9350-3017/01 – Texture and behavior of solids (TCHPL)
| Gurantor department | Institute of Environmental Technology | Credits | 10 |
| Subject guarantor | Ing. Lenka Matějová, Ph.D. | Subject version guarantor | Ing. Lenka Matějová, Ph.D. |
| Study level | postgraduate | Requirement | Choice-compulsory type B |
| Year | | Semester | winter + summer |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 2019/2020 | Year of cancellation | |
| Intended for the faculties | FMT | Intended for study types | Doctoral |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
Within the subject, students will learn about the textural properties of solids - morphology, external and internal surface, volume and distribution of pores, methods of their evaluation and quantification. Adsorption methods for studying the surface of substances under static and dynamic conditions will be discussed. The theories of monomolecular, multilayer adsorption, the theory of capillary condensation and the theory of volume filling of micropores will be presented in detail. Attention will be paid to the method of high-pressure mercury porosimetry, the method of inverse gas and liquid chromatography, as well as the method of texture evaluation from the point of view of fractal geometry. The connection between textural parameters and the behavior of solids will be shown.
Teaching methods
Individual consultations
Summary
The aim of the course is to deepen students' knowledge of textural properties of solids and methods of their evaluation and quantification.
Compulsory literature:
Gregg,S.J., Sing,K.S.W.: Adsorption, Surface Area and Porosity (2nd edition), Academic Press, London, 1982.
Recommended literature:
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
Seminar work covering solved issues related to the dissertation focus using monographs, primary literary sources, and other available information sources.
E-learning
Other requirements
Míra pochopení odborné problematiky vymezené tímto předmětem je ověřovaná prezenční/ústní zkouškou. Před danou zkouškou studenti odevzdávají k posouzení vyřešení sady praktických, výpočtových příkladů na témata předmětu. Správnost řešení příkladů je se studenty individuálně verifikována před vlastním zkoušením.
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
1. Texturní vlastnosti pevných látek – význam pro průmyslové aplikace i pro chování látek v přírodě. Základní texturní parametry (vnější, vnitřní povrch, zdánlivá (rtuťová) a skutečná (héliová) hustota pevných látek, celkový objem pórů, distribuce pórů), charakterizace a rozdělení pórů dle velikosti,
2. Teorie adsorpce na pevných látkách – základní pojmy (adsorbent – adsorbát – adsorptiv), charakterizace adsorpčních míst – homogenní, heterogenní povrchy, interakce adsorbát –adsorbent, kvantifikace adsorpčních sil (Lennard –Jonesův potenciál), adsorpční izotermy, Brunnauerova klasifikace adsorpčních izoterem.
3. Experimentální postupy stanovení texturních parametrů: adsorpční metody –dynamické, statické (gravimetrické, volumometrické); metoda inverzní plynové a kapalinové chromatografie,
4. Adsorpce z kapalného prostředí, kalorimetrické metody, pyknometrické metody, metoda vysokotlaké rtuťové porometrie (Washburnova rovnice, odvození), rozptyl RTG záření pod malými úhly.
5. Typy adsorpčních izoterem, teorie monomolekulární adsorpce, Langmuirova izoterma – popis, odvození, linearizace, stanovení vnitřního povrchu, praktické příklady.
6. Teorie vícevrstevné adsorpce (BET), odvození, linearizace, výpočet vnitřního povrchu, bod B.
7. Adsorpce v mikropórech – teorie objemového zaplňování mikropórů, Polányiho potenciál, Dubinin – Polányiho (Dubinin- Raduškevičova) izoterma, Dibininovy postuláty, přepočet DP izotermy na jiné teploty a adsorbáty, výpočet povrchu mikropórů dle Medka.
8-9 Adsorpce v mezopórech, kapilární kondenzace, Kelvinova rovnice, výpočet distribuce póru podle velikosti.
Adsorpce v průtočném uspořádání, Glueckaufova metoda stanovení adsorpčních izoterem.
10-11 Sorpce z kapalného (vodného) prostředí, vyhodnocování experimentálních dat, charakterizace adsorpčních míst pro sorpci iontů kovů, organických polutantů. Hodnocení textury látek z pohledu fraktální geometrie, význam a možnosti stanovení fraktální dimenze D.
12 Průtok plynů a kapalin porézním prostředím (viskozní tok, Knudsenova difuze), specifická permeabilita, souvislost mezi permeačními charakteristikami a texturními parametry pevných látek, experimentální postupy.
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.