617-0974/02 – Chemie uhlíku (CHU)

Garantující katedraKatedra chemieKredity10
Garant předmětudoc. Mgr. Lucie Bartoňová, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Mgr. Lucie Bartoňová, Ph.D.
Úroveň studiapostgraduálníPovinnostpovinně volitelný typu B
RočníkSemestrzimní + letní
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studiadoktorské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BAR57 doc. Mgr. Lucie Bartoňová, Ph.D.
KOU37 Mgr. Ivan Koutník, Ph.D.
PAN37 doc. Ing. Petr Pánek, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zkouška 20+0
kombinovaná Zkouška 20+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Student bude umět: -chápat vztah mezi strukturou a vlastnostmi uhlíkatých látek -provádět hmotnostní a energetické bilancování palivářských procesů a posoudit jejich efektivitu -interpretovat výsledky sorpčních měření a posoudit vliv podmínek aktivace na vlastnosti sorbentů -posoudit vhodnost uhlíkatých surovin pro daný technologický proces

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace

Anotace

Předmět vede k hlubšímu pochopení toho, jak chemická struktura ovlivňuje vlastnosti a aplikační možnosti uhlíkatých materiálů. Zaměřuje se na elementární formy uhlíku, anorganické a organické sloučeniny uhlíku a uhlíkaté makromolekulární látky. Vysvětluje chemismus procesů pyrolýzy, spalování, zplyňování a grafitizace uhlíkatých látek. Seznamuje s moderními materiály: uhlíkatá vlákna, kompozity, sorbenty a nanomateriály.

Povinná literatura:

KALOČ,M. Průmyslový uhlík. VŠB-TU Ostrava 1993, 195 s. ISBN 80-7078-155-6 MARSH,H.,REINOSO,F.R. Science of Carbon Materials. Publicaciones Universidad de Alicante 2000, 674 s. ISBN 84-7908-544-4 SOLOMONS, T.W.G., FRYHLE,C.B. Organic Chemistry. John Wiley and Sons, Inc. 2003, 1255 s. ISBN 0-471-41799-8 WILLIAMS,P.T. Waste Treatment and Disposal. Wiley Online Library 2005 ISBN 9780470849125. Dostupné z: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/0470012668 SHARPE, A. G. Inorganic chemistry. 3rd ed. Burnt Mill: Longman, 1992. 702 s. ISBN 0-582-05913-5.

Doporučená literatura:

Mc MURRY, J. Organická chemie. Přeložil Jaroslav JONAS. V VUTIUM Praha, 2007. 1176 s. ISBN 978-80-214-3291-8. GOGOTSI, Y. a Volker PRESSER,V.(ed.) Carbon nanomaterials. 2nd ed. Boca Raton: CRC Press, 2014. ISBN 978-1-4398-9781-2.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Prezentace seminární práce a ústní zkouška.

E-learning

Další požadavky na studenta

Individuální požadavky vycházejí z konkrétního tématu PhD práce.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Vazebné vlastnosti uhlíku. Alotropie. Struktura vs. vlastnosti. Amorfní uhlík. Saze, vláknité struktury, pyrouhlík. Anorganické sloučeniny uhlíku. Organické sloučeniny uhlíku. Strukturní teorie. Mezimolekulární síly. Fyzikální vlastnosti a molekulární struktura. Úvod do organických reakcí. Homolýza a heterolýza vazeb na uhlík. Reakce a jejich mechanismy. Termodynamika a kinetika reakcí v organické chemii. Reakce acido-bazické, proces pyrolýzy a spalování organických sloučenin. Shrnutí důležitých skupin organických sloučenin. Fosilní a recentní uhlíkatá paliva. Cyklus uhlíku. Význam uhlíku pro život. Fotosyntéza. Geneze kaustobiolitů. Současné názory na složení uhlí a ropy. Vlastnosti uhlí v závislosti na prouhelnění. Význam kaustobiolitů pro energetiku. Chemie výroby koksu. Chování uhlí během ohřevu. Teorie karbonizačních procesů. Kinetika a termodynamika koksotvorných procesů. Interpretace plastického chování uhlí. Produkty koksování uhlí v závislosti na podmínkách koksování. Spalování a zplyňování uhlíku. Jednotící teoretický přístup. Charakteristiky uhlí významné pro spalování a jejich vliv na provoz a výkon zařízení. Chemismus samovznícení. Ochrana proti oxidaci. Grafitizace. Mechanismus procesu grafitizace. Černouhelná smola a postupy jejího zpracování na elektrodový materiál. Aktivované uhlíky. Porozita v uhlících. Fyzikální a chemická adsorpce, měření rozsahu adsorpce. Výroba uhlíkových sorbentů a jejich použití. Uhlíková vlákna. Prekurzory, metody tvorby, vlastnosti a využití. Korelace struktury a vlastností uhlíkových vláken. Uhlíkaté kompozity. Mechanické vlastnosti uhlíkatých materiálů. Nové materiály na bázi uhlíku (fullereny a jejich deriváty, uhlíkové nanotrubice, uhlíkové filmy, grafen, interkaláty grafitu atd. Možnosti aplikace a vyhlídka do budoucna. Uhlíkové materiály pro aplikace v jaderné energetice. Neutronové ozáření, tepelný šok, chemická eroze, retence tritia. Ekologické aspekty využívání paliv. Tradiční uhlíkatá paliva a životní prostředí. Emise, skleníkový efekt, problematika sekvestrace oxidu uhličitého. Ropa a životní prostředí. Biologické odbourávání rop a ropných derivátů.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zkouška Zkouška  
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (P0713D070002) Tepelná technika a paliva v průmyslu K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0713D070002) Tepelná technika a paliva v průmyslu P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2019/2020 (P0713D070002) Tepelná technika a paliva v průmyslu K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2019/2020 (P0713D070002) Tepelná technika a paliva v průmyslu P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku