Uhlíkaté materiály na bázi přírodních sacharidů.

Bc. Jana ŠTEFELOVÁ

Master's thesis

Carbonaceous materials based on natural sacharides.

Abstract:

Byly připraveny uhlíkaté materiály na bázi přírodních sacharidů. Celulózové aerogely byly vyráběny z celulózy nebo acetátu celulózy rozpouštěním ve vhodném médiu s následnou polykondenzací za vzniku hydrogelu. Po regeneraci byly tyto materiály sušeny při okolních podmínkách nebo metodou mrazové sublimace. Byly vyzkoušeny různé způsoby přípravy těchto materiálů a následně byl zjištěn vliv odlišných parametrů přípravy na finální vlastnosti aerogelů. U některých materiálů byla původní chemikálie Ca(SCN)2 nahrazena za ekonomicky výhodnější směs z CaO a NH4SCN, u jiných byl sledován vliv použití síťovadla (PMDI) během procesu přípravy. Suché materiály byly zkoumány metodou TG/DSC ke zjištění hmotnostních úbytků, byly zpyrolyzovány, pomocí adsorpce/desorpce dusíku byly stanoveny hodnoty měrných povrchů, které se pohybovaly v rozmezí jednotek až stovek m2/g a vybrané vzorky byly sledovány metodou SEM. V této práci bylo zjištěno, že použití síťovadla dostatečně zpevňuje strukturu těchto materiálů, které se vlivem sušení volně na vzduchu nebortí a vykazují vysoké hodnoty měrných povrchů (nad 500 m2/g), což je informace prozatím nikde nepublikovaná, protože dle postupů příprav v odborných publikacích tyto materiály nelze sušit volně na vzduchu. Sacharózové materiály byly připraveny dehydratací sacharózy s kationaktivní složkou s následnou tepelnou úpravou nejprve při 85°C a poté při 150°C. I tento typ materiálů byl zpyrolyzován a byly získány materiály vyznačující se hodnotami měrných povrchů v rozmezí jednotek až stovek m2/g.

Abstract:

Carbon materials based on natural saccharides were prepared. Cellulose aerogels were made from cellulose or cellulose acetate by dissolving in a suitable medium, followed by polycondensation to obtain hydrogels. After regeneration these materials were dried at ambient conditions or by method of freeze drying. Various ways of preparing of these materials were tested and subsequently the influence of different conditions on the final properties was found. In some cases the origin chemical Ca(SCN)2 was replaced by CaO and NH4SCN, because this mixture is economically preferential. The effect of the use cross-linking agent (PMDI) during preparation process was also investigated. Dry materials were analyzed by TG/DSC to determine the weight loss, pyrolysed, by adsorption/desorption of nitrogen were found out values of surface areas, which were in the range from units to hundreds of m2/g. Chosen samples were observed by SEM. In this work it was found, that the use of cross ? linking agent sufficiently strengthens structure of these materials, which were not collapsed during drying under ambient condition and their internal surface areas were higher than 500 m2/g. This information has not been published yet. In literature, these materials are not prepared by drying under ambient conditions. Sucrose materials were prepared by dehydration of sucrose with cationic component followed by heat treatment at 85°C and 150°C. Also these materials were pyrolysed to obtain carbonaceous materials which were characterized by internal surface areas in the range from units to hundreds of m2/g.

Keywords

Uhlíkatý aerogel, celulóza, mrazová sublimace, měrný povrch

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 4. 2012

Accessible from:: 20. 4. 2012

Thesis defence

• Supervisor: Doc. RNDr. Václav Slovák, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Analytická chemie pevné fáze