9350-3017/01 – Texture and behavior of solids (TCHPL)

Gurantor departmentInstitute of Environmental TechnologyCredits10
Subject guarantorprof. Ing. Boleslav Taraba, CSc.Subject version guarantorprof. Ing. Boleslav Taraba, CSc.
Study levelpostgraduateRequirementChoice-compulsory type B
YearSemesterwinter + summer
Study languageCzech
Year of introduction2019/2020Year of cancellation
Intended for the facultiesFMTIntended for study typesDoctoral
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
TAR01 prof. Ing. Boleslav Taraba, CSc.
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Examination 0+0
Part-time Examination 0+0

Subject aims expressed by acquired skills and competences

V rámci předmětu se studenti seznámí s texturními vlastnostmi pevných látek -morfologie, vnější, vnitřní povrch, objem a distribuce pórů, se způsoby jejich vyhodnocování a kvantifikace. Probrány budou adsorpční metody studia povrchu látek za statických i dynamických podmínek. Detailně budou uvedeny teorie monomolekulární, vícevrstevné adsorpce, teorie kapilární kondenzace a teorie objemového zaplňování mikropórů. Pozornost bude věnována metodě vysokotlaké rtuťové porozimetrie, metodě inverzní plynové a kapalinové chromatografie a také způsobu hodnocení textury z pohledu fraktální geometrie. Bude ukázána souvislost mezi texturními parametry a chováním pevných látek.

Teaching methods

Individual consultations

Summary

Cílem předmětu je prohloubit znalosti studentů ohledně texturních vlastností pevných látek a způsobů jejich vyhodnocování a kvantifikace.

Compulsory literature:

Gregg,S.J., Sing,K.S.W.: Adsorption, Surface Area and Porosity (2nd edition), Academic Press, London, 1982.

Recommended literature:

Rouquerol, F., Rouquerol, J., Sing, K.: Adsorption by powders and porous solids, Academic Press, London, 2009, ISBN 0-12-598920-2. Adamson, A. W., Gast, A. P.: Physical Chemistry of Surfaces, John Willey and sons, New York, 1997. R.Ch.Bansal, J.B.Donnet, F.Stoeckli: Active Carbon, Marcel Dekker Inc., New York, 1988.

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

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

Part-time form (validity from: 2019/2020 Winter semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Examination Examination  
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.ZaměřeníFormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2020/2021 (P0712D130002) Chemical and environmental engineering P Czech Ostrava Choice-compulsory type B study plan
2020/2021 (P0712D130002) Chemical and environmental engineering K Czech Ostrava Choice-compulsory type B study plan
2019/2020 (P0712D130002) Chemical and environmental engineering P Czech Ostrava Choice-compulsory type B study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner