Publikace: The preparation of methyl esters and their application in epoxidation
Disertační práceopen access| dc.contributor.advisor | Hájek, Martin | |
| dc.contributor.author | Kocián, David | |
| dc.contributor.referee | Soták, Tomáš | |
| dc.contributor.referee | Šimáček, Pavel | |
| dc.date.accepted | 2025-09-22 | |
| dc.date.accessioned | 2025-10-14T03:34:50Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.date.submitted | 2025-08-13 | |
| dc.description.abstract | The doctoral thesis focuses on the study of preparation of methyl esters from vegetable oils and their application in epoxidation. In the first part of the thesis, methyl esters were prepared via homogeneous and heterogeneous transesterification reaction. In homogeneous transesterification (KOH), the loss of yield of methyl esters due to their transfer across the phase boundary into the glycerol phase was studied. For heterogeneous transesterification (MgAl mixed oxides), the influence of residual sodium compounds after catalyst synthesis on the (i) properties of mixed oxides, and (ii) yield of methyl esters was studied in detail. In the second part of the thesis, the application of methyl esters in epoxidation was studied. At first, various analytical methods were employed to investigate the composition of epoxidation products and to monitor the epoxidation procedure. Next, a correlation was made to help determine the iodine number using Raman spectroscopy. Then, the influence of reaction conditions (time, temperature, molar ratios of reactants, fatty acid profiles of methyl esters, intensity of stirring) on the properties of products (iodine value, epoxy index, viscosity, density) was studied. A series of equations were obtained through the use of statistical methods (QC Expert and STATISTICA softwares were used). These equations allow to predict the properties of epoxides based on the chosen reaction conditions. Afterwards, the epoxidation process of methyl esters from Camelina sativa (non-edible oil) was studied. Thermodynamic parameters of the process (H, G) were obtained through quantum chemistry calculations. Furthermore, the formation of unwanted subsequent products was explained. Eventually, novel titanium-phosphate based heterogeneous catalysts were employed for epoxidation of methyl esters from waste cooking oils/fats. These catalysts were characterized by various methods and the reaction was successfully scaled up. | eng |
| dc.description.abstract-translated | Disertační práce se zabývá studiem přípravy metylesterů z rostlinných olejů a jejich využití pro přípravu epoxidů. V první části disertační práce byly metylestery připraveny transesterifikací pomocí homogenní i heterogenní katalýzy. Pro homogenní katalýzu (KOH) byla studována ztráta výtěžku methylesterů v důsledku jejich přechodu přes fázové rozhraní do glycerolové fáze. Pro heterogenní katalýzu (MgAl směsné oxidy) byl studován vliv zbytkových sodných sloučenin, zbývající v katalyzátorech po syntéze, na (i) vlastnosti směsných oxidů a (ii) výtěžek metylesterů. Ve druhé části disertační práce bylo zkoumáno využití metylesterů pro přípravu epoxidů. K popsání složení produktů epoxidace i průběhu reakce byly použity různé analytické metody, a byla sestrojena korelace ke stanovení jodového čísla pomocí Ramanovy spektroskopie. Poté byl studován vliv reakčních podmínek (čas, teplota, molární poměry reaktantů, profily esterů vyšších mastných kyselin, intenzita míchání) na vlastnosti produktů (jodové číslo, epoxidový index, viskozita, hustota). Pomocí statistických metod (software QC Expert a STATISTICA) byly sestaveny rovnice umožňující připravit epoxidy o určitých vlastnostech na základě zvolených reakčních podmínek. Následně byl studován proces epoxidace methylesterů z nepotravinářského oleje lničky seté. Pomocí kvantové chemie byly vypočteny termodynamické parametry reakce (H, G). Pro epoxidaci byly využity i heterogenní katalyzátory na základě titanu a fosforu, které byly charakterizovány různými metodami. Jako výchozí látka pro epoxidaci byl použit metyl ester připravený z odpadních olejů a byl proveden i převod reakce do většího měřítka (scale-up). | cze |
| dc.description.defence | Předseda komise doc. Ing. Pavel Čičmanec, Ph.D. zahájil obhajobu disertační práce Ing. Davida Kociána. Konstatoval, že je přítomno všech 5 členů komise včetně obou oponentů a komise je usnášeníschopná. Předseda komise doc. Ing. Pavel Čičmanec, Ph.D. přečetl doporučení školitele doc. Ing. Martina Hájka, Ph.D. a stanovisko školícího pracoviště k disertační práci vypracované doc. Alenou Komersovou, Ph.D. Na základě těchto doporučení bylo konstatováno, že doktorand splnil všechny požadavky pro připuštění k obhajobě. Doktorand Ing. David Kocián prezentoval svou disertační práci. Oponenti doc. Ing. Pavel Šimáček, Ph.D. a doc. Ing. Tomáš Soták, PhD. sdělili hlavní obsah svých posudků včetně připomínek, dotazů a doporučení k obhajobě. Dále položili doplňující otázky. Doktorand všechny položené dotazy oponentů zodpověděl. V následující diskusi byly položeny tyto dotazy: prof. Ing. Tomáš Wágner, DrSc. – Jaká byla Vaše role při spolupráci na kvantově chemických výpočtech, které byly součástí jedné z předkládaných prací? Prof. Ing. Roman Bulánek, Ph.D. – Jaká byla Vaše motivace studovat transesterifikaci pomocí směsných oxidů? Můžete vysvětlit přiřazení UV-VIS spekter k jednotlivým typům titanu? Jaká je souvislost mezi velikostí pórů katalyzátorů a jejich aktivitou? Co považuje z Vaší disertační práce za nejpodstatnější? doc. Ing. Pavel Čičmanec, Ph.D. – Jaká je přesnost kalibrace Ramanovy spektroskopie ve srovnání s titrací? Můžete vysvětlit zvolený čas epoxidace? Doktorand dotazy úspěšně zodpověděl. Po ukončení veřejné části obhajoby proběhla uzavřená diskuse členů komise, kde se členové komise vyjádřili zejména k následujícím bodům: 1. Souvislost mezi výsledky uvedenými v disertační práci a předkládanými publikacemi: Disertace byla předložena ve formě komentovaného souboru publikací. Komise proto konstatovala, že souvislost obhajované práce s předkládanými publikacemi je zjevná. 2. Vyjádření komise k podílu studenta na předkládaných publikacích: Doktorand zodpověděl otázku ohledně svého podílu na předkládaných publikacích. Komise poté došla k závěru, že podíl doktoranda na předložených publikacích je významný. Poté proběhlo tajné hlasování pomocí hlasovacích lístků. Bylo odevzdáno 5 z 5 lístků, z nich bylo 5 s klasifikací „splněno“. Na základě výsledku hlasování předseda komise doc. Ing. Pavel Čičmanec, Ph.D. konstatoval, že obhajoba proběhla úspěšně s hodnocením "SPLNĚNO". | cze |
| dc.description.department | Fakulta chemicko-technologická | cze |
| dc.description.grade | Dokončená práce s úspěšnou obhajobou | cze |
| dc.format | 58 s. + přílohy | cze |
| dc.identifier | Univerzitní knihovna (studovna) | cze |
| dc.identifier.signature | D40841 | |
| dc.identifier.stag | 51413 | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10195/86431 | |
| dc.language.iso | eng | |
| dc.publisher | Univerzita Pardubice | cze |
| dc.rights | Plný text práce je přístupný bez omezení, přílohy (publikační činnost doktoranda) pouze v rámci univerzity. | cze |
| dc.subject | rostlinné oleje | cze |
| dc.subject | metyl estery | cze |
| dc.subject | transesterifikace | cze |
| dc.subject | epoxidace | cze |
| dc.subject | směsné oxidy | cze |
| dc.subject | glycerol | cze |
| dc.subject | vegetable oils | eng |
| dc.subject | methyl esters | eng |
| dc.subject | transesterification | eng |
| dc.subject | epoxidation | eng |
| dc.subject | mixed oxides | eng |
| dc.subject | glycerol | eng |
| dc.thesis.degree-discipline | Fyzikální chemie | cze |
| dc.thesis.degree-grantor | Univerzita Pardubice. Fakulta chemicko-technologická | cze |
| dc.thesis.degree-name | Ph.D. | |
| dc.thesis.degree-program | Fyzikální chemie | cze |
| dc.title | The preparation of methyl esters and their application in epoxidation | eng |
| dc.title.alternative | Příprava metyl esterů a jejich využití v epoxidaci | cze |
| dc.type | disertační práce | cze |
| dspace.entity.type | Publication |
Soubory
Původní svazek
1 - 5 z 6
Načítá se...
- Název:
- Kocian_Doctoral_Thesis.pdf
- Velikost:
- 3.16 MB
- Formát:
- Adobe Portable Document Format
- Popis:
- Plný text práce
Načítá se...
- Název:
- Kocian_Doctoral_Thesis_PUBLIKACE.pdf
- Velikost:
- 21 MB
- Formát:
- Adobe Portable Document Format
- Popis:
- Publikační činnost doktoranda
Načítá se...
- Název:
- Kocian_Teze.pdf
- Velikost:
- 1.92 MB
- Formát:
- Adobe Portable Document Format
- Popis:
- Teze disertační práce
Načítá se...
- Název:
- doc._Hajek_doporuceni_skolitele.PDF
- Velikost:
- 35.77 KB
- Formát:
- Adobe Portable Document Format
- Popis:
- Posudek vedoucího práce
Načítá se...
- Název:
- posudek_oponenta_Sotak.pdf
- Velikost:
- 683.46 KB
- Formát:
- Adobe Portable Document Format
- Popis:
- Posudek oponenta práce