja na začetku in po 4. ponovni uporabi. Ugotovili smo, da je katalizator po 4. uporabi zmanjšal svojo aktivnost, saj so bila prisotna še šibka kislinska mesta. Rezultati analize so potrdili visoko specifično površino (922,95 m2/g) in volumen por (0,453 cm3/g). S pomočjo DLS analize smo ugotovili, da je povprečna velikost delcev znašala 1400 nm.
Ključne besede: esterifikacija, MCM-41, miristinska kislina, katalizator, kinetika
Objavljeno v DKUM: 05.09.2022; Ogledov: 569; Prenosov: 43
Celotno besedilo (2,10 MB)

Opis: V okviru magistrske naloge smo sintetizirali katalizatorje na osnovi TiO2 z aktivno soljo AlCl3. Ti katalizatorji so bili aktivni in s tem tudi primerni za reakcijo med metanolom in miristinsko kislino. Sintetizirani katalizatorji so imeli različna masna razmerja med TiO2 in AlCl3. Katalizatorje smo pripravili tako, da smo s postopkom mokre impregnacije na nosilec TiO2 vezali AlCl3. Učinkovitost katalizatorja smo preverjali na reakciji esterifikacije miristinske kisline z metanolom v reaktorskem sistemu EasyMax 102. Reakcijo smo izvajali v majhnih reaktorjih, podobnih nekoliko večjim epruvetam, ki smo jih lahko zamašili z zamaškom. Reakcije smo izvajali z različnimi količinami sintetiziranega katalizatorja, m = (0,05, 0,075, 0,1, 0,2, 0,3 in 0,4) g. Nato smo pripravili raztopino, ki je vsebovala 0,15 g miristinske kisline, ki smo jo raztopili v metanolu in v 10 mL bučki dopolnili do oznake. Vzorce smo jemali iz reaktorskega sistema v različnih časovnih intervalih t = (¼, ½ , ¾, 1, 1,5, 2, 3, 4 in 5) h. Po končanih meritvah smo vzorce analizirali na napravi HPLC z UV-VIS detektorjem. V magistrskem delu smo za karakterizacijo katalizatorjev uporabili temperaturno programirano desorpcijo (TPD), infrardečo spektroskopijo s Fourierjevo transformacijo FTIR, N2 adsorpcioa BET, termogravimetrično analizo (TGA) in diferenčno dinamično kalorimetrijo (DSC). S programom Scientist od MicroMath in ob uporabi Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson-ovega modela (LHHW) ter Arrhenius-ove zveze smo določili kinetične parametre preiskovanega sistema: konstante proizvodnosti, aktivacijske energije in pred-eksponentne faktorje. Potrdili smo znano dejstvo, da presnove naraščajo s časom, kakor tudi, da presnova narašča hitreje, ko željena reakcija poteka pri višjih temperaturah. Zaznali smo, da presnova narašča hitreje pri tistih reakcijah, katere so imele na nosilec TiO2 več vezanega AlCl3. Iz rezultatov naših raziskav razberemo, da so bila na katalizatorju prisotna šibka kislinska mesta in da se je ob ponovni uporabi aktivnost katalizatorja močno zmanjšala. Prisotnost šibkih vezi v katalizatorju je bila potrjena z analizo TPD. V nadaljevanju smo ugotovili, da se aktivacijska energija preučevane reakcije zmanjšuje z večanjem mase AlCl3 na katalizatorju. Večjo aktivnost smo dosegli z bolj grobo zrnatim TiO2, manj primeren nosilec je bil fino zrnat oz. nano zrnat TiO2. Iz rezultatov analize BET smo lahko sklepali, da imajo naši katalizatorji majhno poroznost.
Ključne besede: katalizator, TiO2, metil miristat, miristinska kislina, kinetika, Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson kinetični model
Objavljeno v DKUM: 26.07.2022; Ogledov: 738; Prenosov: 79
Celotno besedilo (4,15 MB)

Opis: Namen diplomskega dela je bil sintetizirati kovinske kislinske katalizatorje z metodo mokre impregnacije aktivnih soli AlCl3, Al(NO3)3 in Al-izopropoksida na nosilec γ–Al2O3. Za karakterizacijo sintetiziranih katalizatorjev smo uporabili različne metode, kot so FTIR (Fourier-transform infrared spectroscopy), BET (Brunauer-Emmett-Teller surface area analysis), DSC (differential scanning calorimetry), TGA (thermogravimetric analysis) in NH3 fizisorpcija. Aktivnost sintetiziranih katalizatorjev smo preizkusili na reakciji esterifikacije miristinske kisline z metanolom. Vzorce smo analizirali s HPLC povezanim z UV-VIS detektorjem. Iz umeritvene krivulje standardnih raztopin miristinske kisline in metil miristata smo določili koncentracije in nadalje presnovo miristinske kisline. Izkazalo se je, da so katalizatorji, ki imajo impregnirano aktivno sol v večjih masnih deležih, bolj učinkoviti pri reakciji esterifikacije, kot pa katalizatorji z manjšim masnim deležem soli. Dobljene eksperimentalne podatke smo opisali z Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson-ovim modelom. Določili smo konstante proizvodnosti pri različnih temperaturah (50, 55, 60 in 64,5) °C in različnih masah dodanega katalizatorja (0,2, 0,15, 0,1 in 0,05) g.
Ključne besede: esterifikacija, mokra impregnacija, katalizator, miristinska kislina
Objavljeno v DKUM: 31.08.2021; Ogledov: 1069; Prenosov: 223
Celotno besedilo (4,48 MB)