TEMATY PRAC INŻYNIERSKICH NA ROK 2015/2016 Kierunek
Transkrypt
TEMATY PRAC INŻYNIERSKICH NA ROK 2015/2016 Kierunek
TEMATY PRAC INŻYNIERSKICH NA ROK 2015/2016 Kierunek: TECHNOLOGIA CHEMICZNA Temat 1 TECHNOLOGIE PRZETWARZANIA POUŻYTKOWYCH OPAKOWAŃ WIELOWARSTWOWYCH Tematyka: Tematyka pracy dotyczyć będzie prezentacji rozwiązań technologicznych przedstawiających możliwości ponownego wykorzystania materiałów zawartych w opakowaniach wielowarstwowych takich jak: tetrapak, folie metalizowane, blistry po lekach itp. Praca na bazie przeglądu literatury. Kierujący pracą: prof. dr hab. inż. Jan Zawadiak Temat 2 DITLENEK WĘGLA JAKO PREKURSOR W SYNTEZIE POLIWĘGLANÓW Tematyka: Zaostrzające się przepisy regulujące dopuszczalne limity emisji gazów cieplarnianych, w tym ditlenku węgla, powodują wzrost zainteresowania metodami ich zagospodarowania.Jednym z kierunków zagospodarowania CO2 jest jego przetwarzanie w użyteczne produkty chemiczne. Znanych jest kilkanaście reakcji chemicznych, w których CO2 jest jednym z surowców posiadających potencjalne znaczenie technologiczne. Wśród tych reakcji interesującą jest synteza poliwęglanów ze względu na szerokie spektrum zastosowań produktów reakcji. Poliwęglany są wykorzystywane w przemyśle elektrycznym i elektronicznym, budowlanym. Na szczególne wyróżnienie zasługuje fakt, iż poliwęglany zajmują istotne miejsce w produkcji nośników optycznych oraz szyb stosowanych w samolotach. Szacuje się, że roczna produkcja cyklicznych węglanów w 2009 roku wynosiła 2Mt [Mt] i przewiduje się wzrost ich zapotrzebowania w najbliższych latach. W ramach pracy inżynierskiej przewiduje się wykonanie studium literaturowego w zakresie najnowszych rozwiązań w procesie produkcji poliwęglanów z CO2. Kierujący pracą: prof. dr hab. inż. Stefan Baj Temat 3 ROLA NANORUREK WĘGLOWYCH W PROCESACH UTLENIANIA Tematyka: Wraz ze wzrostem znaczenia zielonej chemii rośnie zainteresowanie nowymi układami katalitycznymi, które byłyby wysoce aktywne i selektywne, przyjazne dla środowiska, możliwe do odzyskania i ponownego wykorzystania. W ostatnim czasie wzrasta w tym zakresie zainteresowanie nanomateriałami węglowymi, ze względu na ich szczególne właściwości fizykochemiczne i mechaniczne. Opisano ich zastosowanie między innymi w reakcjach utleniania kumenu, cykloheksanu, aldehydów i benzenu, w reakcji utleniającego odwodornienia alkanów do alkenów (ODH), w procesach utleniania mokrym powietrzem (catalytic wet airoxidation). Nanomateriały węglowe pełnią rolę nośników, jak również katalizatorów. Praca inżynierska będzie obejmowała przegląd najnowszych danych literaturowych z tego zakresu. Kierujący pracą: dr hab. inż. Beata Orlińska, prof. nzw. w Pol. Śl. Temat 4 ZASTOSOWANIE TLENU SINGLETOWEGO W PROCESACH UTLENIANIA Tematyka: Praca będzie obejmowała przegląd danych literaturowych dotyczących wykorzystania tlenu singletowego jako czynnika utleniającego. W jej ramach będą omówione różnice między tlenem singletowym a trypletowym oraz metody generowania tlenu singletowego. Główna część pracy będzie dotyczyła reakcji tlenu singletowego ze związkami nienasyconymi a więc reakcji cykloaddycji [4+2] i [2+2]. Kierujący pracą: dr hab. inż. Beata Orlińska, prof. nzw. w Pol. Śl. Opiekun pracy: mgr inż. Dariusz Pyszny Temat 5 OTRZYMYWANIE WODORONADTLENKU CYKLOHEKSYLU Tematyka: Pierwotnym produktem utleniania cykloheksanu tlenem jest wodoronadtlenek cykloheksylu, z którego w wyniku rozkładu otrzymywana jest mieszanina cykloheksanolu i cykloheksanonu (K/A) wykorzystywana do produkcji kwasu adypinowego lub –kaprolaktamu. Na skalę przemysłową proces utleniania cykloheksanu do mieszaniny K/A prowadzony jest jedno- lub dwuetapowo. W pierwszym z tych rozwiązań powstający pierwotnie wodoronadtlenek ulega rozkładowi do K/A w reaktorze utleniania cykloheksanu, natomiast w procesie dwuetapowym utlenianie cykloheksanu i rozkład wodoronadtlenku prowadzone są w osobnych reaktorach. W ramach pracy omówione zostaną dane literaturowe (w tym patentowe) dotyczące otrzymywania wodoronadtlenku cykloheksylu oraz reakcje jego katalitycznego rozkładu. Główny nacisk położony zostanie na rozwiązania o znaczeniu przemysłowym. Kierujący pracą: dr hab. inż. Beata Orlińska, prof. nzw. w Pol. Śl. Opiekun pracy: mgr inż. Dawid Lisicki Temat 6 N-ACYLOHYDRAZONY JAKO PREKURSORY POCHODNYCH 1,3,4-OKSADIAZOLU DO POTENCJALNYCH ZASTOSOWAŃ W OPTOELEKTRONICE Tematyka: Sprzężone układy π-elektronowe, zawierające w swojej strukturze elektrodeficytowy pierścień 1,3,4-oksadiazolowy, charakteryzują się doskonałymi zdolnościami transportowania elektronów i wysokimi współczynnikami wydajności optycznej. W związku z tym używane są jako monomery do produkcji emiterów fluorescencyjnych w organicznych diodach elektroluminescencyjnych, ogniwach fotowoltaicznych, licznikach scyntylacyjnych oraz materiałach światłoczułych. W gronie potencjalnych prekursorów wymienionych układów heterocyklicznych istotną rolę odgrywają N-acylohydrazony. Związki te cieszą się od lat niegasnącym zainteresowaniem nie tylko ze względu na liczne zastosowania w medycynie i rolnictwie, ale przede wszystkim ze względu na to, że są reagentami w syntezie różnych ugrupowań heterocyklicznych. Celem opracowania będzie przegląd metod syntezy pochodnych 1,3,4-oksadiazolu w oparciu o reakcję utleniającej cyklizacji Nacylohydrazonów. Kierujący pracą: dr hab. inż. Agnieszka Kudelko, prof. nzw. w Pol. Śl. Opiekunpracy: mgr inż. Karolina Jasiak Temat 7 PRZEGLĄD METOD SYNTEZY, WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE I PERSPEKTYWY APLIKACYJNE 3,5-DIARYLO-1,2,4-TRIAZOLI Tematyka: Ciągły wzrost zainteresowania związkami organicznymi wykazującymi właściwości fotoluminescencyjne spowodowany jest bezustannym rozwojem perspektyw aplikacyjnych. Związki tego typu posiadają wysoce rozbudowany πsprzężony układ chromoforowy, dzięki któremu ulegają elektropolimeryzacji. Udokumentowano, że pochodne 1,2,4-triazolu wykazują interesujące właściwości elektronowe w skojarzeniu z innymi układami aromatycznymi. Tego typu sprzężone hybrydy można dodatkowo modyfikować poprzez podstawienie atomu azotu innymi podstawnikami elektronoakceptorowymi i elektronodonorowymi, co może w sposób korzystny wpłynąć na ich właściwości luminescencyjne. Celem opracowania będzie przegląd metod syntezy sprzężonych układów heterocyklicznych, zawierających w swojej strukturze pierścień 1,2,4-triazolu podstawiony grupami arylowymi, charakterystyka ich właściwości fizykochemicznych i zastosowanie. Kierujący pracą: dr hab. inż. Agnieszka Kudelko, prof. nzw. w Pol. Śl. Opiekun pracy: mgr inż. Monika Wróblowska Temat 8 SYNTEZA, WŁAŚCIWOŚCI I ZASTOSOWANIE MONOMERKAPTO I DIMERKAPTO PODSTAWIONYCH POCHODNYCH 1,3,4-TIADIAZOLU Tematyka: 1,3,4-Tiadiazole należą do grupy pięcioczłonowych aromatycznych ugrupowań heterocyklicznych nie występujących w przyrodzie w stanie naturalnym. Związki te charakteryzuje szerokie spektrum działania biologicznego które sprawia, że znajdują zastosowanie w medycynie i rolnictwie. W literaturze ostatnich lat pojawiły się również informacje dotyczące wykorzystania tiadiazolu w przemyśle środków smarnych jako czynników wykazujących działanie wielokierunkowe między innymi: antyoksydacyjne, przeciwzużyciowe, przeciwzatarciowe i antykorozyjne. Celem opracowania będzie przegląd metod syntezy pochodnych 2-merkapto- i 2,5dimerkapto-1,3,4-tiadiazolu, charakterystyka ich właściwości fizykochemicznych i możliwości zastosowania. Kierujący pracą: dr hab. inż. Agnieszka Kudelko, prof. nzw. w Pol. Śl. Temat 9 METODY OTRZYMYWANIA ALTERNATYWNYCH PLASTYFIKATORÓW Tematyka: Plastyfikatory to związki szeroko stosowane w przemyśle chemicznym jako dodatki poprawiające właściwości mechaniczne polimerów. Najczęściej stosowanymi plastyfikatorami są ftalany np. ftalandibutylu, ftalandiizodecylu i ftalandiizononylu. Stosowanie tych związków zostało niedawno zabronione do otrzymywaniu niektórych produktów ze względu na rakotwórcze właściwości. Dlatego też poszukuje się nowych nietoksycznych substancji, które mogłyby zastąpić dotychczas stosowane ftalany. W ramach niniejszej pracy przeprowadzony zostanie przegląd literaturowy dotyczący nowych trendów w przemyśle plastyfikatorów ze szczególnym uwzględnieniem tereftalanówdialkilowych. Istnieje również możliwość przeprowadzenia prac doświadczalnych w laboratorium z tego zakresu. Kierujący pracą:dr hab. inż. Anna Chrobok, prof. nzw. w Pol. Śl. Opiekun pracy: mgr inż. Karolina Matuszek Temat 10 OTRZYMYWANIE ε-KAPROLAKTONU W REAKCJI BAEYERA-VILLIGERA Z ZASTOSOWANIEM NADTLENKU WODORU Tematyka: Utlenianie Baeyera-Villigera polega na przekształceniu ketonów w odpowiednie estry bądź laktony. Wyróżnić można trzy warianty reakcji: klasyczną metodę chemiczną, metodę enzymatyczną oraz chemo-enzymatyczną. Spośród szerokiej gamy laktonów jednym z najważniejszych jestε-kaprolakton, który posiada istotne znaczenie przemysłowe jako monomer do produkcji polikaprolaktonu – nowoczesnego, biodegradowalnego polimeru. Ze względu na coraz wyższe wymagania dotyczące ochrony środowiska poszukuje się wciąż metod otrzymywania tego laktonu z zastosowaniem tzw. zielonych utleniaczy, np. nadtlenku wodoru. Tematyka projektu inżynierskiego będzie obejmować przegląd literaturowy dotyczący sposobów otrzymywania ε-kaprolaktonu w różnych odmianach reakcji utleniania BaeyeraVilligera, z zastosowaniem nadtlenku wodoru jako utleniacza. Dyplomant przedstawi stosowane katalizatory homo- i heterogeniczne, warunki reakcji oraz otrzymywane stopnie przereagowania i wydajności. Kierujący pracą: dr hab. inż. Anna Chrobok, prof. nzw. w Pol. Śl. Opiekun pracy: mgr inż. Magdalena Sitko Temat 11 ASYMETRYCZNA REAKCJA DIELSA-ALDERA I JEJ PRZEMYSŁOWE ZASTOSOWANIE Tematyka: Reakcja Dielsa-Aldera jest zaliczana do grupy reakcji pericyklicznych. Jej produktami są węglowodory cykliczne powstające w wyniku skoordynowanej cykloaddycji podstawionego alkenu – dienofila do sprzężonego dienu. W wersji asymetrycznej przy zastosowaniu odpowiednich katalizatorów zachodzi preferencyjne formowanie się jednego z enancjomerów. Praca będzie polegać na dokonaniu przeglądu literaturowego z zakresu asymetrycznej reakcji Dielsa-Aldera – stosowanych warunków prowadzenia procesu, użytych katalizatorów oraz zastosowania jej produktów w przemyśle. W ramach tematu będzie również możliwość prowadzenia badań laboratoryjnych nad syntezą nowych organokatalizatorów i ich zastosowania w omawianej reakcji. Kierujący pracą: dr hab. inż. Anna Chrobok, prof. nzw. w Pol. Śl. Opiekun pracy: mgr inż. Karol Erfurt Temat 12 ABSORPCJA CO2 W ROZTWORACH AMIN – PROBLEMY KOROZJI Tematyka: Emisja kwaśnych gazów tj. SO2 i CO2 ze spalania paliw kopalnych są przyczyną problemów środowiskowych na całym świecie. Wydzielany do atmosfery CO2 może sprzyjać globalnemu ociepleniu i zmianom klimatu. Najbardziej skutecznym sposobem zmniejszenia emisji CO2 jest jego absorpcja. Przez wiele lat, opracowano wiele procesów wychwytywania CO2, opartych na absorpcji z reakcją chemiczną, absorpcji fizycznej lub na ich kombinacji. Jedną z najbardziej rozpowszechnionych w przemyśle jest metoda usuwania CO2poprzez absorpcję chemiczną w roztworach amin tj. monoetanoloaminy (MEA). Problemami, które pojawiają się w tym procesie jest powstawanie produktów ubocznych przyczyniających się do zmniejszenia efektywności usuwania CO2, jak i również do powstawania korozji aparatury. Celem pracy inżynierskiej będzie dokonanie przeglądu literatury dotyczącego sposobów badania korozji, jak i jej zapobiegania w procesach absorpcji CO2 w roztworach amin. Kierujący pracą: dr inż. Agnieszka Siewniak Temat 13 ŚRODKI KONTRASTOWE 19F MRI Tematyka: Spektroskopia NMR jest jedną z nielicznych technik umożliwiających bezinwazyjne obrazowanie budowy wewnętrznej oraz procesów zachodzących w organizmach żywych. Ze względu na możliwość eliminacji sygnału tła duże zainteresowanie budzi zastosowanie różnorodnych środków kontrastowych, umożliwiających selektywne obrazowanie wybranych obszarów anatomicznych lub obecności konkretnych substancji (Kikuchi, K., 2010, ChemicalSocietyReviews, 39, 2048-2053). Projekt będzie dotyczył zaproponowania struktury i drogi syntezy odpowiedniego środka kontrastowego spełniającego kilka kryteriów (Mizukami, S., Takikawa, R., Sugihara, F., Hori, Y., Tochio, H., Wälchli, M., Shirakawa, M., Kikuchi, K., 2008, Journal of the American ChemicalSociety, 130, 794-795): odpowiednia zawartość atomów fluoru, grupa funkcyjna podatna na działanie enzymu, kompleks paramagnetyczny wpływający na sygnał NMR atomów fluoru. Dzięki temu oderwanie kompleksu paramagnetycznego od grupy funkcyjnej pod wpływem obrazowanego czynnika (tj. enzymu) spowoduje możliwość zarejestrowania widma NMR atomów fluoru różniącego się od widma początkowego a zatem obrazowanie działania enzymu. Kierujący pracą: dr inż. Tomasz Krawczyk Temat 14 OTRZYMYWANIE TLENKU PROPYLENU Tematyka: Praca o charakterze literaturowo – projektowym. W treści pracy uwzględnione zostaną następujące zagadnienia: 1. Kierunki wykorzystania tlenku propylenu 2. Rys historyczny rozwoju technologii produkcji tlenku propylenu 3. Szczegółowy opis aktualnie stosowanych technologii 4. Bilans masowy przykładowej instalacji Kierujący pracą: dr inż. Krzysztof Skutil Temat 15 OTRZYMYWANIE AKRYLONITRYLU Tematyka: Praca o charakterze literaturowo – projektowym. W treści pracy uwzględnione zostaną następujące zagadnienia: 1. Zastosowanie akrylonitrylu 2. Rys historyczny rozwoju technologii wytwarzania akrylonitrylu 3. Szczegółowy opis aktualnie stosowanych technologii 4. Bilans masowy przykładowej instalacji Kierujący pracą: dr inż. Krzysztof Skutil Temat 16 WYTWARZANIE W SKALI PRZEMYSŁOWEJ GLIKOLU ETYLENOWEGO Tematyka: Praca ma charakter literaturowo-projektowy. Zawierać powinna: Znaczenie produktu w przemyśle, opis właściwości produktu, substratów, produktów przejściowych i towarzyszących. Przegląd alternatywnych metod i wariantów produkcji. Wybór i uzasadnienie metody produkcji. Schemat ideowy i technologiczny instalacji wraz z krótkim opisem metody. Bilans masowy i uproszczony bilans cieplny procesu. Wybór danych dotyczących kosztów produkcji i uproszczony bilans ekonomiczny procesu. Wnioski. Kierujący pracą: dr inż. Dymitr Czechowicz Temat 17 PRODUKCJA CHLORKU WINYLU W SKALI 200 000 T/ROK Tematyka: Praca ma charakter literaturowo-projektowy. Zawierać powinna: Znaczenie produktu w przemyśle, opis właściwości produktu, substratów, produktów przejściowych i towarzyszących. Przegląd alternatywnych metod i wariantów produkcji. Wybór i uzasadnienie metody produkcji. Schemat ideowy i technologiczny instalacji wraz z krótkim opisem metody. Bilans masowy i uproszczony bilans cieplny procesu. Wybór danych dotyczących kosztów produkcji i uproszczony bilans ekonomiczny procesu. Wnioski. Kierujący pracą: dr inż. Dymitr Czechowicz Temat 18 BARWNIKI ORGANICZNE Tematyka: Praca zawierać będzie opracowanie na temat procesów i zjawisk fotochemicznych, krótki zarys historii zastosowania barwników organicznych, podział współcześnie stosowanych barwników na grupy ze względu na ich budowę chemiczną i zastosowania, oraz omówienie metod syntezy wybranych barwników. W pracy omówione zostaną ponadto zagadnienia związane z aspektami stosowania barwników, takimi jak zdolność barwienia, trwałość, toksyczność itp., oraz podstawowe dane rynkowe. Kierujący pracą: dr inż. Tomasz Piotrowski Tematy prac inżynierskich dla kierunku MAKRO Topic 1 THE APPLICATION OF D-GLUCOSE BASED IONIC LIQUIDS FOR ASYMMETRIC DIELSALDER REACTION The Diels–Alder reaction is one of the most popular transformationsfor organic chemists to generate molecular complexity efficiently used for synthesis of pharmacologically active ingredients, agrochemicals, flavors and fragrances. The main goal of this project will be literature research concerning asymmetric version of Diels-Alder reaction with the application of ionic liquids. The term “green solvents” has been used to describe ionic liquids because of their negligible vapour pressure. In the resent years significant efforts have been made to design “fully green”, non-toxic and biodegradable ionic liquids using renewable compounds as the starting materials, like carbohydrates. The potential of these compounds to act as organocatalysts in a Diels-Alder reaction will be studied. Kierujący pracą: dr hab. inż. Anna Chrobok, prof. nzw. w Pol. Śl. Opiekun pracy: mgr inż. Karol Erfurt Topic 2 ACIDIC IONIC LIQUIDS AS CATALYST FOR DIELS-ALDER REACTION Many important chemical reactions take place in the presence of catalysts, among them acidic catalysts are the most often used. Refinery alkylation and alkane isomerisation are typical examples. Conventional methods for these processes often require strong acids, such as HF or BF3, what brings some restrictions. They are very often hazardous, volatile, corrosive, toxic, and used in excess to the raw materials. These facts cased huge interest in exploring alternative catalysts, which can overcome limitations described above. A great alternative for conventional catalysts are ionic liquids (ILs), a range of non-volatile liquids, comprising an organic cation and an organic or inorganic anion. This work will be focused on the literature research for application of ionic liquids as acidic catalyst in Diels-Alder reaction. Kierujący pracą: dr hab. inż. Anna Chrobok, prof. nzw. w Pol. Śl. Opiekun pracy: mgr inż. Karolina Matuszek Topic 3 TEMPO – AS ORGANOCATALYST IN AEROBIC OXIDATION PROCESSES The stable radical TEMPO (2,2,6,6,-tetramethylpiperidine-1-oxyl radical) is well known oxidation catalyst. In particular interest is the TEMPO-catalysed oxidation of alcohol to carbonyl compounds that play a central role in organic synthesis. Within engineering project literature data concerning TEMPO generation and its application in oxidation processes will be discussed. The examples of TEMPO application in fine chemicals industry as well as heterogenisation will be presented. Kierujący pracą: dr hab. inż. Beata Orlińska, prof. nzw. w Pol. Śl. Topic 4 CARBON DIOXIDE AS RAW MATERIAL IN THE INDUSTRIAL ORGANIC SYNTHESIS The reduction of greenhouse gas emissions is a challenge for production units and power plants in view of the global warming concerns. To keep greenhouse gases at manageable levels, large decrease in CO2 emissions not only through separation but also utilization will be required. Chemical fixation of carbon dioxide, which is an inexpensive and renewable carbon source, is one of the most important subjects in organic synthesis. The development of both new reactions and new catalysts is needed to overcome the kinetic and thermodynamic stability of CO2. This work will be focused on the literature research on the application of CO2 to the desired organic products. Kierujący pracą: dr inż. Agnieszka Siewniak