Počkejte prosím...

KU Leuven, Belgium

Vypsané disertační práce

Ekodesign – nástroj začlenění environmentálních aspektů do designu

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Náplní disertační práce bude vývoj nástrojů zapojení environmentálních aspektů do procesy tvorby a designu nových produktů. Volba materiálů, funkčnost výrobků a řada parametrů předurčených v rámci designu produktu definuje, jaké environmentální aspekty produkt bude mít. Obsahem práce bude zapojení metody life cycle assessment do způsobu práce designera.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Hodnocení životního cyklu bio-based produktů

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Bio-based produkty jsou perspektivními materiály a palivy, jejichž výroba a použití v budoucích letech poroste. Ačkoli mohu tyto výrobky snížit zátěž životního prostředí způsobenou tradičními fosilními materiály a palivy, mohou bio-based produkty představovat jiné formy zátěže životnímu prostředí. Cílem této disertační práce je vytvořit koncepční nástroj hodnocení environmentálních dopadů bio-based výrobků zohledňující celý jejich životní cyklus.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Matematické modelování membránových separačních procesů

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Membránové separační procesy představují jednu z perspektivních a energeticky úspornějších alternativ k některým v současnosti používaným separačním procesům. Matematické modelování je nejen vhodným nástrojem pomáhajícím pochopení a vyhodnocení získaných experimentálních dat, ale také nástrojem pro návrh nových a optimalizaci stávajících průmyslových technologií a přenos laboratorních výsledků do průmyslové praxe. V rámci této práce budou vyvinuty vlastní statické a dynamické modely vybraných pokročilých membránových technologií popř. jejich částí nebo aparátů. Modely budou vyvíjeny v některém z běžných programovacích jazyků a je předpokládáno jejich případné budoucí využití v prostředí univerzálních simulátorů umožňujících studovat chování těchto technologií pomocí počítačového experimentu. Součástí práce bude verifikace vyvinutých modelů na základě provozních a experimentálních dat s cílem navrhnout změny (strukturální a parametrické) ve studovaném procesu ( technologii, aparátu) sledující zlepšení ekonomických a ekologických ukazatelů. V práci budou využívány převážně univerzální simulační programy firmy Aspen Technology.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Matematické modely kompozitních materiálů připravovaných rozptýlením tuhých částic plniva v kapalné polymerní matrici

Garantující pracoviště: Ústav organické technologie, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: doc. Ing. Pavel Čapek, CSc.

Anotace

Práce je zaměřena na matematické modelování kompozitních materiálů, jejichž příprava zahrnuje vytvoření suspenze částic plniva v kapalné směsi rozpouštědla a prekursoru polymeru, objemovou kontrakci suspenze vyvolanou odpařováním rozpouštědla a formováním pevné polymerní matrice. Výchozí suspenze je modelována pomocí metody náhodného sekvenčního přidávání částic různých tvarů. Pak následuje modelování pohybu částic plniva ve smršťující se suspenzi. Každá modelová mikrostruktura a odpovídající mikrostruktura reálného vzorku kompozitního materiálu jsou charakterizovány statistickými mírami a tyto míry jsou následně porovnány, aby byla ohodnocena kvalita modelu. Reálné mikrostruktury kompozitních materiálů jsou dedukovány ze snímků jejich nábrusů, které jsou pozorovány v řádkovacím elektronovém mikroskopu.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Membrány s cílenou nanostrukturou pro selektivní odstranění CO2 z bioplynu

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Membránové separační procesy patří k moderním technologicky významným separačním metodám, které jsou v porovnání s klasickými separačními metodami ekonomičtější i ekologičtější. Pro dělení plynů se technologicky používají převážně polymerní membrány, jejichž výkon (propustnost nebo separační účinek) se může dodatečně upravovat cíleným zabudováním kapalných či pevných aditiv do polymerní matrice. Dizertační práce bude zaměřena na přípravu, charakterizaci a testování tzv. mixed matrix membranes pro separaci plynů na bázi sklovitých polymerů a funkčních nanoaditiv s cíleně připravenou strukturou. Vedle toho bude součástí práce i modelování separačního procesu. Výsledkem práce bude připravený a otestovaný membránový materiál pro efektivní odstranění CO2 z bioplynu a rozšíření znalostí v daném membránovém oboru.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Membrány s odolností vůči změnám pH a rozpouštědla pro přesnou separaci podle hraniční molekulové hmotnosti

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Membránové separace v současnosti nabízejí nejlepší strategii pro snižování energetické náročnosti a dopadu na životní prostředí díky nově vyvíjené nanofiltraci s odolností či tolerancí k rozpouštědlu (SRNF či STNF). Takzavaná aktivace rozpouštědlem zahrnuje působení rozpouštědla na stávající membránu díky solvataci, zvýšení ohebnosti polymerního řetězce a uspořádání do vhodných struktur. To bude ověřeno systematickým testováním membrán s různými rozpouštědly pro separaci směsí kapalin. Bude použita vysokokapacitní aparatura pro současné testování mnoha vzorků. Základní fyzikálně chemické vlastnosti vzorků před a po působení rozpouštědel poskytnou náhled do změn na molekulární úrovni. Charakterizace bude zahrnovat absorpci plynu a kapaliny (difuzivitu), ERD (rozptyl pružného zpětného rázu, poskytující prvkovou analýzu přes tloušťku membrány), NMR v pevné vázi (nukleární magnetická rezonance), TGA (termogravimetrická analýza) a DSC (diferenční kalorimetrie). .

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Membrány se smíšenou matricí pro separaci plynů

Garantující pracoviště: Ústav anorganické technologie, Fakulta chemické technologie

Anotace

Membránová separace plynů (MGS) představuje jednu z perspektivních a energeticky úspornějších alternativ k některým v současnosti používaným separačním procesům (PSA, TSA, aminová vypírka apod.) Většina průmyslově využívaných membrán je na bázi polymerních metriálů, které však mají nízkou permeabilitu nebo selektivitu. V rámci této práce budou syntetizovány a charakterizovány polymerní a hybridní membrány polymer-plnivo, které spojují výhody mikroporézních plniv a polymerních membrán. Jako plniva bude využíváno různých materiálů (např. ZIF-8, UiO-66, silikalitu-1, ETS, FAU, TS-1, AFX, MOF), popř. jejich modifikací, které budou kombinovány s polymery a to jak průmyslově vyráběnými, tak i syntetizovanými v laboratoři. Cílem této práce je příprava membrán pro různé průmyslové aplikace. Cílová aplikace bude určena po dohodě, podle aktuálně řešených témat na pracovišti (např. odstraňování CO2 z odplynů elektráren a dalších průmyslových provozů, separace CO2 z bioplynu, separace H2 z proudů obsahujících CO2, popř. uhlovodíky, separace uhlovodíků apod.) V rámci této práce bude řešen vývoj nových materiálů a problematika interakce plniva a polymerní matrice s cílem zvýšení tepelné a chemické stability, selektivity a permeability připravených membrán.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Nové stabilní membrány pro nanofiltraci a pervaporaci

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Membránové separační procesy umožňují účinné čištění polárních nebo nepolárních rozpouštědel od nežádoucích složek na základě sítového mechanismu (tlakové metody) nebo chemické afinity (rozpustnostně-difuzní mechanismus). Práce bude zaměřena na testování robustních membránových materiálů stabilních v širokém intervalu pH a s cílenými separačními vlastnostmi pro specifické membránové operace. Kromě přípravy, charakterizace a testování materiálů bude práce zahrnovat i modelování separačního procesu. Výsledkem této práce bude kromě přípravy účinného separačního materiálu a popisu modelu rozšíření znalostí v daném membránovém poli.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Nové účinné separační membrány pro čištění vody a odpadních vod na bázi hybridních materiálů na bázi uhlíku

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Stávající membránové separační procesy umožňují efektivní čištění i fyzikální desinfekci vody od nežádoucích složek na základě sítového mechanismu bez nutnosti použití chemických činidel. Velikosti pórů a jejich rozložení na povrchu membrány je důležitým faktorem pro účinné odstranění kontaminantů a mikroorganismů. V práci budou studovány možnosti využití nově připravených membránových materiálů na bázi uhlíkových materiálů (uhlíkové nanotrubice, deriváty grafenu aj.) s cílenými povrchovými modifikacemi (např. dopování antimikrobiálními činidly atd.) za účelem efektivního odstranění vybraných kontaminantů z vody. Vedle přípravy, charakterizace a testování materiálů bude součástí práce i modelování separačního procesu. Výsledkem práce bude vedle přípravy efektivního separačního materiálu a popisujícího modelu i rozšíření znalostí v daném membránovém oboru.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Odstranění kationtů těžkých kovů z vody pomocí prekurzorů na bázi grafenoxidu

Garantující pracoviště: Ústav fyzikální chemie, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Přítomnost iontů těžkých kovů ve vodě představuje vážný problém pro lidské zdraví i životní prostředí. Možnost efektivního a jednoduchého odstranění nežádoucích kationtů z vody adsorpcí bez nutnosti použití neekologických činidel představuje globálně velkou výzvu pro vědce v daném oboru. V práci budou studovány možnosti využití nově připravených adsorpčních materiálů na bázi uhlíkových materiálů (dopované a modifikované deriváty grafenu). Vedle přípravy, charakterizace a testování vlastností materiálů a účinnosti adsorbentů pro účinné odstranění kontaminantů z vody bude součástí práce i vývoj metodiky pro post-procesní oddělení adsorbentu z vyčištěné vody. Výsledkem práce bude vedle přípravy efektivního adsorpčního materiálu a i rozšíření znalostí v daném materiálovém a procesním oboru.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Odstraňování mikropolutantů z odpadních vod určených pro recyklaci

Garantující pracoviště: Ústav technologie vody a prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Mikropolutanty, např. farmaceutika, přípravky osobní péče nebo hormony, se staly důležitým faktorem ohrožujícím opětovné použití vyčištěných odpadních vod z různých zdrojů, např. odtoků z čistíren městských odpadních vod nebo vyčištěných šedých vod. Protože technologie recyklace vody jsou často založeny na membránových bioreaktorech (MBR), bylo by výhodné doplnit tyto reaktory tak, aby se kromě běžného znečištění odstranily také perzistentní organické polutanty. V tomto projektu si klademe za cíl vyvinout technologii, která odstraní persistentní organické látky a bude použitelná v malém měřítku, tj. pro decentralizovanou recyklaci např. šedých vod.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Polymerní membrány pro vysoce selektivní odstranění CO2 z bioplynu

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská

Anotace

Membránové separace plynů významně přispěly k vývoji energeticky úsporných systémů pro čištění zemního plynu. Také membránové odstraňování CO2 z bioplynu, který ho obsahuje i více než 40 %, zažívá v současnosti rychlý rozvoj. Hlavní výzvou pro polymerní membrány je jejich náchylnost k plastizaci při vysokých koncentracích CO2. Dochází k nabobtnání membrány a zvýšení propostnosti pro CH4, čímž se sníží selektivita. Zesíťování membrány je jedním z nejkepších způsobů, jak zabránit plastizaci. Membrány se smíšenou matricí (MMM), skládající se z plniva rovnoměrně rozmístěného v polymerní matrici, kombinují dobrou zpracovatelnost polymerů s vysokou seperační účinností plniva. Organokovové sítě (MOF) patří mezi materiály s dobře definovanou velikostí a tvarem pórů. V rámci práce budou připraveny membrány typu MMM pro separaci bioplynu se zvýšenou permeabilitu díky výběru vhodné kombinace MOF/polymer a teploty zpracování, využívající MOF materiály s velkou vnitřní porozitou a selektivní povrchovou vrstvou.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Předúprava kalu tepelnou hydrolýzou - dopad na strukturu a odvodnitelnost stabilizovaného kalu

Garantující pracoviště: Ústav technologie vody a prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Termální hydrolýza je zavedená metoda předúpravy kalu zlepšující biologickou rozložitelnost kalu a produkci bioplynu v procesu anaerobní fermentace. Z praktického hlediska je velmi důležitá změna struktury kalu po hydrolýze a její vliv na odvodnění kalu. V tomto projektu bude struktura kalu a odvodnitelnost studována při různých typech a podmínkách tepelných procesů. Nakonec bude navržena optimální metoda tepelné hydrolýzy ve vztahu k různým aspektům kvality vyhnívaného kalu.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Příprava porézních materiálů využívající inverzi fází

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství, Fakulta chemicko-inženýrská
Vedoucí práce: prof. Dr. Ing. Juraj Kosek

Anotace

This is PhD project for a double-degree program. Therefore annotation is provided only in English.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Udržitelnost potravinové produkce

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Produkce potravin je jedním z významných odvětví, které vykazuje významné environmentální dopady. Z pohledu celého životního cyklu i z pohledu materiálových a energetických toků je vhodné zjistit, které typy stravovacích návyků v různých regionech světa představují větší environmentální zátěž. Pro potravinovou produkco je rovněž významná dostupnost fosforu. Práce bude mít z cíl komplexně posoudit environmentální dopady celého řetězce potravinové produkce, balení potravin, distribuce a odpadového hospodářství. Součástí tématu bude srovnat rozdíly v zásobování potravinami mezi městským a venkovským prostředím.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Udržitelnost potravinové produkce

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Produkce potravin je jedním z významných odvětví, které vykazuje významné environmentální dopady. Z pohledu celého životního cyklu i z pohledu materiálových a energetických toků je vhodné zjistit, které typy stravovacích návyků v různých regionech světa představují větší environmentální zátěž. Pro potravinovou produkco je rovněž významná dostupnost fosforu. Práce bude mít z cíl komplexně posoudit environmentální dopady celého řetězce potravinové produkce, balení potravin, distribuce a odpadového hospodářství. Součástí tématu bude srovnat rozdíly v zásobování potravinami mezi městským a venkovským prostředím.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Udržitelnost různých typů stravování z pohledu LCA

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Food produsction is currently identified as key environmental burden. Agriculture, food production, food packaging and distribution together with food waste management have serious environmental impacts. Population growth and need for food in urban systems results in increasing broadscale environmental stress. The purpose of this thesis is to evaluate different nutritional habits of selected key world regions and compae their environmental impacts from life cycle perspective. Output of the thesis is to define key factors influencing environmental impacts of food chain and propose environmentally friendlier nutrition habits.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Vývoj metodiky vodní stopy pro vodní hospodářství

Garantující pracoviště: Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Náplní disertační práce bude vývoj koncepčního nástroje pro hodnocení vodní stopy technologií i urbanistických celků. Vodní stopa je environmentální parametr hodnotící zátěž výrobků, technologií či lidských sídel a celků vůči vodnímu stresu. Vodní stres je lokalizovaný problém, který je třeba i v rámci studilí life cycle assessment vhodným způsobem lokalizovat.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

Vývoj systému pro vzdálené řízení a monitoring recyklace šedých vod

Garantující pracoviště: Ústav technologie vody a prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí

Anotace

Jedna z hlavních překážek využití vyčištěných šedých vod (tj. vod z koupelen, popř. praček) je chybějící metoda pro automatické sledovní kontaminace vyčištěné odpadní vody. Díky tomu není možné používat recyklovanou vodu tam, kde hrozí vyšší riziko nákazy koncových uživatelů při kontaminace vody patogeny (např. praní, uklízení atd.).
V tomto projektu vyvineme systém včasného varování, který bude automaticky detekovat poruchy v technologie čištění šedých vod a především průnik patogenních organismů do vyčištěné vody určené pro recyklaci.

Zahraniční partnerská instituce: KU Leuven, Belgium

VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum
zobrazit plnou verzi