651-0974/02 – Chemie uhlíku (CHU)
| Garantující katedra | Katedra chemie a fyzikálně-chemických procesů | Kredity | 10 |
| Garant předmětu | doc. Mgr. Lucie Bartoňová, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Mgr. Lucie Bartoňová, Ph.D. |
| Úroveň studia | postgraduální | Povinnost | povinně volitelný typu B |
| Ročník | | Semestr | zimní + letní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2022/2023 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | doktorské |
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:
Doporučená literatura:
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.