Articles (CT2)
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Preparation and Characterization of Poly(Vinyl Alcohol) (PVA)/SiO2, PVA/Sulfosuccinic Acid (SSA) and PVA/SiO2/SSA Membranes: A Comparative Study(Taylor & Francis, 2019) Remiš, Tomáš; Bělský, Petr; Andersen, Shuang Ma; Tomáš, Martin; Kadlec, Jaroslav; Kovářík, TomášNew organic–inorganic nanocomposites based on PVA, SiO2 and SSA were prepared in a single step using a solution casting method, with the aim to improve the thermomechanical properties and ionic conductivity of PVA membranes. The structure, morphology, and properties of these membranes were characterized by Raman spectroscopy, small- and wide-angle X-ray scattering (SAXS/WAXS), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA), water uptake (Wu) measurements and ionic conductivity measurements. The SAXS/WAXS analysis showed that the silica deposited in the form of small nanoparticles (∼ 10 nm) in the PVA composites and it also revealed an appreciable crystallinity of pristine PVA membrane and PVA/SiO2 membranes (decreasing with increasing silica loading), and an amorphous structure of PVA/SSA and PVA/SSA/SiO2 membranes with high SSA loadings. The thermal and mechanical stability of the nanocomposite membranes increased with the increasing silica loading, and silica also decreased the water uptake of membranes. As expected, the ionic conductivity increased with increasing content of the SSA crosslinker, which is a donor of the hydrophilic sulfonic groups. Some of the PVA/SSA/SiO2 membranes had a good balance between stability in aqueous environment (water uptake), thermomechanical stability and ionic conductivity and could be potential candidates for proton exchange membranes (PEM) in fuel cells.
Item Effect of beading parameters on cross-linked chitosan adsorptive properties(Elsevier, 2019) Vakili, Mohammadtaghi; Mojiri, Amin; Zwain, Haider M.; Yuan, Jing; Giwa, Abdulmoseen Segun; Wang, Wei; Gholami, Fatemeh; Guo, Xiaogang; Cagnetta, Giovanni; Yu, GangKromě mnoha jiných aplikací je možné chitosan využít jako účinný absorbent k odstranění nečistot z odpadní vody Chitosan ve formě pelet dosahuje skvělých mechanických a hydromechanických vlastností, které umožňují využití materiálu pro průmyslové aplikace. Studie se zabývá tvorbou pelet chitosanu a síťovaného chitosanu, které byly syntetizovány metodou inverze fází. Parametry syntézy (množství chitosanu, koncentrace kyseliny, koncentrace činidel a teplota) jsou optimalizovány tak, aby došlo k maximálnímu záchytu modelové organické molekuly (červené barvivo). Adsorpce modifikovaných pelet chitosanu dosahuje vysokých hodnot především díky zvýšenému specifickému povrchu a poréznosti. Účinnost adsorpce je dále umocněna síťováním. Adsorpce je modelována pomocí Freundlichova modelu a výsledkem je dobrá shoda s předpokladem vícevrstevné adsorpce. Vyšetření materiálu studiem kinetiky dokládá komplexnost adsorpce na povrchu chitosanu, nicméně, dostatečně přesnou představu poskytuje již jednoduchý model z oblasti fraktální kinetiky. Materiál je navíc možné po degradaci snadno recyklovat pomocí hydroxidu sodného a to až pětkrát, než dojde k signifikantnímu poklesu adsorpčních schopností.Item Recent advances in mechanical properties of biopolymer composites: a review(Wiley, 2020) Sadasivuni, Kishor Kumar; Saha, Prosenjit; Adhikari, Jaideep; Deshmukh, Kalim Abdul Rashid; Ahamed, M. Basheer; Cabibihan, John-JohnV posledních letech získávají biopolymery velkou pozornost s perspektivou vývoje vysoce výkonných biokompozitů s nízkým dopadem na životní prostředí díky jejich jedinečným a užitečným vlastnostem, jako je hojná dostupnost, obnovitelnost, ekologičnost a nízká hmotnost. Očekává se, že biopolymerní kompozity nahradí mnoho konvenčních materiálů v optických, biologických a inženýrských aplikacích, protože investice a výzkum těchto materiálů se podstatně zvýší. Požadovaných vlastností biopolymerních kompozitů lze dosáhnout smícháním vhodného biopolymeru s vhodnými aditivy, což připravuje cestu pro interakci polymer-plnivo. Podle potřeb aplikace lze upravit různé parametry, jako je chemické složení, kinetika rozkladu a mechanické vlastnosti biopolymerních kompozitů. Interakční interakce mezi biopolymerem a nanofillerem mají významný vliv na mechanické vlastnosti biopolymerních kompozitů. Tento přehled je zaměřen na nejnovější pokroky v mechanických vlastnostech různých biopolymerních kompozitů. V první části tohoto přehledu byly diskutovány neznámé techniky mechanické charakterizace, jako je únavový test, nanoindentace a nedestruktivní testování biopolymerních kompozitů. V pozdější části byly diskutovány různé populární techniky zpracování biokompozitní výroby. Kromě toho bylo v závěrečné části popsáno několik výzev spojených se zpracováním a mechanickou výkonností biopolymerních kompozitů. Tento přehled je zaměřen na nejnovější pokroky v mechanických vlastnostech různých biopolymerních kompozitů. V první části tohoto přehledu byly diskutovány neznámé techniky mechanické charakterizace, jako je únavový test, nanoindentace a nedestruktivní testování biopolymerních kompozitů. V pozdější části byly diskutovány různé populární techniky zpracování biokompozitní výroby. Kromě toho bylo v závěrečné části popsáno několik výzev spojených se zpracováním a mechanickou výkonností biopolymerních kompozitů. Tento přehled je zaměřen na nejnovější pokroky v mechanických vlastnostech různých biopolymerních kompozitů. V první části tohoto přehledu byly diskutovány neznámé techniky mechanické charakterizace, jako je únavový test, nanoindentace a nedestruktivní testování biopolymerních kompozitů. V pozdější části byly diskutovány různé populární techniky zpracování biokompozitní výroby. Kromě toho bylo v závěrečné části popsáno několik výzev spojených se zpracováním a mechanickou výkonností biopolymerních kompozitů. Diskutovalo se o nanoindentaci a nedestruktivním testování biopolymerních kompozitů. V pozdější části byly diskutovány různé populární techniky zpracování biokompozitní výroby. Kromě toho bylo v závěrečné části popsáno několik výzev spojených se zpracováním a mechanickou výkonností biopolymerních kompozitů. Diskutovalo se o nanoindentaci a nedestruktivním testování biopolymerních kompozitů. V pozdější části byly diskutovány různé populární techniky zpracování biokompozitní výroby. Kromě toho bylo v závěrečné části popsáno několik výzev spojených se zpracováním a mechanickou výkonností biopolymerních kompozitů.Item Ignoring heat inertia impairs accuracy of determination of activation energy in thermal analysis(Wiley, 2019) Šesták, JaroslavTento článek kriticky analyzuje tradiční metodu kinetického stanovení aktivační energie parciálním dělením ploch měřeného píku diferenciální termické analýzy. Tento postup je nesprávný, protože chybí odezva tepelné setrvačnosti, která mění tvar základní linie píku z přímého na s-tvar. Tento účinek je znám již od Newtonova zákona o chlazení, ale výsledné chyby přetrvávají ve všech kinetických metodách založených na neisotermických termoanalytických měřeních. Pokud jde o kalorimetrii, je to už ověřené, protože tepelná setrvačnost se stala standardní součástí stanovení tepla pomocí Tianovy historické rovnice. Role a dopad tepelné setrvačnosti je diskutován a analyzován do všech podrobností.Item On/off cycling test of low-temperature PEM fuel cell at fully humidified conditions(Taylor & Francis, 2019) Novotný, Pavel; Tomáš, Martin; Němec, Tomáš; Kullová, Lucie; Maršík, FrantišekAkcelerované testování patří mezi nejrozšířenější způsob testování výkonu a degradace sestavy membrán a elektrod (MEA) v oblasti vodíkových palivových článků s polymerní membránou (PEMFC). K testování byly využity standardizované protokoly (JRC) a zkoumány byly dvě MEA od výrobců Paxitech a ElectroChem. Výkonové křivky byly změřeny před a po testování. Elektrické vlastnosti byly zkoumány elektrochemickou impedanční spektroskopií (EIS). K vyhodnocení dat z EIS bylo využito ekvivalentních okruhů složených z rezistoru a Voigtovy struktury v sérii s CPE (constant phase element). Voda z anodické i katodické strany palivového článku byla zachycena a dále analyzována. Produkovaná voda byla využita k určení obsahu uvolněných fluoridů, a tím byla stanovena míra degradace MEA.Item On the Efficiency of Electrochemical Devices from the Perspective of Endoreversible Thermodynamics(De Gruyter, 2019) Maršík, František; Weigand, Bernhard; Tomáš, Martin; Tuček, Ondřej; Novotný, PavelČlánek se zabývá produkcí entropie generované nerovnovážnými procesy jako důsledkem přenosu hmoty a energie. Endoreverzibilní termodynamika je založena na nereálné představě, že veškerá produkce entropie je vytvářena na hranici systému. V článku je předpokládán otevřený systém v termodynamické nerovnováze. Produkce entropie je vytvářena nerovnovážnými procesy doprovázenými tokem energie. Závěry vytvořené pro expanzivní práci (tepelné stroje) potvrzují závěry endoreverzibilní termodynamiky. Při zobecnění na neexpanzivní přeměnu energie je možné získat nový pohled na princip produkce minima entropie a související podmínku stability v ustáleném stavu. Předložená analýza přeměny energie v uzavřeném cyklu je aplikována na palivový článek (neexpanzivní přeměna energie). Maximální účinnost přeměny energie je dosažena při nulovém produkovaném výkonu. Účinnost palivového článku a tedy i účinnost jakéhokoliv zařízení využívající neexpanzivní přeměnu energie závisí na zátěži; při znalosti zátěže je možné určit maximální možnou účinnost.
Item The determination of effective diffusion coefficient from the electrochemical impedance spectra of composite poly (vinyl alcohol) membranes(Wiley, 2019) Tomáš, Martin; Remiš, Tomáš; Gholami, FatemehČlánek popisuje vliv bobtnání na efektivní difúzní koeficient kompozitních PVA membrán měřený elektrochemickou impedanční spektroskopií. Pro potlačení bobtnání a zvýšení iontové vodivosti byly PVA membrány síťovány kyselinou sulfojantarovou (SSA) a tetraetylorthosilikátem (TEOS). Po naměření impedančních spekter byla data proložena ekvivalentním okruhem na bázi Randlesova obvodu. Tím došlo k určení hodnoty Warburgova elementu, který byl zaznamenán pro membránu v suchém a vlhkém stavu. Výsledky pro kompozitní membrány byly porovnány s výsledky čisté PVA membrány a membrány typu Nafion NR212. Byla zjištěna silná závislost difúzního koeficientu na rozměrech membrány po bobtnání. Kompozit obsahující kyselinu sulfojantarovou vykázal zvýšenou iontovou vodivost. Vzorek ovšem vykázal i silně hydrofilní chování, což limituje možné využití materiálu v aplikacích, jako jsou metanolové palivové články. Za účelem snížení hydrofilního charakteru membrány tak byl vytvořen kompozit PVA SSA TEOS.Item Laser-Induced Reactive Deposition of Nanostructured CoS2- and Co2CuS4-Based Films with Fenton Catalytic Properties(Wiley, 2019) Vála, Lukáš; Medlín, Rostislav; Koštejn, Martin; Karatodorov, Stefan; Jandová, Věra; Vavruňková, Veronika; Křenek, TomášVysoce polymorfní sulfid kobaltu atraktivní materiál díky svým jedinečným elektrickým, optickým, mechanickým a katalytickým vlastnostem. Pulzní laserové ozáření pevného terče z CoS2 má za následek ablaci a depozici tenkých vrstev na Ta a Cu substrát, které byly analyzovány za použití skenovací elektronové mikroskopie, Ramanovy a FTIR spektroskopie, rentgenové fotoelektronové spektroskopie, prozařovací elektronové mikroskopie s vysokým rozlišením a elektronové difrakce. Tyto komplementární analýzy ukázaly, že film na Ta se skládá z původního kubického CoS2, zatímco film na Cu vykazuje vícefázovou strukturu obsahující kubický CoS2 a kubický Co2CuS4. Tato ternární fáze je známa jako aktivní elektrodový materiál s relativně vysokou energetickou hustotou pro elektrochemické kondenzátory a dokazuje interdifúzní jevy na rozhraní mědi a kolidujících částic CoS2. Tento jednoduchý jednostupňový proces představuje první příklad tvorby Co2CuS4 prostřednictvím ablativní reaktivní depozice na nezahřátém substrátu a přidává se k velmi vzácným příkladům reaktivní laserová depozice ablaovaných sulfidů kovů na nezahřívané povrchy. Filmy na bázi CoS2 deponované na Ta a Co2CuS4 - filmy deponované na Cu byly testovány za účelem zjištění jejich katalytické aktivity pro Fentonovu degradaci methylenové modřiItem Are nonisothermal kinetics fearing historical Newton's cooling law, or are just afraid of inbuilt complications due to undesirable thermal inertia?(Akadémiai Kiádo, 2018) Šesták, JaroslavItem Teplotní závislost aktivační energie endotermických procesů a odpovídající nepřesnost kinetických vyhodnocování(Springer Verlag, 2016) Holba, PavelZjištěná závislost mezi aktivační energií a rovnovážnou tepotou musí být vhodně zabudována do základní kinetické rovnice. To je důležité pro endotrmické procesy, které lze realizovat při určitém stupni podchlazení. Lze dokázat vzájemnou provázanost kinetických dat, jako jsou aktivační energie, předexponenciální faktor, rychlost ohřevu a rovnovážné pozadí.Item Skla na bázi CdAs2: vztah k rovnovážným krystalickým fázím(Society of Glass Technology, 2016) Červinka, Ladislav; Holba, PavelČlánek se zabývá korelací výsledků získaných při výzkumu skelných systémů CdXxAs2. Je zdůrazněno, že CdAs2 má unikátní pozici mezi dalšími di-arsenidy a to především díky velmi krátké vzdálenosti As-As. Byla nalezena korelace mezi regiony formování skla v ternárním systému Cd-X-As a symetrií a stabilitou odpovídajících krystalických fází, které lze separovat z taveniny při rovnovážném chlazení. Ukazuje se, že příměsi podporující formování skla (Ge a Si) vstupují do skelné sítě CdAs2 různě z Ti a Sb. Tyto závěry jsou v souladu s experimenty. Tato práce neuvádí nová experimentální data, nabízí ale jakousi kostru pro analýzu a interpretaci dříve získaných experimentálních dat.
