Studentská vědecká konference

Polyaniline is one of the most widely studied conductive polymers.  Its rich redox chemistry and simple synthesis make it a promising candidate as an electrode material for supercapacitors. Unfortunately, polyaniline displays several drawbacks such as poor electrochemical cycling stability or low surface area. To address some of these issues, compositing of polyaniline with hierarchical structured fillers has been studied, leading to improvement of the electrochemical performance of the resulting nanocomposite through suitable morphology or by inducing some synergetic effects. Various fillers have been investigated, i.e. conductive metals (e.g. CuO, Ni₃S₂ etc.) and/or nanocarboneceous materials (e.g. graphene, CNTs etc.). Loading polyaniline with nanocarboneceous materials such as graphene or carbon nanotubes can lead to higher surface area and higher electrical conductivity. On the other hand, metal oxides, eventually different electroactive substances, can bring new redox pairs to the system, thus enhancing the pseudocapacitive behaviour. The aim of this work is to develop novel material suitable for applications in supercapacitors by incorporating inorganic fillers such as graphene derivatives and iron oxide nanoparticles into polyaniline matrix.  

Tato práce prohlubuje vhled do problematiky interakcí mezi polymery a látkami při membránových separačních procesech. Botnání polydimethylsiloxanu (PDMS), polytrimethylsilylpropynu (PTMSP) a polymeru s vnitřní mikroporozitou (PIM-1) bylo studováno v prostředí jednosložkových par. Uvedené polymery jsou běžně používány pro membránové separace směsí dimethylkarbonátu (DMC) a methanolu (MeOH) a současně jsou zástupci dvou fyzikálních stavů polymerů: zatímco zesíťovaný polydimethylsiloxan (PDMS) se za teploty experimentu 40 °C nachází ve stavu kaučukovitém, polytrimethylsilylpropyn (PTMSP) a polymer s vnitřní mikroporozitou (PIM-1) jsou polymery sklovité.  Botnání všech zmíněných polymerů v jednosložkových parách vykazovalo odchylky od ideální směsi. Pro PDMS byly pozorovány mírně kladné odchylky od Amagatova zákona. Pro PTMSP, stejně tak pro PIM-1, byly naopak pozorovány výrazně záporné odchylky.  Botnání polymerů bylo vyhodnocováno pomocí obrazové analýzy všech nezávislých rozměrů membrán. Tato metoda umožňuje stanovit míru zbotnání vzorku ve třech směrech bez jeho mechanického namáhání.  

V této práci byla provedena přesná měření aktivity vody ve vodných roztocích triglymu (G3) při 298.15 K a tetraglymu (G4) při 298.15 a 318.15 K. Získané závislosti aktivitních koeficientů na složení byly korelovány různými modelovými vztahy; nejlepší výsledky pro oba systémy poskytuje SSF rovnice, která vystihuje data prakticky v rámci experimentální nejistoty. S cílem předložit ucelený popis rovnováhy kapalina pára těchto systémů v širším oboru teplot, byla naměřená aktivitní data korelována společně s některými dostupnými údaji o termodynamických veličinách (dodatková entalpie, rozpouštěcí entalpie v nekonečném zředění či dodatková tepelná kapacita) rozšířenou SSF rovnicí s teplotně závislými parametry. Tyto korelace poskytují nejen dobrý simultánní popis korelovaných dat, ale i dobrý popis dat o rovnováze kapalina-pevná fáze či termálních dat nezahrnutých v korelační databázi.

Poly-N-isopropylacrylamide (pNIPAM) is well-known thermoresponsive polymer with its lower critical solubility temperature (LCST) in water around 33°C. This polymer has ability to interact differently in aqueous solutions, the first type of interaction is hydrophillic and creates linear swollen structure. The second is of hydrophobic type and collapsed globules, which are likely to form bigger aggregates, are created. Our aim of present work is to think about following question: "Is it even possible to separate the process of forming globular structures and the process of aggregation?" To verify or disprove our hypothesis, we used a well-known surfactant sodium dodecyl sulfate (SDS), which inhibits aggregation. Several standard experimental techniques such as differential scanning calorimetry (DSC), isothermal titration calorimetry (ITC), dynamic light scattering (DLS) and cloud point technique were used. The data from all techniques were found compatible with themselves and with literature sources, hence an attempt to develop a thermodynamic model representing distribution of polymer species and surfactant species in the solution was carried out. Since the two processes were found mutually indistinguishable from one another, the answer to the question above is "no".

Pigmenty se obvykle vyskytují v uměleckých i jiných dílech v nízkých koncentracích, proto je nutné zesílit jejich signál s využitím např. povrchem zesílených technik. Cílem této práce je zejména sledování vlivu excitační vlnové délky na povrchem zesílená Ramanova spektra pěti červených pigmentů, adsorbovaných na třech různých plasmonických kovech. Malířské, nebo spektroskopické standardy alizarinu, purpurinu, brazileinu, laky a karmínu byly adsorbovány na zdrsněný povrch mědi, zlata a stříbra. K měření byly použity lasery emitující záření o vlnové délce 532, 633, 785 a 1064 nm. Volba excitační vlnové délky ovlivňuje intenzitu neelasticky rozptýleného záření a intenzitu fluorescence. Na excitační vlnové délce závisí rovněž míra povrchového zesílení prostřednictvím elektromagnetického mechanismu, který je spojen s tzv. lokalizovanou povrchovou plasmonovou rezonancí. Mění se také relativní intenzita jednotlivých pásů při použití různých excitací v důsledku odlišné interference záření, popsané prostřednictvím povrchových výběrových pravidel. Zlato, stříbro a měď navíc vykazují různé hodnoty dielektrické funkce a signál získaný z molekul adsorbovaných na těchto kovech se může také lišit s ohledem na morfologii povrchu či na způsobu, jakým se na ně molekuly pigmentů adsorbují.  

Tato práce se zabývá experimentálním stanovením  rozpustnosti oxidu uhličitého v iontové kapalině  1-ethyl-3-methylimidazolium dicyanamid (označované zkratkou  [emim][DCA]). Iontové kapaliny mohou vzhledem ke svým vlastnostem  sloužit jako vhodná absorpční média pro zachytávání CO₂ (např.  ze spalin) a jeho následné využití nebo uskladnění. Kapalina  [emim][DCA] byla vybrána pro svoji dobrou stabilitu i dostupnost,  zároveň však pro ni nebylo v literatuře nalezeno mnoho dat  rozpustnosti CO₂, je proto žádoucí tato data experimentálně  stanovit. Z pVT dat získaných pomocí aparatury sestavené  na Ústavu fyzikální chemie byla vyhodnocena tlaková a teplotní  závislost Henryho konstanty pro systém CO₂+[emim][DCA] v  teplotním rozsahu 288,15--318,15 K a tlakovém rozsahu  0,1--1 MPa. Data rozpustnosti CO₂ v [emim][DCA] byla následně  porovnána s literárními daty rozpustnosti CO₂ v podobných  iontových kapalinách.