docTemat pracy dyplomowej - Zakład Technologii Nieorganicznej i
download 
Reklamacja Transkrypt
Temat pracy dyplomowej - Zakład Technologii Nieorganicznej i
TEMATY PRAC INŻYNIERSKICH (2013-2014) 1 Projektowanie tworzywa ceramicznego o założonej strukturze funkcjonalnej w układzie TiO2-ZnO ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI, WYDZIAŁ CHEMICZNY PW Kierujący pracą: Prof. dr hab. inż. Mikołaj Szafran Opiekun naukowy: mgr inż. Ewa Bobryk Afiliacja opiekuna naukowego: Zakład Technologii Nieorganicznej i Ceramiki Praca dyplomowa dotyczyć będzie wyboru i kontroli parametrów technologicznych na kształtowanie założonej struktury porowatej spieków ceramicznych wykonanych z tlenków tytanu i cynku. Porowaty spiek tlenku tytanu związany fazą powstającego in situ tytanianu cynku o strukturze perowskitowej może mieć zastosowanie jako chemiczny biosensor, sensor gazów i wilgotności, jako potencjalny implant kości ze względu na biokompatybilność, a także jako tworzywo na membrany ceramiczne. W tym celu przygotowane zostaną kształtki o różnym udziale TiO2 i ZnO i dodatku środka porotwórczego. Zoptymalizowane zostaną warunki spiekania i zbadane właściwości funkcjonalne w zależności od składu i struktury otrzymanego tworzywa. Proponowana praca obejmuje: 1. Otrzymanie kształtek z z tlenków TiO2 i ZnO o wybranym stosunku molowym składników i założonej strukturze porowatej (kształt, stopień zagęszczenia, sposób formowania); 2. Dobór warunków spiekania z uwzględnieniem reakcji w fazie stałej powstawania tytanianu cynkowego. 3. Oznaczenie właściwości funkcjonalnych otrzymanego tworzywa. 2 Opracowanie krzywej suszenia wyrobów formowanych metodą odlewania żelowego ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIK, WYDZIAŁ CHEMICZNY PW Kierujący pracą: Prof. dr hab. inż. Mikołaj Szafran Opiekun naukowy: mgr inż. Ewa Bobryk Afiliacja opiekuna naukowego: Zakład Technologii Nieorganicznej i Ceramiki Praca dyplomowa dotyczyć będzie opracowania warunków suszenia wyrobów formowanych metodą odlewania żelowego (ang. gelcasting). Jednym z głównych problemów uniemożliwiających szersze wprowadzenie tej metody formowania do praktyki przemysłowej (dotyczy to w szczególności wyrobów o większych rozmiarach i skomplikowanym kształcie) jest powstawanie wad podczas procesu suszenia. Wady te, często niewidoczne gołym okiem po procesie suszenia uwidaczniają się po procesie spiekania co uniemożliwia ich dalsze zastosowanie. W pracy tej Dyplomant sprawdzi jak wpływa wilgotność i temperatura suszenia na przebieg procesu suszenia kształtek otrzymanych z dodatkiem monoakrylanu glicerolu – monomeru po raz pierwszy zastosowanego w metodzie odlewania żelowego w Zakładzie Technologii Nieorganicznej i Ceramiki Wydziału Chemicznego PW. Parametry procesu suszenia zostaną skorelowane z powstawaniem wad w wyrobach po procesie i suszenia i wypalania. Proponowana praca obejmuje: 1. Otrzymanie kształtek z Al2O3 i ZrO2 metodą odlewania żelowego z dodatkiem monoakrylanu glicerolu; 2. Zbadanie wpływu temperatury i wilgotności powietrza na przebieg procesu suszenia’ kształtek; 3. Skorelowanie parametrów suszenia z powstawaniem wad w wyrobach po procesie ich suszenia i wypalania. 3 Zastosowanie plazmy nierównowagowej do modyfikacji właściwości spieków ceramicznych ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIK, WYDZIAŁ CHEMICZNY PW Kierujący pracą: Prof. dr hab. inż. Mikołaj Szafran Opiekun naukowy: mgr inż. Milena Zalewska Afiliacja opiekuna naukowego: Zakład Technologii Nieorganicznej i Ceramiki Praca dyplomowa dotyczyć będzie sprawdzenia w jaki sposób parametry modyfikacji za pomocą tzw. plazmy nierównowagowej(moc, atmosfera, czas modyfikacji, itp.) wpływają na parametry ceramiki z tlenku glinu. W tym celu przygotowane zostaną kształtki z tlenku glinu (formowanie, spiekanie). Oznaczona zostanie ich mikrotwardość, odporność na kruche pękanie, wytrzymałość na zginanie przed i po procesie modyfikacji plazmowej. Proponowana praca obejmuje: 1. Otrzymanie kształtek z Al2O3 (kształt, stopień zagęszczenia, sposób przygotowania powierzchni); 2. Dobór warunków modyfikacji plazmowej, zbadanie wpływu temperatury i wilgotności powietrza na przebieg procesu suszenia kształtek; 3. Wpływ warunków modyfikacji plazmowej na parametry kształtek z Al2O3. 4 Reaktor do plazmowo-katalitycznego rozkładu węglowodorów ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI, WYDZIAŁ CHEMICZNY PW Kierujący pracą: dr hab. inż. Krzysztof Krawczyk, prof. PW Praca dyplomowa dotyczyć będzie zaprojektowania i wykonania reaktora wyładowania ślizgowego do rozkładu węglowodorów zawartych w gazie, otrzymanym w wyniku gazyfikacji biomasy, w warunkach plazmowo-katalitycznych. Od kilku lat podejmuje się badania, w których skojarzone układy plazmowo-katalityczne stosowane są do zwiększenia wydajności procesów przemiany i rozkładu wybranych szkodliwych dla środowiska naturalnego substancji. Inżynierska praca dyplomowa będzie częścią badań nad opracowaniem metody plazmowo-katalitycznego rozkładu związków zawartych w gazie po gazyfikacji biomasy. Celem niniejszej pracy jest zaprojektowanie i wykonanie wielkolaboratoryjnego reaktora umożliwiającego prowadzenie procesu w warunkach plazmowo-katalitycznych. Źródłem plazmy nierównowagowej będzie wyładowanie ślizgowe. Planuje się również przeprowadzenie wstępnych badań skuteczności wykonanego reaktora w procesie rozkładu wybranego związku z grupy węglowodorów. Proponowana praca obejmuje: 1. Zaprojektowanie i wykonanie wielkolaboratoryjnego reaktora wyładowania ślizgowego do rozkładu węglowodorów w warunkach plazmowo-katalitycznych. 2. Zbadanie rozkładu wybranego związku z grupy węglowodorów w zaprojektowanym i wykonanym reaktorze. 5 Reaktor wyładowania ślizgowego ze wstępną komorą cyklonową ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI, WYDZIAŁ CHEMICZNY PW Kierujący pracą: dr hab. inż. Krzysztof Krawczyk, prof. PW Praca dyplomowa dotyczyć będzie modyfikacji wstępnej komory cyklonowej reaktora wyładowania ślizgowego do rozkładu węglowodorów zawartych w gazie otrzymanym w wyniku gazyfikacji biomasy. W ostatnich latach prowadzone są intensywne badania nad rozkładem węglowodorów powstałych w procesach zgazowania biomasy. Otrzymany w tym procesie gaz syntezowy nie może być bezpośrednio wykorzystany w silnikach spalinowych i turbinach gazowych ponieważ w procesie powstaje duża ilość węglowodorów (smoły). Wśród metod rozkładu tych związków są metody plazmowe. W Zakładzie Technologii Nieorganicznej i Ceramiki skonstruowano i wykonano wielkolaboratoryjny reaktor wyładowania ślizgowego, którego zasadniczym elementem jest pionowa stożkowa komora z kanałem, w którym znajdują się co najmniej dwie elektrody zasilane z układu elektrycznego. W dolnej części reaktora znajduje się wstępna komora cyklonowa z umieszczonym wewnątrz wlotem surowca gazowego, przy czym wlot gazu umieszczony jest stycznie do wewnętrznej ściany wstępnej komory cyklonowej. Celem pracy dyplomowej jest zaprojektowanie i wykonanie zmodyfikowanej komory cyklonowej, która umożliwi stosowanie w reaktorze przepływu gazu ok. 2-5m3/h. Po wykonaniu komory cyklonowej planuje się wykonanie badań rozkładu węglowodorów, co pozwoli sprawdzić skuteczność wykonanego reaktora. Proponowana praca obejmuje: 1. Zaprojektowanie i wykonanie cyklonowej części reaktora wyładowania ślizgowego. 2. Zbadanie skuteczności opracowanego i wykonanego reaktora w procesie rozkładu wybranego węglowodoru. 6 Modyfikacja plazmowa powierzchni folii poliamidowo-polietylenowej estrem etylowym kwasu p-hydroksybezoesowego ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI, WYDZIAŁ CHEMICZNY PW Kierujący pracą: dr inż. Zenobia Rżanek-Boroch Praca dyplomowa dotyczyć będzie nadania folii poliamidowo-polietylenowej, stosowanej jako opakowania, właściwości przeciwdrobnoustrojowych w wyniku plazmowej modyfikacji jej powierzchni estrem etylowym kwasu p-hydroksybenzoesowego (etyloparabenem) Estry kwasu p-hydroksybenzoesowego (parabeny) i ich sole (E214-219) są związkami dopuszczonymi do stosowania w żywności, lekach , kosmetykach i przyborach toaletowych jako konserwanty. W celu zwiększenia aktywności przeciwdrobnoustrojowej dodaje się dwa estry np. metylowy i propylowy. Zgodnie z dyrektywa Unii Europejskiej 95/2/WE estry metylowe, etylowe i propylowy dopuszczone są jako dodatki do żywności przetworzonej np. przy produkcji pasztetów oraz w obróbce powierzchni suszonych produktów mięsnych. Oprócz tego parabeny stosowane są również w kosmetykach i produktach stosowanych do pielęgnacji oraz farmaceutykach. Proponowana praca obejmuje: 1. Dobór parametrów modyfikacji powierzchni folii poliamidowo-polietylenowej metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej etyloparabenu w wyładowaniu barierowym zasilanym prądem impulsowym pod ciśnieniem atmosferycznym. 2. Zbadanie właściwości przeciwdrobnoustrojowych plazmowo modyfikowanych tworzyw. 7 Katalizatory kobaltowe promowane cerem i barem do syntezy amoniaku – optymalizacja sposobu otrzymywania ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI, WYDZIAŁ CHEMICZNY PW Kierujący pracą: dr inż. Wioletta Raróg-Pilecka Opiekun naukowy: mgr inż. Magdalena Karolewska Afiliacja opiekuna naukowego: Zakład Technologii Nieorganicznej i Ceramiki We współczesnych badaniach nad katalizatorami przeznaczonymi do syntezy amoniaku kobalt stanowi pierwiastek cieszący się największym zainteresowaniem. Choć czysty kobalt wykazuje niską aktywność w reakcji syntezy NH3, to doniesienia literaturowe wskazują, że w obecności odpowiednio dobranych promotorów ma on bardzo korzystne właściwości katalityczne. Wysoka aktywność tego typu układu daje perspektywy jego zastosowania w niskociśnieniowym procesie syntezy amoniaku jako zamiennik dla powszechnie stosowanego stopowego katalizatora żelazowego. Celem pracy jest optymalizacja sposobu otrzymywania prekursora katalizatora kobaltowego poprzez dobór parametrów operacji współstrącania. Spreparowana zostanie seria materiałów, w ramach której zmieniane będą warunki prowadzenia tej operacji tzn.: temperatura roztworów, ich stężenia, kwasowość środowiska, kolejność czy sposób dozowania składników. Otrzymane układy poddane zostaną szerokiej charakterystyce fizykochemicznej, a mianowicie badaniom składu chemicznego (termograwimetria sprzężona ze spektrometrią masową), analizie fazowej (XRD) oraz badaniom teksturalnym (pomiary fizysorpcyjne). Dla wybranych układów wyznaczona zostanie wielkości powierzchni fazy aktywnej (temperaturowo-programowana desorpcja wodoru - TPD-H2) oraz wykonane będą testy katalityczne w reakcji syntezy NH3. Badania kinetyczne prowadzone będą w warunkach zbliżonych do warunków przemysłowych pracy katalizatora, tj. w T=370-470°C oraz p=6,3 lub 9,0 MPa. Proponowana praca obejmuje: 1. Preparatykę metodą współstrącania serii układów kobaltowo-cerowych. 2. Wyznaczenie składu otrzymanych materiałów. 3. Charakterystyka fizykochemiczna wybranych materiałów. 4. Badania kinetyczne w reakcji syntezy amoniaku. 8 Badania nad metanizacją tlenku węgla na katalizatorach rutenowych ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI, WYDZIAŁ CHEMICZNY PW Kierujący pracą: dr inż. Elżbieta Truszkiewicz Od ponad stulecia, a dokładniej od 1902 roku, kiedy to Sabatier i Senderens po raz pierwszy otrzymali metan w reakcji wodoru z tlenkiem węgla prowadzonej na katalizatorze niklowym, metale grupy VIII stały się obiektem wytężonych badań. Szereg z tych metali znalazło zastosowanie jako fazy aktywne katalizatorów do wielu ważnych procesów chemicznych. Reakcja tlenku węgla z wodorem, w wyniku której powstaje metan, cieszy się zainteresowaniem jako jedna z metod oczyszczania wodoru do zastosowań w niskotemperaturowych ogniwach paliwowych. Powszechnie stosowanym katalizatorem metanizacji jest nikiel osadzony na tlenku glinu. Jednak to ruten uważany jest za najaktywniejszy z metali katalizujących tę reakcję. Doniesienia literaturowe, a także wstępne prace zespołu pokazują, że stosując węgle aktywne jako nośniki dla rutenu, można otrzymać aktywne kontakty do badanej reakcji. Nie badano jednak, czy i jak metoda otrzymywania wpływa na własności katalizatorów. Celem pracy będzie zbadanie wpływu metody preparatywnej na aktywność katalizatorów rutenowych osadzonych na wybranym, termicznie modyfikowanym węglu aktywnym. Spreparowane katalizatory będą dodatkowo scharakteryzowane metodami chemisorpcyjnymi- statyczną i przepływową. Prace badawcze prowadzone będą przy współpracy z Instytutem Nawozów Sztucznych w Puławach. Proponowana praca obejmuje: 1. Przygotowanie partii materiału węglowego- nośnika katalizatorów rutenowych, 2. Spreparowanie układów Ru/C przy zastosowaniu dwóch różnych metod impregnacji: zanurzeniowej i półsuchej, 3. Scharakteryzowanie dyspersji rutenu w otrzymanych materiałach Ru/C, zbadanie ich aktywności w reakcji metanizacji tlenku węgla. 9 Studium standaryzacji metodyki pomiarowej właściwości reologicznych mas ceramicznych przy zastosowaniu różnych geometrii reometru rotacyjnego ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI, WYDZIAŁ CHEMICZNY, PW Kierujący pracą: dr inż. Paulina Wiecińska Praca dyplomowa dotyczyć będzie pomiarów właściwości reologicznych cieczy nienewtonowskich. Ciecze te zyskują coraz większe znaczenie zarówno w technologii ceramiki, jak i w technologiach z zakresu tworzyw sztucznych, kosmetyków czy farb. Różnorodność układów i warunków prowadzenia pomiarów sprawia, że często niemożliwe jest porównanie wyników uzyskanych dla podobnych cieczy. W przypadku mas ceramicznych badacz ma do czynienia z szerokim spektrum lepkości mas i wielkości cząstek stosowanych proszków, co wymaga zastosowania różnych geometrii pomiarowych. Konieczna jest zatem standaryzacja pomiarów reologicznych w celu możliwości precyzyjnego porównywania wpływu różnorodnych składników ceramicznych mas lejnych na zmianę ich właściwości reologicznych. Celem badań będzie opracowanie metodyki pomiarowej zawiesin ceramicznych przy użyciu trzech geometrii reometru rotacyjnego: współosiowych cylindrów, płytka-płytka oraz płytka stożek, tak aby wyniki pomiarów uzyskane dla każdej z nich były spójne. W ramach badań zostanie m.in. oszacowana optymalna szerokość szczeliny pomiarowej dla układu płytka-płytka, warunki wykonywania testów oscylacyjnych cieczy sprężystolepkich oraz metody zapobiegania odparowywania rozpuszczalnika podczas pomiarów. Wyniki pomiarów uzyskane na reometrze Kinexus Pro, zostaną porównane z wynikami uzyskanymi na wiskozymetrze Brookfiled RVDV -II+ PRO. Badania zostaną przeprowadzone dla wybranych ceramicznych mas lejnych o wysokim stężeniu fazy stałej. Proponowana praca obejmuje: 1. Opracowanie metodyki pomiarowej właściwości reologicznych zawiesin ceramicznych przy użyciu trzech geometrii reometru rotacyjnego. 2. Opracowanie warunków wykonywania testów oscylacyjnych cieczy sprężystolepkich. 3. Oszacowanie optymalnej szerokości szczeliny pomiarowej dla układu płytka-płytka do pomiaru cieczy o wysokim stężeniu fazy stałej. 10 Wpływ warunków spiekania folii ceramicznych z ZrO2 na ich właściwości optyczne ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI, WYDZIAŁ CHEMICZNY, PW Kierujący pracą: dr inż. Paulina Wiecińska Folie ceramiczne znajdują coraz szersze zastosowanie jako podłoża układów scalonych, elementy ogniw paliwowych, elektrody płytkowe oraz w różnego rodzaju ceramicznych mikrokonstrukcjach. Jedną z technik ich formowania jest metoda gel-tape casting wykorzystująca polimeryzację monomeru organicznego w ceramicznej masie lejnej. Istotnym aspektem wytwarzania folii ceramicznych jest dobór odpowiednich warunków spiekania, tak aby finalny element nie był zdefektowany, charakteryzował się jednorodnym i wysokim zagęszczeniem a co za tym idzie wysokim stopniem przeświecalności. Celem pracy będzie przeprowadzenie badań nad doborem warunków spiekania folii ceramicznych z ZrO2 prowadzących do otrzymania wysokiej jakości ceramiki cyrkonowej oraz wpływem parametrów spiekania na właściwości optyczne spieku, w tym stopnia przeświecalności. W ramach pracy zostaną uformowane folie ceramiczne o zadanym składzie i grubości. Następnie otrzymane folie zostaną poddane procesowi spiekania z wykorzystaniem różnych programów grzewczych i różnych obciążeń kształtek. Dla uzyskanych spieków zostaną przeprowadzone pomiary transmitancji w zakresie światła widzialnego. Celem aplikacyjnym pracy będzie opracowanie wstępnych założeń technologicznych prowadzenia procesu spiekania wielkopowierzchniowych, cienkich elementów ceramicznych. Proponowana praca obejmuje: 1. Otrzymanie folii ceramicznych z ZrO2 o zadanym składzie i grubości. 2. Badania nad doborem warunków spiekania uformowanych folii ceramicznych. 3. Wykonanie pomiarów transmitancji w zakresie światła widzialnego dla uzyskanych spieków. 11 Opracowanie składu atramentu ceramicznego do zastosowania w technologii druku dwuwymiarowego ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI, WYDZIAŁ CHEMICZNY PW Kierujący pracą: dr inż. Paweł Falkowski W ostatnich latach w technologii ceramiki intensywnie rozwijane są różnego typu metody tzw. szybkiego prototypowania. Do tych metod zaliczana jest także technika drukowania dwu i trójwymiarowego zawiesinami ceramicznymi. Dzięki temu możliwe jest otrzymywanie skomplikowanych struktur powierzchniowych o ściśle zaprojektowanym kształcie. Technika drukowania zawiesinami ceramicznymi proszków o odpowiednich właściwościach dielektrycznych i magnetycznych jest szczególnie istotna w przypadku elektroniki. Zastosowanie odpowiedniego atramentu ceramicznego może pozwolić na relatywnie łatwe drukowanie np. rożnego typu mikrosensorów czy anten. Celem pracy będzie przeprowadzenie badań nad opracowaniem składu wodnej zawiesiny proszku ceramicznego mającej zastosowanie w technologii drukowania dwuwymiarowego. W ramach pracy określony zostanie wpływ różnego typu dodatków organicznych na właściwości reologiczne opracowanych atramentów ceramicznych. Wykonane zostaną także badania stabilności przygotowanych zawiesin. Opracowany atrament ceramiczny zostanie przetestowany w procesie drukowania metodą inkjet printing. Proponowana praca obejmuje: 1. Badania nad doborem upłynniaczy do zawiesin ceramicznych 2. Badania stabilności opracowywanych atramentów ceramicznych 3. Próby zastosowania opracowanej zawiesiny ceramicznej w procesie drukowania metodą inkjet printing 12 Zastosowanie metody litografii miękkiej w formowaniu mikroreaktorów ceramicznych ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI, WYDZIAŁ CHEMICZNY PW Kierujący pracą: dr inż. Paweł Falkowski Litografia miękka (z ang. soft litography) obejmuje szereg metod, których cechą wspólną jest powielenie wzoru za pomocą elastycznego stempla, matrycy bądź maski wykonanych z przejrzystego elastomeru np. polidimetylosiloksanu (PDMS). W postaci monomeru PDMS jest cieczą o stosunkowo niskiej lepkości, co pozwala jej na wnikanie w mikrokanały i inne struktury powierzchniowe formy matki, którą ma odwzorować. Dzięki temu zastosowanie litografii miękkiej pozwala na skuteczne powielanie kształtu, morfologii i struktury na powierzchni formowanych materiałów. W literaturze można odnaleźć informacje na temat odwzorowywania kanałów o szerokości kilkudziesięciu nanometrów. Ponieważ PDMS jest transparentny dla promieniowania UV, więc technikę litografii miękkiej można efektywnie połączyć z metodą photo-gelcasting. W metodzie photo-gelcasting zawiesina proszku ceramicznego zawieszonego w reaktywnym monomerze naświetlana jest promieniowaniem UV. Pod wpływem dostarczonej przez promieniowanie UV energii związek zwany fotoinicjatorem rozpoczyna proces polimeryzacji in situ w masie ceramicznej prowadzący do jej utwardzenia. W tej sytuacji PDMS przyjmuje funkcję stempla do odciskania wzoru w fotoutwardzalnej masie ceramicznej. Połączenie litografii miękkiej z photogelcastingiem pozwala na otrzymanie elementów ceramicznego z odwzorowanymi mikrokanałami. Proponowana praca obejmuje: 1. Badania nad otrzymywaniem fotoutwardzalnych mas ceramicznych z zastosowaniem akryloilowych pochodnych sacharydów 2. Badanie procesu fotoutwardzania mas ceramicznych 3. Próba otrzymania prostego mikroreaktora ceramicznego 13 Analiza procesów rozkładu ozonu w wyładowaniu barierowym ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI, WYDZIAŁ CHEMICZNY PW Kierujący pracą: dr inż. Sławomir Jodzis Praca dyplomowa dotyczyć będzie analizy procesów rozkładu ozonu w wyładowaniu barierowym w zakresie wysokich i średnich stężeń produktu. W procesie wytwarzania ozonu w warunkach plazmy generowanej w wyładowaniach elektrycznych zachodzą dwie konkurujące ze sobą grupy reakcji: przebiegające w kierunku wytwarzania i rozkładu ozonu. Określenie optymalnych warunków pracy ozonatora, kiedy na procesy rozkładu ozonu zużywana jest stosunkowo niewielka część dostarczanej energii, ma podstawowe znaczenie dla redukcji kosztów wytwarzania ozonu. Ma to szczególne znaczenie praktyczne, ponieważ proces wytwarzania ozonu jest energochłonny, a uzyskiwane stężenia ozonu są dość niskie (zwykle nie przekraczają 10 procent stężenia teoretycznego). Celem badań jest wyznaczenie zakresów stężeń ozonu, w których jego nieuchronny rozkład następuje w stopniu akceptowalnym w urządzeniach do wytwarzania ozonu. W wyniku tych badań będzie możliwe zoptymalizowanie warunków pracy reaktorów plazmowych w taki sposób, aby ograniczyć zużycie energii niezbędnej do wytwarzania ozonu. Proponowana praca obejmuje: 1. Projekt i dostosowanie stanowiska pomiarowego do badań nad rozkładem ozonu 2. Badania nad rozkładem ozonu w ozonatorze typu barierowego, prowadzone w zakresie dużych i średnich stężeń oraz w zakresie typowych gęstości energii 3. Analizę przyczyn rozkładu ozonu 14 Rozkład związków chloroorganicznych w wyładowaniu z barierą dielektryczną ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI, WYDZIAŁ CHEMICZNY PW Kierujący pracą: dr inż. Bogdan Ulejczyk Praca dyplomowa dotyczyć będzie określenia wpływu wybranych parametrów procesowych na przebieg rozkładu wybranych związków chloroorganicznych. Związki chloroorganiczne należą do substancji powodujących efekt cieplarniany, często mają właściwości kancerogenne, ponadto niektóre są niebezpieczne dla warstwy ozonowej. Związki te są często stosowane jako rozpuszczalniki w różnych procesach przemysłowych. Są to bardzo skuteczne rozpuszczalniki, ale ich stosowaniu towarzyszy ich emisja do otoczenia, ponieważ są to związki lotne. Normy ich emisji są coraz ostrzejsze i poszukiwane są metody ograniczania emisji tych związków. Wyładowanie z barierą dielektryczną charakteryzuje się niską średnią temperaturą gazu i obecnością wysokoenergetycznych elektronów (1-10 eV). W takich warunkach reakcje chemiczne są inicjowane przez zderzenia niesprężyste cząsteczek gazowych z wysokoenergetycznymi elektronami. Dlatego nawet bardzo trwałe związki są aktywowane i utleniane w obecności tlenu w wyładowaniu z barierą dielektryczną. Reaktory, w których wytwarzane są wyładowania z barierą dielektryczną są bezpieczne i dopuszczone do użytkowania na skalę przemysłową, np. w ozonatorach. Proponowana praca obejmuje: 1. Określenie wpływu energii właściwej na rozkład lotnych związków organicznych. 2. Określenie kinetyki procesu rozkładu wybranych lotnych związków organicznych. 15 Zastosowanie wyładowania impulsowego do oczyszczania powietrza z lotnych związków organicznych ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI, WYDZIAŁ CHEMICZNY PW Kierujący pracą: dr inż. Bogdan Ulejczyk Praca dyplomowa dotyczyć będzie określenia wpływu wybranych parametrów procesowych na przebieg rozkładu wybranych lotnych związków organicznych w powietrzu. Krajowa emisja antropogeniczna lotnych związków organicznych do atmosfery wynosi ~600 tys. t/r. Ponad 45% lotnych związków organicznych emitowanych jest do atmosfery z gazami z procesów produkcyjnych oraz w postaci rozpuszczalników. Związki te należą do substancji powodujących efekt cieplarniany i ograniczanie ich emisji jest wymuszane przez coraz mniejsze normy emisji tych związków do otoczenia. Rozkład plazmowy jest bardzo atrakcyjną metodą oczyszczania gazów, ponieważ reaktor plazmowy może pracować w szerokim zakresie stężeń lotnych związków organicznych, nie trzeba go dodatkowo ogrzewać i można go uruchamiać natychmiast, gdy zaistnieje potrzeba rozkładu zanieczyszczeń. W celu ograniczenia zużycia energii elektrycznej stosowane są wyładowania impulsowe. Zaletą wyładowań impulsowych jest wprowadzanie do układu dużej energii w krótkim czasie, co powoduje, że moc maksymalna jest, wielokrotnie większa niż średnia moc wyładowania. W czasie trwania impulsu wyładowania, gdy moc jest wysoka, generowane są wysokoenergetyczne elektrony, które inicjują reakcje chemiczne. W przerwie między kolejnymi impulsami cząsteczki wzbudzone reagują ze sobą i dzięki temu można efektywnie wykorzystywać energię elektryczną. Proponowana praca obejmuje: 1. Badanie i określenie wpływu parametrów elektrycznych wyładowania impulsowego na rozkład lotnych związków organicznych. 2. Badanie kinetyki rozkładu wybranego związku. 16 Reaktor plazmowy do modyfikacji powierzchni tworzyw sztucznych stosowanych do celów medycznych ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI, WYDZIAŁ CHEMICZNY PW Kierujący pracą: dr inż. Michał Młotek. Praca dyplomowa dotyczyć będzie modyfikacji powierzchni rurek polietylenowych stosowanych w medycynie. Polietylen wykorzystywany jest szeroko w wielu dziedzinach życia, techniki i technologii. Przy zastosowaniu polietylenu istotne są, obok właściwego składu chemicznego i właściwości fizycznych, odpowiednie właściwości powierzchniowe. Techniki modyfikacji powierzchni stały się ważnym elementem przetwórstwa tworzyw sztucznych. Jedną z metod modyfikacji jest plazma wyładowań elektrycznych (wyładowanie powierzchniowe, DBD). Metoda ta stosowana jest w celu: • wytworzenia na powierzchni polimeru grup funkcyjnych mogących reagować z innymi grupami, • zwiększenia hydrofilowości bądź hydrofobowości, • zmiany morfologii powierzchni. Zastosowanie plazmy niskotemperaturowej jest wygodną techniką modyfikacji powierzchni polimerów. Szczególnie interesującym jest zwiększenie zwilżalności zewnętrznej powierzchni rurek polietylenowych, które są szeroko stosowanych w medycynie. Proponowana praca obejmuje: 1. Zaprojektowanie i zbudowanie reaktora do plazmowej modyfikacji powierzchni rurek wykonanych z polietylenu stosowanych do celów medycznych. 2. Uruchomienie i przeprowadzenie wstępnych badań modyfikacji powierzchni rurek stosowanych w medycynie 17 Reaktor plazmowy do modyfikacji powierzchni zewnętrznej elementów wykonanych z polietylenu ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI, WYDZIAŁ CHEMICZNY PW Kierujący pracą: dr inż. Michał Młotek. Praca dyplomowa dotyczyć będzie modyfikacji powierzchni rurek polietylenowych o średnicy większej niż 3 mm. Polimery odznaczają się bardzo dobrymi właściwościami fizyczno-chemicznymi, są tanie oraz łatwe w przetwarzaniu. Polietylen wykorzystywany jest bardzo szeroko w wielu dziedzinach życia, techniki i technologii. Dla szerszego zastosowania polietylenu niezbędne są, obok właściwego składu chemicznego i właściwości fizycznych, także odpowiednie właściwości powierzchniowe. Techniki modyfikacji ich powierzchni stały się ważnym elementem przetwórstwa tworzyw sztucznych. Typowe techniki modyfikacji powierzchniowej polegają na działaniu, plazmą wyładowań elektrycznych (wyładowanie powierzchniowe, DBD), strumieniem fotonów, wiązką elektronów czy promieniowaniem rentgenowskim. Metody te stosowane są w celu: • wytworzenia na powierzchni specjalnych grup funkcyjnych mogących oddziaływać specyficznie z innymi grupami, • zwiększenia hydrofilowości lub hydrofobowości powierzchni, • zmiany morfologii powierzchni, Plazma niskotemperaturowa jest uniwersalną techniką modyfikacji powierzchni polimerów. W ostatniej dekadzie obserwuje się jej duży rozwój technologii przetwarzania i formowania polietylenu, który spowodował konieczność opracowania nowych metod modyfikacji powierzchni przedmiotów o kształtach innych niż płaskie. Zmiana właściwości zewnętrznej powierzchni rurek polietylenowych o średnicach większych niż 3 mm ma duży potencjał aplikacyjny. Proponowana praca obejmuje: 1. Zaprojektowanie i zbudowanie reaktora do plazmowej modyfikacji powierzchni rurek wykonanych z polietylenu o średnicy większej niż 3 mm 2. Uruchomienie i przeprowadzenie wstępnych badań modyfikacji polietylenu w wykonanym reaktorze 18 OFERTY PRACY W ZAKŁADZIE TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI http://ztnic.ch.pw.edu.pl/ 19
