Search the digital library catalog

Abstract: Namen diplomskega dela je bil sintetizirati polisaharidne aerogele na osnovi škroba z dodatkom hitozana ter preučiti vpliv dodatka hitozana na njihove termične in strukturne lastnosti. Polisaharidni aerogeli so izjemno lahki in porozni materiali, ki so se zaradi svoje biokompatibilnosti in biorazgradljivosti v zadnjem desetletju izkazali kot obetavni kandidati za razvoj novih metod v biomedicinskih aplikacijah. V eksperimentalnem delu smo s sol-gel sintezo pripravili škrobno-hitozanske aerogele pri različnih koncentracijah obeh polimerov, ki smo jih nato posušili s superkritičnim ogljikovim dioksidom. Sušenje smo izvedli pri 40 °C in 120 bar na polindustrijski napravi za superkritično sušenje UHDE. Lastnosti škrobno-hitozanskih aerogelov smo karakterizirali z metodami plinske adsorpcije, vrstične elektronske mikroskopije (SEM), Fourierjeve transformacijske infrardeče spektroskopije (FTIR), termogravimetrične analize (TGA) in diferencialne vrstične kalorimetrije (DSC). Nazadnje smo z izvedbo testov nabrekanja in stabilnosti preučili njihovo obnašanje v vodnem mediju. Rezultati so pokazali, da se je hitozan uspešno vgradil v strukturo škrobnih aerogelov ter izboljšal njihove strukturne in termične lastnosti.
Keywords: Aerogeli, polisaharidi, škrob, hitozan, superkritični fluidi, sol-gel sinteza
Published in DKUM: 24.09.2024; Views: 0; Downloads: 8
Full text (5,38 MB)

Abstract: Navodila za laboratorijske vaje pri predmetu Anorganska kemija za 1. letnik študijskega programa druge stopnje Kemija, ki se izvaja na Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Mariboru.
Keywords: anorganska kemija, sinteza v trdnem, obarjanje, rentgenska praškovna analiza, magnetne meritve
Published in DKUM: 07.12.2023; Views: 486; Downloads: 30
Full text (3,04 MB)
This document has many files! More...

Abstract: Blaženje podnebnih sprememb je eden največjih izzivov sodobne družbe, ki je tesno povezan z vprašanjem energetskega sistema v prihodnosti. Zaradi vse večjega povpraševanja po energiji in s tem povezanega vpliva na okolje in človeštvo je potrebno preoblikovanje energetskega sistema in nadaljnji razvoj v smeri učinkovitejše proizvodnje, dobave in rabe energije. Sedanji ukrepi za doseganje ogljične nevtralnosti in omejitve globalnega segrevanja pod 2 °C glede na predindustrijsko raven so prepočasni in nezadostni, zato bodo za dosego tega cilja potrebna velika prizadevanja na globalni ravni. Proizvodne sisteme je treba sintetizirati v smeri trajnostnega in regenerativnega razvoja, da bodo prilagodljivi na podnebne spremembe in uravnoteženi ter da bodo ohranjali biotsko raznovrstnost za zadovoljitev potreb človeštva v prihodnosti z ohranjanjem celovitosti narave. V doktorski disertaciji prikazujemo razvito metodologijo za celovito sintezo in optimizacijo obsežnih energetskih, (bio)kemijskih in kmetijskih oskrbovalnih mrež za prehod na trajnostni energetski sistem in postopno doseganje ogljične nevtralnosti v Evropski uniji do leta 2050. Hkratno reševanje teh sistemov je možno le z uporabo pristopa matematičnega programiranja, ki zagotavlja tudi dopustnost optimalnih rezultatov za dani niz pogojev. Sinteza takšnih obsežnih oskrbovalnih mrež vsebuje ogromno število zelo kompleksnih interakcij, zato smo pri modeliranju uporabili številne tehnike za zmanjšanje velikosti modela in učinkovite dekompozicijske tehnike. Razvili smo metodologijo za dinamično sintezo oskrbovalnih mrež z biogorivi, električno energijo in toploto iz obnovljivih virov energije ob upoštevanju vseh treh stebrov trajnostnega razvoja – ekonomskega, okoljskega in socialnega. Za povečanje učinkovitosti prihodnjega energetskega sistema in izkoriščanja sinergističnih učinkov povezovanja med sektorji smo matematični model dodelali z medsektorsko integracijo in vključitvijo tako kratkoročnih kot dolgoročnih hranilnikov energije. Doktorska disertacija prikazuje tudi razvoj koncepta regenerativnih oskrbovalnih mrež za postopen prehod na samoobnovitveni (regenerativni) energetski sistem in doseganje letnih negativnih neto emisij oziroma preseganje ogljične nevtralnosti. V ta namen smo razvili napovedovalni model za določanje samoobnovitvene zmožnosti Zemlje glede zajemanja CO2 in koncentracije CO2 v atmosferi. Rezultati optimizacije oskrbovalnih mrež z biogorivi kažejo, da bi z dodatno proizvodnjo biogoriv lahko že do leta 2030 dosegli bistveno večji delež obnovljivih virov energije v prometu, kot je cilj direktive EU, vendar bo za konkurenčnost proizvodnje biogoriv v nekaterih državah ključnega pomena, da bodo podjetja prejela dodatne subvencije. Ugotovili smo tudi, da optimizacija oskrbovalnih mrež na širši, kontinentalni ravni, privede do bistveno boljše trajnostne in ekonomske neto sedanje vrednosti kot v primeru optimizacije na ravni posameznih držav. Rezultati prav tako kažejo, da bo imela medsektorska integracija, predvsem elektrifikacija prometnega in stanovanjskega sektorja ter storitvenih dejavnosti, velik vpliv na izboljšanje učinkovitosti sistema in pospešitev prehoda na trajnostno energetsko prihodnost. Prav tako je pri načrtovanju prihodnjega energetskega sistema pomembno, da ne stremimo le k doseganju ogljične nevtralnosti, temveč k regenerativnemu energetskemu sistemu z negativnimi neto letnimi emisijami, sicer koncentracija CO2 v atmosferi ne bo začela padati, povprečna temperatura pa bo še naprej naraščala. Dobljeni rezultati predstavljajo celoten energetski prehod z izbiro ustreznih tehnologij, lokacij in surovin za doseganje regenerativnega energetskega sistema, ki je sposoben samoobnavljanja. Razvoj novih konceptov in metodologij za sintezo in optimizacijo širših sistemov trajnostnih in regenerativnih oskrbovalnih mrež na osnovi matematičnega programiranja je zelo pomemben za načrtovanje prihodnjega proizvodnega in energetskega sistema.
Keywords: matematično programiranje, oskrbovalne mreže, sinteza oskrbovalnih mrež, trajnostni razvoj, regenerativni razvoj, energetski prehod, ogljična nevtralnost
Published in DKUM: 11.10.2023; Views: 562; Downloads: 115
Full text (11,23 MB)

Abstract: 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.
Keywords: Fischer-Tropscheva sinteza, CRUISE TM M, Aspen Plus, sintezni plin, bencin, dizelsko gorivo
Published in DKUM: 11.09.2023; Views: 360; Downloads: 53
Full text (2,64 MB)

Abstract: 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.
Keywords: vodna omrežja, toplotna integracija, toplotno integrirana vodna omrežja, zaporedna sinteza, simultana sinteza, matematično programiranje
Published in DKUM: 03.04.2023; Views: 559; Downloads: 65
Full text (1,92 MB)