Doktorské studium

Studijní obor Fyzika plazmatu

Název práce: Plazmová kalcinace využitím atmosférického plazmatu při přípravě anorganických nanovláken

Školitel: prof. RNDr. Mirko Černák, CSc.

Oficiální zadání:
Cílem disertační práce bude prozkoumat možnost alternativního přístupu k výrobě anorganických nanovláken procesem tepelné kalcinace. Nanovlákna v současné době nacházejí uplatnění v široké oblasti aplikací od filtrů na čištění odpadních vod, přes katalytické a fotokatalyticky filtry, katalyzátory v autech, palivové články, solární články, kosmetické výrobky až po výrobu bateriových separátorů. Běžné anorganické nanovlákna skládají z TiO2, SiO2, ZrO2, Al2O3, Li4Ti5O12. Současná výroba nanovláken se realizuje nejčastěji metodou tzv. elektrostatického zvlákňování a následné kalcinace. Tento proces sestává z několika kroků, kde se z vodivého roztoku s vhodným anorganickým prekursorem a vhodné viskozity pro zvlákňování, zabezpečené přimícháním vhodného pomocného polymeru "base polymer", vytvářejí kompozitní anorganické vlákna obsahující pomocný polymer. Následnou kalcinací se dosáhne odstranění "base polymeru", který již v této fázi není potřebný, a spojení jednotlivých nanočástic do dlouhých nanovláken. Kalcinace se realizuje formou tzv. tepelné kalcinace, kdy se vrstva připravená elektrostatickým rozprašováním vystaví účinku vysokých teplot (300 - 950 st. C) během několika hodin. Tento proces je tedy energeticky a i časově náročný, čehož důsledkem je snaha hledat alternativní způsoby kalcinace na odstranění "base polymeru". Potenciální řešení představuje využití teplotně nerovnovážné plazmy generované při atmosférickém tlaku jako nástroje na odstranění tohoto polymeru, kdy se jeho odbourání může dosáhnout expozicí substrátu účinku plazmy během podstatně kratších časů (minuty) jako je tomu v případě tepelné kalcinace.
Literatura:
ČERNÁK, Mirko, L. ČERNÁKOVÁ, I. HUDEC, Dušan KOVÁČIK a A. ZAHORANOVÁ. Diffuse coplanar surface barrier discharge and its applications for in-line processing of low-added-value materials. The European Physical Journal - Applied Physics, EDP Sciences, 2009, roč. 47, č. 2, s. 22806-22811. ISSN 1286-0042.
Poznámka:
Literatura: 1. M.V.Reddy, R.Jose, T.H.Teng, B.V.R.Chowdari, S. Ramaksrishna, Preparation and electrochemical studies of electrospun TiO2 nanofibres and molten salt method nanopraticles, Electrochim Acta 53 (2010) 3109-3117 2. B.Ding, Ch.K. Kim, M.K.Seo, S.J.Park, Titanium dioxide nanofibres prepared by using electrospinning method, Fiber Polym 5 (2004) 105-109 3. G.Li, Z.Q.Liu, J.Lu, L.Wang, Z.Zhang, Effect of calcination temperature on the morfology and surface properties of TiO2 nanotube arrays, Appl Surf Sci 255 (2009) 7323-7328 4. M.Černák, D.Kováčik, J.Ráheľ, P.Sťahel, A.Zahoranová, J.Kubincová, A.Tóth, Ľ.Černáková, Generation of a high-density highly non-equilibrium air plasma for high-speed large-area flat surface processing, Plasma Phys Control Fusion 53 (2011) 124031 (8pp)


login
© 2011 Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity. tel: +420 549 49 1111, e-mail:
Všechna práva vyhrazena.
Webmaster: Alan Kuběna,
Grafický design: © 2011 Mgr. Pavel Brabec,
Obsahová struktura: © 2011 Mgr. Zuzana Kobíková
Počet přístupů: 513398 od 2.9.2011