diplomová práce

Diagnostika plazmatu generovaného ve směsích vody a alkoholů

Text práce 6.57 MB

Autor práce: Ing. Barbora Adámková

Ak. rok: 2019/2020

Vedoucí: doc. Ing. Zdenka Kozáková, Ph.D.

Oponent: doc. Mgr. Pavel Slavíček, Ph.D.

Abstrakt:

V diplomové práci byl zkoumán koróně podobný výboj v roztocích alkoholů, konkrétně ethanolu, methanolu, glycerolu, butanolu a isopropylalkoholu. Vznikající výboj byl diagnostikován dvěma metodami. V první části se jednalo o měření elektrických veličin. Z naměřených hodnot byly sestrojeny VA-charakteristiky, ze kterých byla určena zápalná napětí. Zápalná napětí u jednotlivých roztoků alkoholů byla zjišťována v závislosti na změně koncentrace, polaritě elektrod v reaktoru a vodivosti. Zápalné napětí bylo zjištěno pro roztok butanolu, glycerolu a isopropylalkoholu při koncentraci 20 obj. % a vodivosti 200 µS, nejvyšší hodnota zápalného napětí byla stanovena pro roztok glycerolu, a to na 580 V. Nejnižší hodnota napětí, kdy byl zapálen výboj, byla pozorována u butanolu (320 V), ale z důvodu omezené mísitelnosti s vodou je tato hodnota nepřesná, a proto v druhé části experimentu se butanol nepoužil, ale alkoholová řada byla doplněna methanolem. Druhou diagnostikou byla hmotnostní spektrometrie s protonovou ionizací a s analyzátorem doby letu. Touto analytickou metodou byla snímána hmotnostní spektra a následně identifikovány produkty vznikající v reaktoru vlivem plazmového výboje. Detekované byly převážně alifatické uhlovodíky a jejich radikály. Množství vznikajících produktů bylo pozorováno v závislosti na měnících se experimentálních podmínkách, na koncentraci roztoku, na polaritě elektrod v reaktoru a na době trvání výboje.  U methanolu bylo detekováno jen malé množství sloučenin, ale s rostoucím řetězcem vznikalo více látek s vyšší molekulovou hmotností. Více sloučenin bylo detekováno rovněž spolu s rostoucí koncentrací a při záporné polaritě hlavní elektrody. Podrobně byl studován vznik acetaldehydu v roztoku ethanolu, jeho produkce v čase a reakční dráhy jeho vzniku v roztoku ethanolu.

Klíčová slova:

Výboj v kapalinách, koróně podobný výboj, neizotermické plazma, alkoholy, elektrické charakteristiky, zápalné napětí, hmotnostní spektrometrie s protonovou ionizací

Termín obhajoby

25.6.2020

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Obhajoba proběhla podle následujícího schématu: prezentace studentky-vyjádření vedoucí/ho-oponentský posudek-reakce na posudek-diskuse s komisí. Studentka přednesla výborný výtah výsledků své diplomové práce, řádně zodpověděla všechny dotazy oponentské i členů komise, pohotově reagovala na připomínky. V diskusi tak studentka prokázala výbornou schopnost orientace v teoretických i praktických základech problematiky diplomové práce. Komise zhodnotila její diplomovou práci celkově jako výbornou. Pekař: Proč se použil n-butanol? Veselý: Vysvětlete strukturu radikálu v rovnici 13.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Spotřební chemie (NPCP_SCH)

Studijní obor

Spotřební chemie (NPCO_SCH)

Složení komise

prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc. (předseda)
prof. Ing. Michal Veselý, CSc. (místopředseda)
prof. Ing. Michal Čeppan, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Karel Friess, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Zdenka Kozáková, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Marián Lehocký, Ph.D. (člen)

Diplomová práce se zabývá plazmatem generovaným ve formě elektrického výboje ve směsích vody a pěti vybraných alkoholů (metanol, etanol, izopropylalkohol, butanol a glycerol). Diagnostika plazmatu se v první části zaměřuje na stanovení zápalného napětí v jednotlivých směsích vyhodnocením elektrických charakteristik. Druhá část práce se zabývá stanovením produktů výboje vznikajících za různých experimentálních podmínek, a to pomocí metody PTR-TOF.
Studentka pracovala při řešení práce samostatně, a to jak po experimentální stránce, tak při zpracování výsledků. Nelehkou část týkající se interpretace výsledků pečlivě konzultovala s přiděleným konzultantem. Vlastní práce je strukturovaná logicky a srozumitelně. Výsledky jsou vyhodnoceny přehledně, závěry jsou jasně formulovány.
Diplomová práce splnila požadavky zadání a doporučuji ji k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce A
Celkový přístup k řešení úkolů A

Známka navržená vedoucím: A

Diplomová práce se zabývá výbojem ve směsích vody a alkoholů a analýzou produktů tohoto výboje metodou PTR-TOF-MS. Práce je logicky členěna na teoretickou část, experimentální část, výsledky a diskusi a závěr. Testovány byly různé koncentrace alkoholů a různá vodivost roztoků. Byl sledován vliv výboje na vodivost a pH použitých kapalin. Práce se věnuji i měření elektrických charakteristik výbojů. V práci je zvažován a proměřen možný vliv jiných efektů na vznik různých produktů měřených metodou PTR-TOF-MS.
Některé obrázky mohly mít lepší kvalitu. Diskuze dosažených výsledků mohla být důkladnější. Celkově mohu konstatovat, že se jedná o pěknou diplomovou práci se zajímavými výsledky.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Využití literatury a její citace A
Úroveň jazykového zpracování A
Formální úroveň práce – celkový dojem A
Závěry práce a jejich formulace A

Známka navržená oponentem: A