The evaluation of properties of core-shell CuMgAl of layered double hydroxides and their potential for Guerbet reaction

Zobrazit minimální záznam

dc.contributor.advisor Čapek, Libor
dc.contributor.author Horký, Ondřej
dc.date.accessioned 2022-07-02T04:56:41Z
dc.date.available 2022-07-02T04:56:41Z
dc.date.issued 2022
dc.date.submitted 2022-05-06
dc.identifier.uri https://hdl.handle.net/10195/80088
dc.description.abstract Diploma thesis is focused on so-called core-shell systems, solid-state materials used in heterogenous catalysis. In detail, core-shell SiO2 CuMgAl LDH (layered double hydroxide) based materials are studied. The materials are synthesized with various Cu/Mg molar ratio (0.05-0.50) while keeping (Cu+Mg)/Al molar ratio at a constant value of 2. Original core shell materials are treated in 0.25 M NaOH solution to partially dissolve SiO2 core (synthesis of hollow shell CuMgAl LDH materials). Prepared core shell SiO2 CuMgAl LHD and hollow shell CuMgAl LHD materials have been characterized with respect to their structural properties (XRD), morphology (SEM, TEM), composition (EDX) and textural properties (N2 adsorption). Finally, hollow shell materials are calcined at 450 °C for 4 hours resulting in the formation of CuMgAl mixed oxides used as catalysts in Guerbet reaction with ethanol. CuMgAl mixed oxides are additionally characterized for acid-base properties (TPD) and redox properties (TPR). Core shell and hollow shell materials are described in the introduction. In detail, their preparation and utilization are discussed. The main attention is focused on the process of removing the core from the core-shell material to obtain hollow shell materials. There, possibilities of their characterization are also discussed. Catalytic behavior of mixed oxides prepared from hollow shell CuMgAl LHD materials in Guerbet reaction with ethanol is also considered. The aim of this work is (i) to determine whether or not it is possible to prepare core shell materials with CuMgAl layered double hydroxides perpendicularly onto a nonporous silica core, (ii) to find if it is possible to remove silica core and leave the shell intact, (iii) to evaluate the benefits of hollow shell CuMgAl LDHs in contrast to classical CuMgAl LDHs, and (iv) to evaluate the potential of CuMgAl mixed oxides obtained by thermal treatment of hollow shell CuMgAl LDHs for Guerbet reaction. eng
dc.format 78 s. + 4 s. obrazkové přílohy
dc.language.iso eng
dc.publisher Univerzita Pardubice cze
dc.rights Práce bude přístupná od 06.06.2025 cze
dc.subject core-shell cze
dc.subject duté skořápky cze
dc.subject XRD cze
dc.subject SEM cze
dc.subject TEM cze
dc.subject EDX cze
dc.subject N2 adsorpce cze
dc.subject TPD cze
dc.subject TPR cze
dc.subject CuMgAl hydrotalcity cze
dc.subject CuMgAl směsné oxidy cze
dc.subject Guerbetova reakce s ethanolem cze
dc.subject katalýza cze
dc.subject core-shell eng
dc.subject empty shells eng
dc.subject XRD eng
dc.subject SEM eng
dc.subject TEM eng
dc.subject EDX eng
dc.subject N2 adsorption eng
dc.subject TPD eng
dc.subject TPR eng
dc.subject CuMgAl hydrotalcites eng
dc.subject CuMgAl mixed oxides eng
dc.subject Guerbet reaction with ethanol eng
dc.subject catalysis eng
dc.title The evaluation of properties of core-shell CuMgAl of layered double hydroxides and their potential for Guerbet reaction eng
dc.title.alternative Zhodnocení vlastností core-shell CuMgAl podvojných vrstevnatých hydroxidů a jejich potenciálu pro Guerbet reakci cze
dc.type diplomová práce cze
dc.contributor.referee Obalová, Lucie
dc.date.accepted 2022-06-06
dc.description.abstract-translated Diplomová práce je soustředěna na takzvané core shell (jádro skořápka) systémy - pevné materiály používané nejen v oblasti heterogenní katalýzy. Do detailu jsou studovány materiály založené na core shell SiO2 CuMgAl LDH (podvojné vrstevnaté hydroxidy) s různými molárními poměry Cu/Mg v rozmezí od 0,05 do 0,50. Molární poměr (Cu+Mg)/Si zůstává udržován konstantní na hodnotě 2. Původní core shell SiO2 CuMgAl LDH materiály jsou upraveny ponořením do 0,25 M roztoku NaOH za účelem rozpuštění SiO2 jádra, čímž jsou připraveny CuMgAl LDH materiály strukturně podobné dutým skořápkám (hollow shell). U takto připravených core shell SiO2 CuMgAl a hollow shell CuMgAl LDH materiálů byly studovány jejich strukturní vlastnosti (XRD), jejich morfologie (SEM, TEM) a jejich povrchové vlastnosti (N2 adsorpce). Nakonec byly materiály kalcinovány při teplotě 450 °C po dobu 4 hodin, což vedlo k vytvoření CuMgAl směsných oxidů, které byly použity ke katalýze Guerbetovy reakce s ethanolem. Směsné oxidy byly navíc charakterizovány pomocí TPD ke zjištění jejich acidobazických vlastností a pomocí TPR ke zjištění vlastností redoxních. Materiály na bázi core shell a hollow shell jsou popsány v úvodu. Do detailů je diskutována jejich příprava a možnosti využití. Hlavní důraz diplomové práce je kladen na průběh odstraňování jádra z core shell materiálu, což vede k úspěšné přípravě hollow shell materiálů (tzv. dutých skořápek). Diskuse je také vedena k možnostem charakterizace takovýchto materiálů, stejně jako k jejich katalytickému využití v Guerbetově reakci ethanol. Tato práce se zaměřuje na (i) určení, zda je možné připravit materiály typu core shell z CuMgAl podvojných vrstevnatých hydroxidů nanesených kolmo na jádru z neporézní siliky, (ii) zjištění, jestli je možné SiO2 jádro odstranit bez porušení tzv. skořápky (iii) zhodnocení výhod CuMgAl hollow shell LDH materiálů (LDH dutých skořápek) v porovnání s klasickými CuMgAl LDH materiály, a (iv) zhodnocení potenciálu CuMgAl směsných oxidů připravených tepelnou úpravou CuMgAl hollow shell LDH pro Guerbetovu reakci. cze
dc.description.department Fakulta chemicko-technologická cze
dc.thesis.degree-discipline Fyzikální chemie cze
dc.thesis.degree-name Ing.
dc.thesis.degree-grantor Univerzita Pardubice. Fakulta chemicko-technologická cze
dc.thesis.degree-program Fyzikální chemie cze
dc.description.defence Doc. Čičmanec představil studenta a komisi a vyzval studenta k prezentaci diplomové práce. Student přednesl prezentaci k diplomové práci. prof. Čapek přečetl posudek vedoucího práce a posudek oponenta přečetla prof. Obalová. Diplomant odpověděl na otázky oponenta uvedené v posudku. Došlo na otázky členů komise: prof. Bulánek: Zabýváte se charakterizací materiálů i pomocí měření adsorpčních izoterem. Jak se lišily specifické povrchy studovaných materiálů? A čím si rozdíly vysvětlujete? Jak velké póry jste schopni v silice vyleptat? Doc. Komersová: Jakou životnost má takovýto katalyzátor? A jaké jsou náklady na přípravu takového katalyzátoru? Doc. Čičmanec: Nezkoušeli jste dělat rešerši, jestli by se tento typ katalyzátoru nehodil pro např. medicínské či farmaceutické užití? Prof. Bulánek: Při rozkladu na směsný oxid podrží si morfologii ten daný materiál? Prof. Málek: TEM se měřil v Polsku, Krakowě. Byl jste u toho nebo se to jen poslalo? cze
dc.identifier.stag 44159
dc.description.grade Dokončená práce s úspěšnou obhajobou cze


Tento záznam se objevuje v následujících kolekcích

Zobrazit minimální záznam

Vyhledávání


Rozšířené hledání

Procházet

Můj účet