Jílová společnost - text.indd - Česká společnost pro výzkum a využití

Jílová společnost - text.indd - Česká společnost pro výzkum a využití

ýesk
ý ká sp
poleeþnnostt pro
p výýzkuum a vyyužžití jíllĤ (ýS
SVV
VJ)), uustaaveená
v rocce 199
1 98, sdru
s užuj
uje záje
z emcce a stiimu
ulujje teeoreeticckýý
i ap
plikkovvanýý výzk
v kum
m, vzd
dČllávááníí a mezi
m inárroddní sty
tykyy v obla
o astii
argi
a ilollogie. ýSV
ý VVJJ jee pok
p kraþþovváním „ýesskooslo
oveenskké ná
árod
dníí
jíílovvé skup
s upin
ny“
“, ktterá
á byyla
a zaaložžena v ýeeskkoslloveenssku v roc
r e 1963
3.
o 57
7
ýííslo
K Čte
KvČ
en 201
2 6
SL
LOV
VO ED
DITO
ORA
A
OBS
O
SAH
H PěE
P EDN
NÁŠ
ŠEK
K Z PO
ODZ
ZIM
MNÍH
HO
S MIN
SEM
NÁě
ěE
Vá
ážen
ní pĜáte
elé,
dn
nešn
ní
þísslo
je
vČ
Čnov
váno
pĜĜede
evšíím
pĜííspČ
ČvkĤ
Ĥm z po
mináĜe, kte
erý se konal
odzimního sem
v Ostr
O ravČ
Č. Chce
C eme
e Vá
ám takk pĜiiblíž
žit okru
o h té
éma
at,
kte
erá byla
b a na
a semin
náĜi prez
zen
ntová
ána
a.
Z pĜís
spČvvkĤ lze
e vidČt, že
e se
e sttudiium jílo
ovýcch
minerá
álĤ pĜe
esun
g logických obo
o orĤ do
d obo
o rĤ
nuje z geol
i ve
ých a fyzikáln
ních
h, a
ale je tom
mu tak
t
v
chemiický
svČ
ČtČ, neboĢĢ se pĜik
klád
dá velký
v ý vý
ýzna
am prak
ktick
kém
mu
vyu
užití.
Z krritickkých
ch rád
d zmín
z nil
h pĜip
p pomínekk byc
pozná
ámku, že
máto
or stá
ává hodn
h nČ
Infform
e se
s
mo
onottém
maticcký, tzn.,
ž
ob
bsah
huje
e vČtš
šino
ou
t , že
pĜííspČ
Čvky
y ze
z sem
miná
áĜĤ a tĜe
eba ch
hybíí nČ
Čjakké
zajjíma
avé þlá
ánkyy, stejnČ jakko zmiz
z zela
a trrans
smisse
lite
eratu
ury, kte
erou
evážžnČ
Č dČláva
al prrof. Kon
nta. Byylo
u pĜe
by tĜeba
a na ty
yto trradicce zn
novu
u nav
váza
at.
edp
poklá
ádá
ám, že
e ta
ato situ
uac
ce sou
s visíí hlavn
nČ
PĜe
s hod
h noc
ceníím p
covišĢ a s tím
m sp
pojen
nou
u ho
onbo
ou
prac
za þlá
ánky
y v impak
ktovaný
ých þas
sopiisecch. Bud
dem
me
oto rád
di i za
avos
sti þi výsledkky
pro
a drobné zajjíma
výzzkumu..
hled
dem
m k boh
haté
é ná
áplnii toh
hoto
o þíísla nec
chám
Vzh
již pro
ostorr od
dborrným
m in
nform
maccím.
D
Dne 26
6. 11. 201
15 poĜá
p ádala VŠB
V B-TU
U Ostra
O ava
ve sspolluprráci s ýes
v
skou
u s pole
eþno
ostíí prro výzk
v kum
a vyyužittí jílĤ podz
zimn
ní se
emiináĜĜ. Se
emináĜ mČ
Čl te
ento
p gram
prog
m:
P EDN
PěE
NÁŠKY:
Zbig
Z
gnie
ew Ro
ozyn
nek (D
Dep
hysiccs, UA
AM,
pt. of Ph
P
Pozn
nan
n, Polan
P nd): A 30
s ry a
abou
ut clay
c y
0 min stor
p
partiicles
s be
ehav
viorr in diffe
d eren
nt ph
hysiical sys
stem
ms.
J áš Tok
Joná
kars
ský (V
VŠB--TU
strava):: Ghas
ssou
ul –
U Os
ccharrakterizzace
e a pou
p žití marockkého jílu.
B bora
Barb
a Douš
šová (V
VŠC
CHT
a): Vliv
V vázzané
ého
o
T Prraha
žželeza na
n kval
k itu jílov
j vých
orbentĤ.
h so
D id Kolo
Dav
K ouš
šek (VŠ
ŠCH
HT P
ynté
éza zeo
olitĤ
Praha):: Sy
v ge
eopo
olym
mere
ech vyu
užite
ých v ak
kvakkultu
uĜe.
elný
F ntiše
Fran
ek Ko
ovan
nda
a (V
VŠC
T Prah
P ha): PĜĜípra
ava
CHT
vvrste
evna
atýcch hyd
droxxidĤ obsahujíících
h Co
C na
kkovo
ovýc
ch nosi
n þích
h.
M ta Va
Mart
aláš
šková (C
CN VŠB
U Osstrav
va):
V B-TU
M
Mod
difiko
ované verrmikkulityy ve fu
unkc
ci p
prek
kurz
zorĤ
d
do
co
ordierito
ové
é
kerramiky
s
fun
nkþn
ními
vvlasttnos
stmi.
Pla
D iela
Dan
a
achá
CN
VŠB
U
Osstrav
va)::
(C
V B-TU
C
Charaktterizzace
e a vyu
o anickky mo
odi-užitíí orga
fikov
vaný
ých verrmik
kulitĤ.
G žyna Sim
Graž
mha
a Marrtyn
CN VŠBV -TU
U
nková (C
O
Ostrrava
a): Inte
erka
alacce vverm
miku
ulitu
u n
neuttráln
ními
m
mole
ekullami tav
venin.
P er Boh
Pete
B háþ (Ús
stav
v an
norg
nicke
ej chém
c mie,, SA
AV,
gan
B
Brattisla
ava): Hy
ybridné
é syystémy na bázze ílový
í ých
m
mine
erálov a org
gan
nickýých fa
arbív
v p
priprave
ené
m
metó
ódou Lb
bL.
Na závČ
z Čr ještČ up
pozo
orĖu
uji na uzáv
u vČrk
ku
odzimního
o þís
erá je
j 14
4. 10. 2016
2 6.
po
sla, kte
echna dossud vy
yšlá þíssla a dalš
d ší in
nform
macce
Vše
jso
ou na webo
w ovýc
ch strá
ánkách
h Spol
S leþn
nostti na
n
adrese
e: www
w w.czzech
hcla
ayg
grou
up.c
cz
Záv
vČre
em pĜe
n m þten
þ náĜĤ
Ĥm pĜíje
emn
né
eji všem
v m našim
ez extré
e émn
h tep
plot.
léto be
ních
Ma
artin
n ŠĢĢastn
ný, edittor
Ro
ozvo
ojov
vá 269,1
5 00 Pra
aha 6
165
tell.: 23
330
0872
233
e-m
maill: sttastn
ny@
z
@gli..cass.cz
- 1 -
Lukáš Petra (Ústav anorganickej chémie, SAV,
Bratislava): Príprava a charakterizácia uhlíkovoílových kompozitov.
Miroslav Pospíšil (MFF UK Praha): Struktura
montmorillonitu interkalovaného thiabendazolem Ĝešená molekulárními simulacemi.
polymer matrix. Electric-field-assisted control of
clay layers exfoliation will be discussed here.
A good material for CO2 capture should
possess some specific properties, including a large
effective surface area with good adsorption
capacity, selectivity for CO2, regeneration capacity
with minimum energy input, and low cost and
high environmental friendliness. The gaseous CO2
may intercalate into the interlayer nano-space
of smectite clay (synthetic fluorohectorite) at
conditions close to ambient. The rate of
intercalation, as well as the retention ability of CO2
is strongly dependent on the type of the interlayer
+
+
2+
cation, which in the present case is Li , Na or Ni .
Interestingly, the smectite Li-fluorohectorite is able
to retain CO2 up to a temperature of 35 °C at
ambient pressure, and that the captured CO2 can
be released by heating above this temperature
(Michels et al., 2015).
Colloidal films formed on a surface of a droplet
can be actively controlled by electric fields. As
a simple illustration of this, we performed
experiments in which we switched between two
different field strengths, one that induces a narrow
ribbon formation, and a higher field that actively
stretches the ribbon and covers the drop. Seen
through the electrodes, this has the appearance of
an expanding and contracting ‘pupil’ (Dommersnes
et al., 2013).
Exploration of new physical methods for claypolymer composites processing is currently an
active field of research. In the present work,
organoclay polypropylene nanocomposites were
prepared by melt intercalation and subsequently
exposed to an electric field and studied in-situ
by means of synchrotron X-ray scattering.
Experiments were performed both at room
temperature, and in the melted state (up to 200 °C)
and during solidification (cooling down to room
temperature). Structural changes and time
evolution of the alignment of the layered silicates at
different electric field strengths, as well as, the final
degree of their orientation is discussed (Rozynek
et al., 2014).
POSTERY:
Lenka Kulhánková (VŠB-TU Ostrava): Studium
zátČžového senzoru pĜipraveného z nanokompozitu polyanilin/fylosilikát.
Miloslav Lhotka (VŠCHT Praha): Využití
rehydratovaných kaolinĤ pro dekontaminaci
arsenu, antimonu a selenu.
Martin ŠĢastný (Geologický ústav AV ýR, v.v.i.
Praha), Pavel Hájek (Techfloor s.r.o. Opava):
Geochemický
a
mineralogický
záznam
sedimentĤ rybníku MartiĖák (Praha).
ZdenČk Klika1,2), Jana Seidlerová1,2), Marianna
Hundáková, Marta Valášková a Ivan
Kolomazník1). (1) Nanotechnology Centre,
VŠB-TU Ostrava, Czech Republic,2) IT4Innovations centre of excellence, VŠB-TU
Ostrava, Czech Republic): Uptake of Ce(III) and
Ce(IV) on montmorillonite.
Milan Pšeniþka (MFF UK Praha): Intercalation of
pravastatin drug into LDH in water environment
– molecular simulation study
Jakub Škoda (MFF UK Praha): Molecular
simulations of Zr derivatives containing
sulfophenylphosphonates
Na následujících stránkách najdete dva þlánky
a nČkolik abstraktĤ z pĜednášek a posterĤ z tohoto
semináĜe.
A 30 MIN STORY ABOUT CLAY
PARTICLES BEHAVIOR IN DIFFERENT
PHYSICAL SYSTEMS
Zbigniew Rozynek1,2)
Literature:
Dommersnes P., Rozynek Z., Mikkelsen A.,
Castberg R., Kjerstad K., Hersvik K., Fossum
J. O. (2013): Active structuring of colloidal
armour on liquid drops. Nat Commun 4, 2066.
Michels L., Fossum J. O., Rozynek Z., Hemmen
H.,
Rustenberg
K.,
Sobas
P.
A.,
Kalantzopoulos G. N., Knudsen K. D., Janek
M., Plivelic T. S., da Silva G. J. (2015):
Intercalation and Retention of Carbon Dioxide
in a Smectite Clay promoted by Interlayer
Cations. Sci Rep 5, 8775.
Rozynek Z., Silva S. M. D., Fossum J. O., da Silva
G. J., de Azevedo E. N., Mauroy H., Plivelic
T. S. (2014): Organoclay polypropylene
nanocomposites under different electric field
strengths. Applied Clay Science 96, 67.
1)
Faculty of Physics, Institute of Acoustics, Adam
Mickiewicz University, Umultowska 85, 61-614
PoznaĔ, Poland
2)
Department of Physics, Norwegian University
of Science and Technology, Hoegskoleringen 5,
N-7491 Trondheim, Norway
I will present three physical systems, in which
clay mineral particles were used in different
context. (i) Synthetic smectite clays are considered
as good materials for CO2 capture, and the sorption
and retention of CO2 by such clays will be
presented here. (ii) The clay mineral particles can
be used as model particles, and the specific shape,
size and dielectric properties of various natural and
synthetic clays can be utilized to study particle selfassembly on a surface of oil droplets. (iii) The claypolymer composites are interesting materials with
a broad range of applications. Functionalities of the
composites are related to the degree of clay
particle exfoliation and orientation within the
- 2 -
Literatura:
Bejjaoui R., Benhammou A., Nibou L., Tanouti B.,
Bonnet J. P., Yaacoubi A., Ammar A. (2010):
Synthesis and characterization of cordierite
ceramic from Moroccan stevensite and
andalusite. Appl. Clay Sci. 49, 336–340.
Benhammou A., Yaacoubi A., Nibou L., Tanouti B.
(2005): Adsorption of metal ions onto Moroccan
stevensite: kinetic and isotherm studies.
J. Colloid Interface Sci. 282, 320–326.
Damour A.A. (1843). Analyse de la pierre de savon
de Maroc. Annales de chimie et de physique. 3,
316–321.
Elass K., Laachach A., Azzi M. (2013): Equilibrium,
thermodynamic and kinetic studies to study the
sorption of rhodamine-B by Moroccan clay.
Global Nest J. 15, 542–550.
Frey R., Yovanovitch B., Burghelle J. (1936):
Composition et genèse probables de quelques
terres décolorantes Nord-Africaines. [Morocco]
Service des mines et de la carte géologique.
Notes et mémoires. 38.
Chahi A., Duringer P., Ais M., Bouabdelli M.,
Gauthier-Lafaye F., Fritz B. (1999): Diagenetic
transformation of dolomite into stevensite in
lacustrine sediments from Jbel Rhassoul,
Morocco. J. Sediment Res. 69, 1123–1135.
Tokarský J., Mamulová Kutláková K. (2015):
Photoactive nanocomposites of ZnO/clay type.
NANOCON 2015 Conference proceedings.
196–201. ISBN 978-80-87294-63-5.
GHASSOUL – CHARAKTERIZACE
A POUŽITÍ MAROCKÉHO JÍLU
Jonáš Tokarský
VŠB-TU Ostrava, 17. listopadu 15/2172, 708 33
Ostrava, ýeská republika
Klíþová slova:
jíl, Maroko, charakterizace, sorpce, keramika
Již od dob starovČkého Egypta je v oblasti
Maghrebu znám pod jménem ghassoul [rasul]
neobvyklý jíl vyznaþující se výjimeþnými þisticími
schopnosti. Jako pĜírodní mýdlo, pleĢová maska þi
šampón byl používán ěeky i ěímany a od 12.–13.
stol. n. l. rovnČž národy na stĜedním východČ.
Jediné známé nalezištČ na svČtČ, podzemní ložisko
o rozloze cca 2500 ha, se nachází v Maroku,
v regionu Fés-Boulemane, kde tento materiál vznikl
nejspíše diagenetickou transformací dolomitu
v mČlkých vodách druhohorních a tĜetihorních jezer
bohatých na hoĜþík a oxid kĜemiþitý (Chahi et al.,
1999). VČdeckou obec o existenci ghassoulu
poprvé zpravil A. A. Damour v roce 1843 (Damour,
1843), avšak teprve za témČĜ sto let, v roce 1936,
byla publikována první studie vČnující se jeho
složení a pravdČpodobnému pĤvodu (Frey
et al., 1936). Do roku 2008 bylo publikováno ještČ
nČkolik studií zkoumajících složení ghassoulu
a v souþasnosti panuje pĜesvČdþení, že jde
o trioktaedrický hoĜeþnatý smektit stevensit
s pĜímČsí sepiolitu, hektoritu a saponitu.
VČtšina prací vČnovaných ghassoulu byla
publikována až po roce 1990. KromČ geologických
a mineralogických studií jsou vČnovány výzkumĤm
praktické
využitelnosti,
kterou
lze
(mimo
kosmetické úþely, které však nejsou pĜedmČtem
tČchto prací) shrnout do dvou hlavních oblastí:
sorpce a prĤmyslová keramika.
Sorpþní schopnosti ghassoulu byly testovány
na organických látkách a iontech tČžkých kovĤ.
V pĜípadČ organických látek byl tento materiál
shledán vysoce úþinným (napĜ. sorpþní kapacita
ghassoulu pro rhodamin B je 302 mg/g) (Elass et
al., 2013). Také v pĜípadČ nČkterých tČžkých kovĤ
je jeho sorpþní kapacita vysoká (napĜ. pĜi pH 4
a 6 je sorpþní kapacita ghassoulu pro Hg2+ 34 mg/g
a 18 mg/g) (Benhammou et al., 2005).
V oblasti keramiky byl ghassoul úspČšnČ použit
jako prekurzor pro pĜípravu kordieritové keramiky.
Jako zdroj hoĜþíku a kĜemíku tak mĤže v poþáteþní
smČsi nahradit þi doplnit napĜ. enstatit nebo
mastek. Kordieritová keramika pĜipravená kalcinací
smČsi ghassoulu a andalusitu pĜi teplotČ 1350 °C
3
se svou hustotou 2,4 g/cm a koeficientem teplotní
–6
°C–1 (25–1300 °C) nijak
roztažnosti 5,3·10
výraznČ neliší od kordieritové keramiky pĜipravené
z jiných surovin (Bejjaoui et al., 2010).
Doposud se ghassoulem zabývá pouze nČkolik
akademických institucí v Maroku, ŠpanČlsku
a Francii. V ýeské republice je prvním
pracovištČm, které se tomuto materiálu vČnuje,
Centrum nanotechnologií na VŠB-TU Ostrava.
Ghassoul je zde, mimo jiné, zkoumán coby nosná
matrice
pro
fotoaktivní
nanoþástice
ZnO
(Tokarský., Mamulová Kutláková, 2015).
VLIV STRUKTURNċ A POVRCHOVċ
VÁZANÉHO ŽELEZA NA KVALITU
JÍLOVÝCH SORBENTģ
Barbora Doušová1), David Koloušek1), Miloslav
1a)
1b)
Lhotka , Vladimír Machoviþ , Martina ýubová
)
2)
Urbanová , Tomáš Matys Grygar3
1)
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze,
Ústav chemie pevných látek,
1a)
Ústav anorganické technologie,
1b)
LaboratoĜ molekulové spektroskopie, Technická 5,
166 28 Praha 6, e-mail: [email protected]
2)
Ústav makromolekulární chemie AV ýR, v.v.i.,
Heyrovského nám. 2, 162 06 Praha 6
3)
Ústav anorganické chemie AV ýR, v.v.i., 250 68 ěež
Klíþová slova:
železo, struktura, aluminosilikát, stabilita, adsorpce,
povrchová modifikace, toxický oxoanion
Aluminosilikáty jsou sorbenty výborných
povrchových
vlastností,
snadno
dostupné,
ekonomicky i ekologicky výhodné, proto otevírají
nové možnosti v dekontaminaþních technologiích.
Vzhledem k nízké hodnotČ pH nulového náboje
(pHZPC) jsou primárnČ selektivními sorbenty
kationtĤ.
Charakterizace
chemismu
železa
v rĤzných typech aluminosilikátĤ je z hlediska
sorpcí velmi významná, umožĖuje pĜedpovídat
stabilitu a dobu zdržení adsorbovaných þástic,
které se váží prostĜednictvím iontu Fe k povrchu
sorbentu buć komplexním mechanismem, nebo
kovalentní vazbou.
- 3 -
Krystalické formy FeIII vázané ve struktuĜe jílové
matrice se neúþastní sorpþních procesĤ a jsou
stabilní i v kyselém nebo alkalickém prostĜedí.
SlabČ krystalické a amorfní formy Fe pĜecházejí
kyselým loužením ochotnČ na iontovČ výmČnné
formy Fe3+, které tvoĜí aktivní sorpþní místa
a vstupují do reakcí na povrchu pevné fáze. Dva
jíly s vysokým obsahem Fe ze západoþeských
lokalit (kaolinitický jíl § 8,9 % hm. Fe a bentonit §
15,2 % hm. Fe) byly louženy 0,5M HCl a 0,15M
(COOH)2, a následnČ použity jako sorbenty As(V)
a Sb(V) z vodných roztokĤ. Rovnovážné sorpþní
kapacity qr se zvýšily pro oba oxoanionty z 2.10–3
-3
-1
na 40.10 mmol.g , pĜi více než 90% úþinnosti
sorpce. Loužení matrice v HCl podporuje adsorpci
As(V) i Sb(V), loužení v (COOH)2 pouze adsorpci
Sb(V).
Anionaktivní sorbenty lze pĜipravit modifikací
povrchu
aluminosilikátu
vodným
roztokem
anorganické soli Fe. Adsorpþní kapacity takto
modifikovaných jílĤ jsou až sedmkrát vyšší
v porovnání s jíly obsahujícími pĜírodnČ vázané Fe.
PĜi adsorpci As(III) a As(V) na bentonit
modifikovaný Fe2+ dosáhla qr hodnoty 6.10–2 mmol
-1
g pĜi 99% úþinnosti sorpce.
Oxoanionty (napĜ. As(V)) se ko-adsorbují
s ionty Fe z roztoku obsahujícího železo na jílovou
matrici. BČhem spoleþné adsorpce (in situ) se na
povrchu jílu pĜednostnČ zachytávají ionty Fe
a vytváĜejí hydratované þástice Fe3+, které jsou
aktivními místy pro následnou adsorpci oxoaniontĤ
(As). Tato adsorpce je ménČ rovnovážná a velmi
rychlá v porovnání s adsorpcí na modifikované jíly,
nicménČ probíhá v pĜirozených systémech a je
významná z hlediska chemismu Fe v jílech.
Úþinnost sorpce se pohybuje mezi 70 a 80 %.
V pĜednášce byla diskutována možnost využití
zeolitĤ pĜipravených v matrici geopolymerĤ,
pĜipravených z þeských kaolinĤ. Úpravou pomČru
SiO2/Al2O3 základní smČsi a její tepelnou úpravou
je možno syntetizovat zeolity využitelných pĜi chovu
a transportu ryb. Velice efektivnČ totiž vychytávají
+
z vody produkt metabolismu ryb – NH4 kation.
Iontová výmČna je charakterizována rychlou
kinetikou a zároveĖ vysokou kapacitou, která
dosahuje 2–3× vyšších hodnot než je typické pro
pĜírodní zeolity typu klinoptilolitu a je srovnatelná
s fázovČ þistými syntetickými zeolity typu LTA.
PěÍPRAVA VRSTEVNATÝCH HYDROXIDģ
OBSAHUJÍCÍCH KOBALT NA KOVOVÝCH
NOSIýÍCH
František Kovanda
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze,
Ústav chemie pevných látek, Technická 5,
166 28 Praha 6
Klíþová slova:
podvojné vrstevnaté hydroxidy; hydroxidy kobaltu;
smČsné oxidy; Co3O4; nosiþové katalyzátory
Hydroxidy a podvojné vrstevnaté hydroxidy se
þasto používají jako prekurzory pro pĜípravu oxidĤ
využitelných v heterogenní katalýze. Oxidy
pĜipravené
tepelným
rozkladem
takových
prekurzorĤ
vykazují
velký
mČrný
povrch,
homogenní a tepelnČ stabilní distribuci katalyticky
aktivních složek a v pĜípadČ vícesložkových oxidĤ
také synergické efekty mezi aktivními složkami.
V posledních letech jsme se podrobnČ zabývali
smČsnými oxidy Co-Mn-Al získanými tepelným
rozkladem podvojných vrstevnatých hydroxidĤ,
které vykazují vysokou katalytickou aktivitu pĜi
totální oxidaci tČkavých organických látek a pĜi
rozkladu N2O. ObČ uvedené reakce jsou významné
z hlediska omezení emisí tČchto nežádoucích
polutantĤ do ovzduší. PĜi aplikaci katalyzátorĤ
v prĤmyslové praxi je výhodnČjší, jsou-li pomČrnČ
drahé katalyticky aktivní složky naneseny na
povrchu levnČjšího keramického nebo kovového
nosiþe. Tato práce se zabývá pĜípravou
podvojných vrstevnatých hydroxidĤ Co-Mn-Al
a hydroxidĤ kobaltu na hliníkových fóliích a sítech
z nerezové oceli.
Pro
depozici
podvojných
vrstevnatých
hydroxidĤ Co-Mn-Al na hliníkové nosiþe byla
využita reakce anodicky oxidovaných hliníkových
fólií s vodnými roztoky dusiþnanĤ Co a Mn. Reakce
probíhala za hydrotermálních podmínek pĜi 140 °C,
byl sledován vliv pH roztoku a pomČru Co/Mn na
množství a složení vzniklého produktu (Kovanda,
Jirátová, 2011; Kovanda et al., 2013). Nosiþ
Al2O3/Al sloužil zároveĖ jako zdroj hlinitých kationtĤ
pĜi vzniku podvojných vrstevnatých hydroxidĤ
Co-Mn-Al. Produkt krystalizoval na povrchu nosiþe
ve formČ tenkých destiþek orientovaných pĜibližnČ
kolmo k povrchu. Tato morfologie zĤstala
zachována i po kalcinaci pĜi 500 °C, kdy byl získán
smČsný oxid Co-Mn-Al se strukturou spinelu.
PĜipravené vzorky byly testovány pĜi katalytickém
Literatura:
Burleson D. J., Penn R. L. (2006): Two-step growth
of goethite from ferrihydrite. Langmuir 22,
402–409.
Doušová B., Fuitová L., Grygar T., Machoviþ V.,
Koloušek D., Herzogová L., Lhotka M. (2009):
Modified aluminosilicates as low-cost sorbents
of As(III) from anoxic groundwater. Journal of
Hazardous. Materials 165, 134–140.
Manceau A., Drits V. A., Lanson B., Chateigner D.,
Wu J., Huo D., Gates W. P., Stucki J. W.
(2000): Oxidation-reduction mechanism of iron
in dioctahedral smectites: 2. Crystal chemistry
of reduced Garfield nontronite. American
Mineralogist 85, 153–172.
SYNTÉZA ZEOLITģ V GEOPOLYMERECH
VYUŽITELNÝCH V AKVAKULTUěE
David Koloušek1), Barbora Doušová 1),
1)
2)
Pavel Hájek , Martina Urbanová-ýubová ,
3)
Roman Slavík
1)
VŠCHT Praha; 2) ÚMCH Praha; 3) UTB Zlín
Klíþová slova:
+
geopolymerní zeolit, NH4 kation, kinetika iontové
výmČny, iontová výmČnná kapacita (CEC)
- 4 -
spalování ethanolu, kdy nejlepších výsledkĤ bylo
dosaženo u katalyzátoru s molárním pomČrem
Mn/Co = 0,41 [2].
Pro depozici prekurzorĤ na síta z nerezové
oceli byla využita elektrochemická syntéza
založená na katodické redukci dusiþnanĤ Co, Mn
a Al ve vodných roztocích. V dĤsledku zvýšení pH
u povrchu katody se sráží pĜítomné kationty za
vzniku hydroxidĤ. Podmínky elektrochemické
reakce byly optimalizovány s cílem získat produkt
s požadovaným molárním pomČrem kationtĤ
Co:Mn:Al. Prášková rentgenová difrakce prokázala
vznik fází se strukturou podvojných vrstevnatých
hydroxidĤ, ale mikrosnímky (SEM) a detailní
analýza vrstev vzniklých na povrchu nerezové oceli
pomocí
mikrosondy
ukázaly
nehomogenní
distribuci kationtĤ. Na povrchu nosiþe se nejprve
vytvoĜila
vrstva
tvoĜená
malými
krystalky
podvojných vrstevnatých hydroxidĤ s vyšším
obsahem Co a Mn, na níž se poté vylouþily
agregáty s vyšším obsahem Al. PĜi teplotnČ
programované redukci kalcinaþních produktĤ
nanesených na ocelových sítech byl pozorován jiný
redukþní profil ve srovnání se smČsným oxidem
Co-Mn-Al získaným z podvojného vrstevnatého
hydroxidu pĜipraveného koprecipitaþní reakcí.
Analogický postup byl použit také pro
elektrochemickou syntézu hydroxidĤ kobaltu na
sítech z nerezové oceli. Vznikal rovnČž produkt
s vrstevnatou strukturou, velmi pravdČpodobnČ
hydroxid Co(II)-Co(III). Jako další fáze byl ve
vzorcích zjištČn ȕ-Co(OH)2, ale pouze ve velmi
malých množstvích. Tepelným rozkladem produktĤ
elektrochemické reakce vznikl oxid Co3O4 se
strukturou spinelu. Prekurzory i kalcinaþní produkty
vykazovaly pomČrnČ malou adhezi k povrchu
nosiþe. Síta proto byla upravena za hydrotermálních podmínek v roztocích dusiþnanu
kobaltnatého a moþoviny, kdy na povrchu nerezové
oceli krystalizoval uhliþitan kobaltnatý. Kombinací
hydrotermální úpravy a následné elektrochemické
reakce se podaĜilo zvýšit množství nanesených
prekurzorĤ a zlepšit jejich adhezi k nosiþi. Oxidy
nanesené na sítech z nerezové oceli byly
testovány pĜi totální oxidaci ethanolu a rozkladu
N2O. Ve srovnání s oxidovými katalyzátory ve
formČ zrn pĜipravených ze srážených prekurzorĤ
vykázaly nosiþové katalyzátory nižší konverze, ale
významnČ vyšší specifickou aktivitu vztaženou na
hmotnost aktivních složek.
MODIFIKOVANÉ VERMIKULITY VE FUNKCI
PREKURZORģ DO CORDIERITOVÉ
KERAMIKY S FUNKýNÍMI VLASTNOSTMI
Marta Valášková
Centrum nanotechnologií VŠB-Technická
univerzita Ostrava, 17. listopadu 15/2172, 708 33
Ostrava-Poruba
Abstrakt:
Prezentace je struþným pĜehledem dosavadních
výstupĤ základního výzkumu vermikulitĤ z rĤzných
tČžebních
ložisek.
Pozornost
je
vČnována
laboratorním úpravám vermikulitĤ s cílem jejich studia
v pĜírodní i modifikované formČ ve funkci dalšího
výzkumu a vývoje nových forem materiálĤ. Aktuální
problematika je založena na organovermikulitech
s pórotvornou funkcí v prekeramických smČsích,
interkalovaných vermikulitech ve funkci prekurzorĤ
krystalizace požadované minerální fáze v keramické
matrici a vysrážených a pevnČ uchycených na
povrchu vermikulitĤ nanoþástic oxidĤ kovĤ se
specifickými funkþními vlastnostmi, které jsou
prekurzory cordieritové keramiky s funkþními
vlastnostmi.
Klíþová slova:
vermikulit, interkalace, organovermikulit, cordierit,
nanoþástice, zirkon, oxid ceriþitý.
Úvod
Cordieritová keramika a materiály založené na
cordieritu (Gusev et al. 2001; Valášková, 2015)
byly bČhem posledních pČti let pĜipraveny ze smČsi
jílových
minerálĤ
obsahujících
vermikulity.
Vermikulity patĜí k tČm jílovým minerálĤm, které
jsou velmi žádané zejména pro dostupnost
z pĜírodních svČtových komerþnČ dobývaných
ložisek a jejich pĜímé použití v laboratoĜích i praxi
bez nároþných pĜedchozích úprav (Valášková,
2014). Vermikulity z rĤzných komerþních lokalit se
vyznaþují variabilním obsahem alkalických prvkĤ
ve struktuĜe. Jejich použití do prekeramických
smČsí a sintrování pĜi 1300 °C odhalilo odlišné
strukturní
vlastnosti
cordieritové
keramiky
(Valášková et al., 2014a). Vliv chemicky
modifikovaných vermikulitĤ v prekeramických
smČsích na strukturní vlastnosti cordieritové
keramiky lze prezentovat na následujících
pĜípadech: (I) oktadecylamin/vermikulit (organovermikulit), který bČhem sintrování plnil funkci
vývoje pórĤ v keramice; (II) zirkonium/ vermikulit
jako prekurzor krystalizace zirkonu v keramické
matrici; (III) þástice vermikulitu s vysráženými
a pevnČ uchycenými nanoþásticemi oxidu
ceriþitého s fotokatalytickými úþinky v prekeramických smČsích jsou nosiþi nanoþástic do
cordieritové keramiky s fotokatalytickými úþinky.
PodČkování:
Tato práce byla finanþnČ podpoĜena Grantovou
agenturou ýR (projekt P106/14-137S).
Literatura:
Kovanda F., Jirátová K. (2011): Supported layered
double hydroxide-related mixed oxides and
their application in the total oxidation of volatile
organic compounds. Appl. Clay Sci. 53,
305–316.
Kovanda F., Jirátová K., Ludvíková J., Raabová H.
(2013): Co-Mn-Al mixed oxides on anodized
aluminum supports and their use as catalysts in
the total oxidation of ethanol. Appl. Catal. A
464-465, 181–190.
Výsledky a Diskuse
I.
Vermikulity ve funkci póro-tvorných
prekurzorĤ do cordieritu
Charakteristika porézní cordieritové keramiky na
bázi organovermikulitu
- 5 -
Po
oroz
zita: A = 34
4 %,, A-o
org = 6
60 %,
% póry o prĤm
p mČrn
né
velikosti 6–8
6 8 mm
m; B = 21
1 %, B--org
g = 47 %, póry
o prĤm
p mČrné velik
v kostti 10
0–20 m
mm. Distribu
uce pórĤ: A,
A
B = bimod
dáln
ní; A
A-orrg, B-or
B rg = uniimodáln
ní.
II.
Kera
K
amiccký ko
omp
pozit corrdierrit/zirko
on (co
ordie
erit//
prĤ
Z O4) by
ZrSiO
yl pro
p
Ĥmyyslo
ové aplikace pĜiprav
ven
z co
ordierito
ového prá
ášku
u a nano
okrys
stalĤ zirko
z onu
(S
Sun
n et al., 20
002) n
nebo z ko
ome
erþn
ního
o
c ierittové
cord
ého práš
p šku ( obs
sahu
ujícíího mast
m tek,
k init, kĜe
kaol
eme
en a Al2O3) a zzirko
onu (Co
osta
a Oliiverra
Verrmik
kuliity ve
v fu
unk
kci prek
p kurzzoru
u
k ystallizace pož
krys
p žado
ova
ané fáze
e
br. 1 Mode
M el sttruk
kturyy ve
ermikulitu (Ver
( r) a verrmikkulitu in
nterkkalo
ovan
ného
o ok
ktad
decy
ylam
mine
em (Ve
er-orrg). Sníímky SEM
Ob
povrch
hĤ cord
c dieriitové ke
eram
mikyy pĜĜipra
aven
né z prreke
eram
mick
kých
h sm
mČsíí: A (maste
ek + ka
aolin
nit + Ve
er (1
13 hm.%
h %)), A--org
(m
maste
ek + ka
aolin
nit + Ve
er-orrg (1
17 hm.
h %)), B (ma
aste
ek + kao
oliniit + Verr (30
0 hm
m.%
%)), B-org (masstek
k + kao
k linitt + VerV -org
(38
8 hm
m.%
%)). (Va
( lášk
ková
á ett al. 201
14b)).
4
4+
4+
br. 2 Mo
ode
el strrukttury Zr -ve
ermikulitu inte
i rkallova
anéh
mericckým
m ko
omp
plex
xem do pre
ekerramickýých smČ
Čsí.
Ob
ho Zr
Z -tetram
Co
ordie
erit/zirkkono
prav
vena
a z prekera
ami ckých smČ
s Čsí: A (mas
( stekk + kao
olinitt + Zr4++ -Ve
er (30
( hm..%))), B
ová kerramiika pĜip
4+
(m
maste
ek + ka
aolin
Verr (50
0 hm
m.%
%)). Vprravo
o SE
mky
y na
ano-- a mik
m rokrrystalĤ zirkkonu
u v matrici cordie
eritĤ
nit + Zrr -V
EM sním
(Va
aláš
škov
vá et
e all., 2013
3).
Ch
hara
akte
eristtika kerramiickýých corrdierrit/Z
ZrSiO
O4 na
n bázi
b
zirrkon
nium
m-ve
erm
mikullitu
02).. Au
ádČ
Čjí dlouh
hodobé
é mlletí smČ
Čsí
et al., 200
utoĜi uvá
za úþ
þele
em jejiich ho
omogen
nizace pĜe
ed výp
pale
em.
ené
é ke
eram
ké matteriá
ály obs
saho
ova
aly krom
mČ
Vyypále
mick
cordie
eritu a zirrkon
nu také
t é kkĜem
men,, ko
orun
nd, mu
ullit
mČssi mine
Ĥ. Z
Zirkon je odo
olný
ý vĤþi
a další pĜím
m erálĤ
m ve
v výfu
vých
h plyne
p ech au
utom
mob
bilĤ a byl
oxidĤm
ukov
en me
ezi vhodn
né ma
ateriály pĜĜidávan
né do
zaĜaze
mobilovýých co
ordie
erito
ovýcch keram
mický
ých filltrĤ
autom
P et
e all., 2
4).
(Del Pin
2004
Cordieritt/ZrS
SiO4 byl
b
ven na báz
zi prep pĜi prav
eram
mick
kých
h sm
mČsí ob
bsah
hujíccích
h zirrkon
nium
mke
ve
ermiikulit (Z
Zr4++-Ve
er) ve
v fun
ekurrzorru zirko
z onu
nkci pre
(O
Obr. 2).
Vzzorkky corrdie
erit/ ZrrSiO
ovally ZrS
SiO4
O4 obssaho
v mn
nožsství od
d 7–
–12
2 ob
bj. %. Pó
órovitost byla ažž
- 6 -
o 65 % nižžší a tvrd
dostt ažž o 30
0 % vyšš
v ší než
n
c dieritĤ pĜipr
p rave
enýcch na
n b
bázi verrmikkulitĤ.
u cord
Fá
ázov
vé mine
m erální slože
s ení kerramickýých corrdierritĤ
a co
ordie
erit/zzirko
onĤ
Ĥ odpo
o ovíd
dalo obsa
o ahu jíllovýých
minerá
álĤ a kkorekþních fá
ází (M
MgO
O a Al
A 2O3)
ekeram
mických smČ
s Čsích
h. Variab
bilní slože
s ení
v pre
ekerram
mickýých sm
mČsíí se
e prroje
evilo
o v kerramickýých
pre
67
vzo
orcíích varriabiilním
m za
asto
oupe
ením
m cord
c dierittu (od
(
do 97 objj. %)
% a osttatních min
nerá
álníc
ch fází
f
ens
statiitu,
forrsterritu a sp
pine
elu (Va
( lášk
ková
á et al.,, 2012).
I
III.
ro
ozkla
adem N2O vlivem
m UV zzáĜe
ení (Val
( láškková
á ett al.
20
015)).
hara
akte
eristtika ke
eram
mickkéh o cord
dierritu s na
ano-Ch
þá
ásticcem
mi Ce
eO2
Ve
er/C
CeO
O2 v mno
m žstvví 13 a 30 hm
m. % byl
s mastke
em a kaoli
k inite
em v prreke
eram
mick
kých
h sm
mČs
sích
AaB
B, ktteré
é byyly vypá
v álen
ny p
pĜi 1 300°C
C na
a cordie
erityy
A//CeO
O2 a B//Ce
eO2. Po
odle rtg . flu
uore
esce
enþn
ní prvko
p ové
an
nalýýzy byl
b stan
nove
en obs
o ah C
CeO
O2 ve
v vz
zorkku A/Ce
A eO2
= 3 hm
m.% a ve
e vzorkku B/C
CeO
O2 = 1
10 hm
m.%.
5×
mČrná velik
v kost kry
ysta
alitĤ Ce
eO2 (D)) byyla cca
c
PrrĤm
vČ
Čtší než ve
eliko
ost vyysrá
ážen
ných
h krys
k stalittĤ na
ve
ermiikulitovém pov
vrch
hu Ver/C
V CeO
O2 (O
Obrr. 3)).
Ke
eram
mické
v rky
vzor
b
byly
y
tes
stovványy
na
fotoka
atalytický rozk
r klad
d N2O b
bČhem 20 hod
din vliv
vem
UV
V zá
áĜen
ní. Cor
C dierrit B/Ce
B eO2 pĜi 10%
% obsa
o ahu aktivníí
slo
ožky CeO
C 2 byyl neja
n ktivnČjšším fottoka
atalyyzáttorem ‚
po
o 20
0 hodin
nách expe
e erim
menttu. Rozzkladem
m až 91%
9
N2O pĜe
evyš
šova
al 84%
8 % rozkklad u vzo
orku
u A/Ce
A eO2
a 83
3% roz
zklad
d u ko
ome
erþn
ního
o TiO
T 2 ka
ataly
yzáttoru
vonikP2
25.
Ev
Verrmik
kuliity ve fun
nkcii no
osiþ
þĤ CeO
O2 do
c rdierritu
cor
u/Ce
eO2 s fu
unk
kþníími vlas
v stno
ostm
mi
Co
ordie
erit s obsa
o ahe
em 10 hm
m.% Ce
eO2 byll na
avržžen
jakko úþin
nný ka
ataly
yzáttor pĜi ro
ozkla
adu vý
ýfuk
kovýých
plyynĤ (S
Shi e
et al. 2002
2 2). Montmorrillon
nit s
nanoþ
þásticem
mi CeO2 o velikosti ca 1 nm
m byl
stu
udov
ván ja
ako stíníc
cí mate
m eriá
ál pro
p
V záĜe
z ení
UV
(Ka
ama
ada et al. 201
12). Srá
ážení nano
n oþástic Ce
eO2 na
vermik
kulittovýých matricíích a použ
žití verm
v miku
ulitu/Ce
eO2
okattalyytick
kého
o Ver/
V CeO
O2 pre
ekurrzorru do
jakko foto
byylo
pre
ekerram
mickýých
smČ
Čsí
ccord
dieritu/C
CeO
O2
lab
bora
atorn
nČ tesstov
váno
o spol
s lu s foto
okattalyttickýým
br. 3 Rttg difrakkþní zá
ázna
amyy: a) verrmikkulitu (V
Ver)) a V
O2 a sníme
ek SEM
S M s vysr
v ráže
eným
n oþástic
c
Ob
Ver//CeO
mi shlu
s ky nano
Ce
eO2 na pov
p vrchu Ver; b)
b cord
c ierittu (B
B) a B/C
CeO
O2. PrĤ
P mČrrná veliikosst krrysta
alitĤ
Ĥ (D) by
yla stan
s nove
ena z ro
ozšííĜeného
o
pro
ofilu
u refflexe
e (2
Valášková et
e al.
a 20
015
5).
220)). (V
- 7 -
ZávČr:
steatite ceramics sintered from mixtures with
various vermiculites. Ceram. Int. 40, 8489–8498.
Valášková M., Zdrálková J., Tokarský J., Simha
Martynková G., Ritz M., Študentová S. (2014b):
Structural characteristics of cordierite/steatite
ceramics sintered from mixtures containing poreforming organovermiculite. Ceram. Int. 40,
15717–15725.
Valášková M., Koþí K., Kupková J. (2015):
Cordierite/steatite/CeO2 porous materials –
preparation, structural characterization and their
photocatalytic activity. Micropor. Mesopor. Mat.
207, 120–125.
Vermikulity na jejichž vrstvách jsou pevnČ
zachyceny kationy kovĤ, oxidĤ kovĤ a organických
molekul, mohou být studovány jako prekurzory
specifických vlastností keramických materiálĤ.
Krátkodobé mechanické mletí jílových smČsí
obsahujících
vermikulity
pĜispívá
k
výpalu
keramických materiálĤ, jejichž vlastnosti jsou
srovnatelné (a dokonce i lepší) s keramickými
materiály pĜipravenými bČžnČ používanými, avšak
þasovČ nároþnČjšími postupy. Výsledné strukturní
vlastnosti a také funkþní úþinky keramického
materiálu se þasto projeví již pĜi malém množství
modifikovaného vermikulitu v prekeramické smČsi.
Literatura:
CHARAKTERIZACE A VYUŽITÍ ORGANICKY
MODIFIKOVANÝCH VERMIKULITģ
Costa Olivera F. A., Franco J. A., Cruz Fernandes
J., Dias D. (2002): Newly developed cordieritezircon composites. Brit. Ceram. Trans. 101,
14–21.
Daniela Plachá, Marcel Mikeska, Iveta Martausová,
Gražyna Simha Martynková
Centrum nanotechnologií, VŠB-Technická univerzita
Ostrava
Del Pin G., Maschio S., Brückner S., Bachiorrini A.
(2004): Thermal interaction between some
oxides and zircon as a material for diesel
engines filter. Ceram. Int. 30, 279–283.
Klíþová slova:
vermikulit, organicky modifikovaný vermikulit, þištČní
vod, adsorpce, organické látky
Gusev A. A., Avvakumov E. G., Vinokurova O. B.,
Salostii V. P. (2001): The effect of transition
metal oxides on the strength, phase
composition, and microstructure of cordierite
ceramics. Glass Ceram. 58, 24–26.
Kamada K., Kang J. H., Paek S. M., Choy J. H.
(2012): CeO2-layered aluminosilicate nanohybrids for UV screening. J. Phys. Chem. Solids
73, 1478–1482.
Shi Z. M., Liu Y., Yang W. Y., Liang K. M., Pan F.,
Gu S. R. (2002): Evaluation of cordierite–ceria
composite ceramics with oxygen storage
capacity. J. Eur. Ceram. Soc. 22, 1251–1256.
Sun E.H., Kusunose T., Sekino T., Niihara K.
(2002): Fabrication and characterization of
cordierite/zircon
composites
by
reaction
sintering: Formation mechanism of zircon.
J. Am. Ceram. Soc. 85, 1430–1434.
Valášková M. (2014): Vybrané vrstevnaté silikáty
a jejich modifikované nanomateriály. 2. doplnČné
a opravené vydání. CERM 2014, ISBN 978-807204-886-1, 167 s.
Valášková M. (2015): Clays, clay minerals and
cordierite ceramics – A review. Ceramics-Silikáty
59 (4), 331-340.
Valášková M., Simha Martynková G., Zdrálková J.,
Vlþek J., MatČjková P. (2012): Cordierite
composites reinforced with zircon arising from
zirconium–vermiculite precursor. Mater. Lett. 80,
158–161.
Valášková M., Tokarský J., Hundáková M.,
Zdrálková J., Smetana B. (2013): Role of
vermiculite and zirconium–vermiculite on the
formation of zircon–cordierite nanocomposites.
Appl. Clay Sci. 75-76, 100–108.
Valášková M., Zdrálková J., Simha Martynková G.,
Smetana B., Vlþek J., Študentová S. (2014a):
Structural variability of high purity cordierite/
Výzkum jílových minerálĤ, zejména v oblasti
jejich charakterizace, modifikací a využití v mnoha
aplikacích, má v Centru nanotechnologií VŠBTechnické univerzity Ostrava tradici po dobu
nČkolika desetiletí. Jednou z mnoha možností
tohoto výzkumu je využití organicky modifikovaných
jílĤ v oblasti þištČní kontaminovaných vod.
V Centru nanotechnologií je výzkum organicky
modifikovaných jílĤ zamČĜen zejména na modifikace
vermikulitĤ, které mají velmi podobné vlastnosti jako
montmorillonity, avšak v této oblasti nejsou velmi
využívány. Vermikulity jsou modifikovány kationy,
zejména hexadecyltrimethylamoniovými (HDTMA)
a hexadecylpyridiniovými (HDP) a dále testovány
pro sorpce rĤzných organických látek z vodného
prostĜedí.
Bylo
prokázáno,
že
organicky
modifikovaný vermikulit má výborné sorpþní
vlastnosti zejména pro monocyklické a polycyklické
aromatické uhlovodíky a jejich deriváty (Plachá
et al., 2008).
Pro studium adsorpþních vlastností organicky
modifikovaných
vermikulitĤ
byly
studovány
vermikulity pocházející z rĤzných svČtových oblastí
– brazilský, jihoafrický a þeský z oblasti Letovice.
Tyto vermikulity se lišily složením a zejména
obsahem rĤzných pĜímČsi, což se projevilo napĜ.
rĤznou hodnotou CEC, která je pro kationovou
výmČnu dĤležitým parametrem. PĜi vhodnČ
zvoleném obsahu vymČnČných kationĤ se však
výrazný vliv složení rĤzných vermikulitĤ na úþinnost
sorpþních vlastností neprokázal.
Z dalších vlastností významných pro použití
modifikovaného
vermikulitu
jako
sorpþního
materiálu bylo testování jeho stability v prostĜedí
o rĤzném pH. Bylo zjištČno, že HDTMA
modifikovaný vermikulit je stabilní v celém rozmezí
pH, HDP modifikovaný pouze v rozmezí pH 4–10.
V extrémních hodnotách pH dochází k degradaci
- 8 -
strruktu
ury a u
uvolĖovvání ano
orga
anických prvvkĤ
ze sttruktturyy ve
erm
mikullitu (v ob
blasti nízk
n kého
o pH)
p
a k vy
ymý
ýván
ní H
HDP
P (v obllasti vy
ysok
kých
h ho
odno
ot pH)
p
(Pllach
há et
e al., 20
014
4b).
An
ntiba
akte
eriální vlasstno
osti obou mo
odifikov
vanýých
vermik
kulittĤ (HDTM
MA i HDP) bylyy potv
p vrze
eny
oved
den
ním tesstĤ min
nimá
ální inh
hibiþ
þní kon
ncentra
ace
pro
s vy
yužittím rĤ
Ĥzných
h bakt
b teriá
álních orrgan
nism
mĤ:
Sta
aph
hyloc
cocccus au
ureu
us, Stre
repto
ococ
ccus agal
a lactiiae
a Yers
Y rsiniia pestiis. Moh
M hou takk bý
ýt vy
yužííván
ny i v boji
b
pro
oti nČkt
n terým b
biolo
ogickým
m zb
bran
ním, ste
ejnČ jak
ko byyla
pro
okáz
zána je
ejich
h úþinn
nostt prro adso
a orpcci vybr
v ranýých
chemiický
ých bojo
b ovýc
ch lá
átek
k (P
Plach
há et
e al., 2014
2 4a).
Uv
vede
ené vlasttnossti pro
okaz
zují, že
e orga
o aniccky
odifiikov
vané
é jílové
é mine
m erályy, js
sou ve
elmi úþ
þinnýým
mo
sorpþn
ním ma
aterriále
em pro
p org
ganic
cké látky s rĤ
Ĥznýými
mo
ožno
ostm
mi aplik
a kace
e. Jejic
J ch vvýho
odou je
e, že
ž moh
m hou
býtt mod
m difiko
ová
ány rĤzný
ými orrgan
nickýými katio
k ony
a v rĤ
Ĥzné
ém mn
nožs
ství,, a tím
m moho
ou být
b vlas
stno
osti
mo
odifiikov
vanýých verrmikkulittĤ p
pĜiprrave
eny na mííru dle
d
požad
davk
kĤ a potĜeb
b už
živattele.
nČ
Čkollik pra
akticckých prroblé
émĤ
Ĥ zpo
ozdily širo
oké
ap
plika
ace sírry. Síra
a samo
s otná
á je
e izzolant a je
e te
edyy
v þisttém sta
avu nep
pou
užite
elná jak
ko mate
m eriál elektrrod.
e þa
asto
o pĜipr
p ravo
ovan
ná v p
podo
obČ
Č za
apou
uzdĜený
ých
Je
ko
omp
pozittĤ, kde
e pouz
p zdro
o je
e vo
odiþþ (n
napĜĜ. uhlík
u katýý
materriál)) (Ah
hn et
e al., 2015
2 5; W
Wang
g ett al.,, 20
013).
Jíílové
é min
nerá
ály na
abízzejí mož
m nosst vyu
užitíí
mezivvrstvví jakko pro
osto
oru prro ele
ektro
oche
emické
prroce
esy. In
nterrkala
ace sírou
s u je
j
pom
mČrrnČ málo
m
prrostu
udo
ovan
ný proc
p ces. Prroce
es interrkalace
e ne
eutrá
álníí
Ĥsoby, jed
látkou
u je
e mo
ožnýý nČ
Čkolika zpĤ
dním
m z nich
h je
teplottním
m za
atČžžová
áním
m hom
h moge
enní sm
mČssi jíílové
ého
o
materriálu
u a interrkala
antu
u. Jelikožž síra
s
prroch
házíí
stave
em tav
venin
ny je me
etod
da inte
i rkallace
e ta
aven
ním
vh
hodn
ná.
Pro expe
e erim
mentty byly pou
užity
y ve
ermikulit (B
Braz
zilie,
fa G
Grena, frakkce po
od 40 Pm
m) a mon
m ntmo
orillo
onitt
(O
OCM
MA, fra
akce
e po
od 40
4 Pm
m) pĤvo
odní i o
orga
anoffilníí
formČ
Č (m
mod
difikkace
e hexa
adeccyltrrime
ethy
ylam
mmo
oniov
vou
oli, Sigm
ma Ald
drich
h). Síra
S a je
e ortthorrombickká (Sig
( gma
so
Alldricch) v pevvném
m práško
ovém
m stav
s vu ((prĤ
ĤmČ
Črná
ve
eliko
ost þást
þ tic 40
4 Pm).
P .
M
Metoda tave
ení je pou
užita
a prro nČko
n olik tep
plotn
ních
tra
ansfform
maþních
h
s vĤ
stav
síryy.
Inte
enzivníí
ho
omo
ogen
niza
ace sm
mČsi (2
20 h
hm. % sííry v jílov
j vém
materriálu
u) pom
p mocíí ku
ulovvého
o mlýn
m na je
j n
nutn
ná pro
asta
artovvání intterakcí mezzi s ložk
kam
mi.
na
V tep
plottním
m in
nterv
valu
u do
o 150 °C jso
ou zmČ
Čnyy
na
asta
alé v mez
m ivrs
ství obo
ou jjílĤ má
álo sled
dov
vatellné.
Prrvníí zm
mČny jssou sle
edovvané
é pĜi
p te
eplo
otácch 170
1
°C
(v
viz obr. 1 – diffrak
kþní zá
ázna
am mo
onm
morilloniitu).
Diifúzní ba
azální diffrakkce 1,3 nm
m odpov
vídá
mono
ovrs
stvČ síryy v mez
zivrrstvíí. Ze
e zá
ázna
amu
u mĤže
eme
ro
ovnČ
Čž usuz
u zova
at, že pom
mČrn
m ožsttví síry
s y
nČ velkké mno
je v semi-k
krysstalické
é po
odo
klop
puje jílo
ové
obČ a obk
þá
ásticce.
Násle
edný
ým zakom
mponovváníím vod
divé slo
ožky
y –
uh
hlíka
atéh
ho ma
ateriiálu ja
ako sa
aze ne
ebo
o uhlík
u katé
na
anottrub
biþky
y, získ
ká kattodo
otĜeb
bné
ový materriál po
elektrrické
é pa
aram
metrry.
odČk
kov
váníí:
Po
Výýzku
um byl pod
dpo
oĜen Ĝad
dou
u vý
ýzna
amn
ných
h prrojekktĤ
MŠ
ŠMT
T a GA
G ýR, v po
osledním
m obd
o dobíí prrojekty
SP
P201
16/6
64, SP2
2016/65
5 a IT4
4Inno
ova
ation
ns exce
e ellen
nce
in scie
ence
e – LQ1
1602.
Littera
atura:
Pla
achá
á D.,
D Sim
S mha Ma
artyn
nková G., Rü
ümm
meli M.H.
(20
008
8): Prep
P para
ation
n off org
ganove
ermiiculiites usiing
HD
DTM
MA: stru
uctu
ure and
d so
orptive propertties usiing
na
aphtthale
ene
olloid
d In
nterff. Sci.
S 327
7(1), 34
41e J. Co
34
47.
Sla
Pla
achá
á D., R
enbe
ergo
ová K.,
K
abottínsk
ký J.
Rose
Ma
amu
ulovvá K
ákovvá K., Stu
uden
ntovvá S.,
S Sim
S mha
Kutlá
Ma
artynko
ová G. (20
014a
a): M
Mod
difie
ed clay
c
minera
als
effficie
encyy a
c mica
al and
d biollogical
againstt chem
wa
arfare age
s for
f
civvil hum
man
n prote
p ectio
on.
ents
J. Haz
z. Mat.
M 271
1, 65
5–7
72.
Pla
achá
á D.,
D Sim
S ha Ma
artyn
nkovvá G.,
G Bachm
matiuk A.,
Pe
eikertovvá P
erová
á J.,
J Rüm
R mme
eli M. H.
P., Seidle
on
(20
014
4b):
e
inffluence
e
of
pH
The
org
ganove
ermiiculiite stru
s ucturre stab
s bilityy. Appl
A l. Cllay
Sc
ci. 93-94
4, 17–2
22.
INTERK
KAL
LAC
ULIT
TU
CE VER
V RMIKU
A MO
ONT
TMO
ORIILL
LON
NITU
UN
NEU
UTR
RÁL
LNÍ
MO
OLE
EKULO
OU
Y ME
ETO
ODO
OU TA
AVE
ENÍ
U SÍRY
Grražy
yna Sim
mha Martyn
nkov
vá, M
Marriann
na Hun
H ndák
ková
á,
Da
aniela Plac
P chá
entru
um nan
note
nolo
ogií, VŠ
ŠB- Tec
T chniccká
Ce
echn
univerrzita
a Osstrava, IT4 Inn
nova
ation
n Ce
entrre of
o
ence, VŠB
V B-Te
echn
nick
ká un
nive
erzitta Ostra
O ava
Exxcele
hém
ma tran
nsfo
orma
entg
genovýý
Obr. 1 Sch
ací sírry a re
zá
ázna
am mon
ntmorilllonittu po
p in
aci tave
t ením
m
nterkala
Po
otĜeb
ba zdo
nalitt so
ouþþasn
né tech
t hnologie pro
p
okon
skllado
ován
ní elek
e ktric
cké ene
ergie ja
ako jso
ou Li-b
bate
erie
a elektro
oche
emiccké ko
onde
enzá
átorry ved
v e k hledá
ání
ch mat
m teriá
Ĥsob
bĤ pro
o prog
p resiivnČ
Čjší
novýc
álĤ a zpĤ
py produkkce. Li--S bate
b erie po
oužívvají lith
hiovvou
pĜíístup
anodu
u a katodu
s . Sííra je slib
bný kattodo
ový
u ze
z síry.
ateriál díky
d y jeho pĜed
dno
ostem, jako
j o je
e níz
zká cen
na,
ma
je ne
etoxická
á a všeo
cnČ do
ostu
upná
á. Nicmén
nČ,
v obec
Po
odČ
Čkov
vání:
Sttudie je usku
u uteþ
þnČn
na v rám
mci pro
ojektĤ MŠ
ŠMT
T
(N
NPU
U II)) IT
T4In
nnov
vatio
ons exxcellencce in sscie
ence
e –
LQ
Q16
602 a (S
SP2
2016
6/65
5).
- 9 -
Littera
atura:
Ah
hn W.,
W Lim S. N, Lee
e D.. U., Kim Q.
Q B.,
B Che
C ena Z.,
Ye
eon S.
S H.(2
2015): In
ntera
actio
on me
echanissm
be
etwe
een a functionaliized
d prrote
ectivve laye
er and
a
dis
ssolved
d po
olys
sulfid
de for
f extend
ded cyc
cle life of
lith
hium
m sulfu
ur batte
eries
s. JJ. Mate
M er. Che
C em. A, 3,
94
461--946
67.
Wa
ang D. W.,, Ze
eng Q., Zho
ou G
G., Yin L., Li F.,
F Che
C eng
entle
e I. R., Lu G. Q
Q. M.
M (2013:),, Ca
arbo
on–
H. M.,, Ge
sulfur com
mpo
osite
es for
f Li–S
S batte
eriess: sttatu
us and
a
pro
ospectss. M
Mate
er. Chem
C m. A
A, 1, 93
382--939
94.
do
onorrovýý chro
c omo
ofór a NK
K88
8 ako
a
akkcep
ptorovýý
ch
hrom
mofó
ór. Tieto
T o farb
bivá
á navvzájom spĎĖ
s Ėaju
re
ezon
nanþþnú po
odm
mienku a vyk
kazu
ujú fluo
ores
scen
nciu
v tuh
hom
m stav
s e. Nás
sled
dne z týcchto
o zákla
adný
ých
ko
omp
pone
ento
ov boli
b
pripravven é te
enké filmyy me
etód
dou
LB
BL, kde
e ako
a
adne
e na
abittá vrstv
v va slúžžila vrs
stva
kla
po
olykkatió
ónu PD
DDA
A a akko záp
porn
ne nab
n bitá vrs
stva
hy
ybrid
dný sy
ysté
ém Sap/fa
arbivvo. Zvyšo
ovan
ním po
oþtu
vrrstie
ev v LBL
L filmoc
ch bolo
b o po
ozorova
ané aj zzvyš
šova
anie
úþ
þinn
nosti FR
RET
T. Štud
Š dova
aný boll aj vpllyv sek
kven
ncie
us
sporriadania
a vrsti
v ev v pora
p adí ED
D/EA
A, rresp
pekttíve
EA
A/ED. Pre
e prípr
p ravu
u fiilmo
ov s men
m nším
m poþt
p tom
vrrstie
ev sa
a uk
káza
ala byĢĢ vho
odn
nejšiia se
ekv
venccia EA/E
E ED,
z dô
ôvod
du dessorp
pcie
e fa
arbivva z pre
edch
hádzzajú
úcej
þ malo
m o za
a násle
n edkkom nízzku kon
ncentrá
áciu
vrrstvyy, þo
ED
Dm
mole
ekúl v prípa
p ade ED
D/EA
A se
ekve
encie
e. P
Pri vyšš
v šom
po
oþte
e vrrstie
ev sekv
s vencia farrbív ne
ehra
ala vvýznam
mnú
ro
olu.
HY
YBR
RID
DNÉ
É SY
YST
TÉM
MY NA
A BÁ
ÁZE
E ÍL
LOV
VÝC
CH
MIINE
ERÁ
ÁLO
OV A ORG
O GAN
NIC
CKÝ
ÝCH
H FA
AR
RBÍV
V
PR
RIPRA
AVE
ENÉ
É METÓ
ÓDOU
U LB
BL
a)
a,b)
eter Boh
háþþa), A
Adriana
a Cz
zíme
erov
vá , Juraj Bujd
B dák
Pe
a)
Ústa
Ú
av an
norg
ganiickejj chémiie SA
AV, Dúb
bravvská
á cesta
9 84
9,
45 36,
3 Brati
B islav
va, Slov
S venssko
b)
U verziita Kom
Univ
K mens
skéh
ho, Príro
P odov
vede
ecká
á fak
kulta
a,
M nská
Mlyn
á dolina, 84
42 15
5, Bratis
B slav
va, Slov
S vens
sko
KĐĐúþo
ové slo
ová:
hybrid
dné matteriá
ály, FRET, LB
BL, cyan
c níno
ové farb
bivá
á,
vrsstev
vnaté siliká
áty
Po
oća
akov
van
nie: Prís
spevokk vzn
niko
ol vć
ćaka
a grranttove
ej
po
odpo
ore VEGA (2/0
010
07/3).
Prrípra
ava h
hybrridnýých m
matteriá
álov s dob
bre
defino
ovan
nou šttrukttúro
ou je jed
dným
m z kĐúþ
k þovýých
ov prre prípravvu na
anoz
zariade
ení bu
udúcej
fakktoro
generácie
e. Jed
J na z me
etód
d príprravyy hy
ybriidnýých
ma
ateriálo
ov na
a bá
stevnatýých nos
siþo
ov je
e prípra
ava
áze vrs
ten
nkýc
ch filmo
f ov m
ódo
ou vrstv
v va po
p vrstv
v ve (LBL
( L). Ide
I
metó
o jedn
j noduch
hý p
odnýý prre prípr
p ravu
u te
enkýých
proces vho
film
mov
v, ktorý um
mož
žĖuje
e kon
ntro
olova
aĢ zlo
ožen
nie
výssled
dnéh
ho film
f u na mole
m ekulove
ej úrrovn
ni. Prin
P cípo
om
me
etód
dy je
e na
aná
nie mol
m eku
ulový
ých vrsstiev
v krrok po
ášan
kro
oku s vyu
užitíím alte
erná
ácie
e ná
ábojjov jed
dnottlivýých
kompo
one
entovv. LB
BL hybrid
dné filmyy na
n
bá
áze
org
ganický
ých lassero
ovýc
ch farb
bív vyk
kazu
ujú už
žitoþþné
optick
ké a fottofyziká
álne
e vla
astn
nostti, medz
m zi ktoré
k é pa
atrí
Fö
örste
erov
v rezo
r onan
nþnýý pren
nos ener
e rgie (F
FRE
ET)
(Bu
ujdá
ák, 201
2 4).
FR
RET
T je foto
zikállny jav
j nerradia
aþn
ného
o prreno
osu
ofyz
energie med
dzi chrom
mofó
órmi. Dono
D orovvá mo
oleku
ula
(ED
D) prredsstavvuje chro
c moffór, ktorýý abso
a orbu
uje
ele
ektro
oma
agne
eticcké žiarrenie
e a totto žiare
enie od
dovzzdá
pomoc
cou dip
pól--dipó
ólovvej inte
erak
kcie akccep
ptoro
ovém
mu
chrom
mofó
óru (EA
( A), ktorý
adobud
dnuttú ener
e rgiu mô
ôže
k ý na
fluores
scenþn
ne vyyžia
ariĢ. Vo vše
eobe
ecn
nostii FR
RET
T ved
die
k zníž
ženiu, ale
e flu
uore
esce
enciie ED
E
ebo úpllnej strrate
mo
olek
kuly a nao
výše
eniu
u flu
uore
esce
encie EA
E
opak k zv
mo
olek
kuly.. FR
RET
krem
m iného
o zá
ávisíí od
d vzdialeno
osti
T ok
me
edzii chromoffórm
mi. Prá
áve prrípra
ava hy
ybriidnýých
ma
ateriálo
ov na
a bá
orga
anicckéh
ho nosiþ
n þa (nap
( príkllad
áze ano
vrsstev
vnaté silik
s káty) umo
u ožĖu
uje priipra
aviĢ sy
ystém
my
s vho
v dný
ým usp
adan
ním
m ch
hrom
mofó
órovv um
mož
žĖujúci
poria
pre
enos en
nerg
gie ((Bujjdákk et al., 2011)..
Sy
ynte
etickký vvrste
evna
atý silikát sapon
nit Sum
S mectton
(Ku
unim
mine
e In
nd. Co – Jap
J ponssko)) (S
Sap)) pre
eds
stavu
uje
ide
eáln
ny zá
ákla
ad h
ateriálov
v prre je
eho dob
bre
hybrridnýých ma
defino
ovan
nú štru
alý roz
zmer þast
þ íc, nižššiu
uktúru, ma
otu KV
VK (0,87 ± 0,0
05 mm
mol g–11) a iné
i
hodno
mavé
é vlasstno
osti.. Na
N
ento mine
m erál boli
b
te
zaujím
alov
vané
é dvve cyaníno
ové
é farrbivá – NK
K78
83 ako
a
interka
Liitera
atúrra:
Bu
ujdá
ák J. (2
2014): La
aye
y-layyer a
asse
emblies
er-by
co
omp
pose
ed of polyca
ation
olyte
e, orga
o anicc
nic electro
dyyes,, an
nd la
ayerred siliccate
P s. C
Chem
m. 118,
es. J.
J Phys
71
152–71
162..
Bu
ujdá
ák J.,
J Czím
C mero
ová A., Arb
oa F.
F L. (20
011)): Tw
wo-belo
sttep reso
ona
ance
e en
nerg
gy trrans
sfer bettwee
en dyes
d s in
la
ayere
ed siliccate
e fillms. J.. Co
olloiid Inte
I erfac
ce Sci.
S
36
64, 497
7–50
04.
PRÍP
PRA
AVA
A A CH
HAR
RAK
KTE
ÁCIA
A
ERIIZÁ
OVO
O-ÍL
LOV
VÝC
CH KO
POZ
ZIT
TOV
V
UHLÍKO
OMP
2)
L. Pe
etra1), C.
C Brreen
n , F. Cleg
C gg2), P. Kom
mad
del1)
1)
Ússtav anorga
anic
ckej ché
émiie,
d, Dúb
bravvská cesta
a 9
vied
9,
Slovvensská republiika
2)
Ma
aterrials an
nd En
ngine
eerin
ing
She
effielld Hallllam Unive
U ersitty,
Unitted King
gdom
m
Slovvens
ská aka
adémia
a
845
5 36
3
Bra
atisla
ava,
Re
esea
arch In
nstitute,
She
effie
eld S1 1W
WB,
G
Grafé
én a jeh
ho deriv
d vátyy, na
g énu, pa
atria
apr.. oxid grafé
m riályy s výn
nimo
oþnýými vla
astnosĢa
ami, na
apr.
medzzi mate
optický
echa
anicckým
ebo
o
ými.
elektrrickýými, me
mi ale
Prripra
avujjú sa via
ace
erým
mi sspôsob
bmi, napr. spin
s
co
oatin
ngom, che
emic
ckou
u de
epo
p
dukc
ciou
red
ozíciou z pár,
ox
xidu
u uh
hoĐn
naté
ého a i. Prí prav
va gra
afénu a je
eho
o
de
erivá
átovv je mo
ožná
á aj pyrrolýýzou
u org
gan
noílo
ov. CieĐ
C Đom
prráce
e bola
b a príp
p rava
a a cha
arakkteriizáccia ílo
ovo-uh
hlíko
ovýcch
ko
omp
pozitovv
orga
anoílovv
pyrolýzzou o
ob
bsah
hujú
úcich diisac
charrid sach
s haró
óza..
V prá
áci sa
s sledo
ovali tie
eto p
ame
etre:
para
x
ele
ementov
vé zlož
z enie
oužitých
h be
ento
onito
ov,
e po
- 10 -
interakce, že nedocházelo k jeho desorpci ve vodČ.
Oproti tomu repulzivní elektrostatické interakce mezi
ODTMA a kationtovou formou TBZ byly menší a ve
vzorku docházelo k vysokým hodnotám desorpce
TBZ. V DSPC-MMT byl TBZ ukotven mezi ĜetČzci
na povrchu a po interkalaci došlo ke snížení
množství vody v mezivrství.
vzájomný pomer hmotností bentonitov
a sacharózy,
x
podmienky pyrolýzy (rýchlosĢ ohrevu,
koneþná teplota, a i.),
x
vplyv pridania kyseliny sírovej do
organoílov na štruktúru pripravených
kompozitov.
Organoíly obsahujúce sacharózu a z nich
pripravené
ílovo-uhlíkové
kompozity
sa
charakterizovali
RTG
difrakþnou
analýzou,
termickou analýzou, vibraþnou spektroskopiou (Iý
a Ramanova) a meraním špecifického merného
povrchu (BET).
Z výsledkov RTG analýz a Ramanovej
spektroskopie vyplýva, že pripravené kompozity
obsahujú vrstvy oxidu grafénu v medzivrstvových
priestoroch
bentonitov.
Produkty
pyrolýzy
pripravené bez prídavku kyseliny sírovej majú nízke
hodnoty merných povrchov (8–30 m2/g). Kompozity
2
s väþším merným povrchom (200–230 m /g) sa
pripravili
pyrolýzou
organoílov
obsahujúcich
prídavok kyseliny sírovej. Plyny vznikajúce pri
pyrolýze sa urþili na základe výsledkov hmotnostnej
spektrometrie
x
STUDIUM ZÁTċŽOVÉHO SENZORU TYPU
POLYANILIN/FYLOSILIKÁT
1)
1)
FMMI, VŠB-TU Ostrava, 17. listopadu 15/2172,
Ostrava, 70833
2)
CNT, VŠB-TU Ostrava, 17. listopadu 15/2172,
Ostrava, 70833
3)
IT4I, VŠB-TU Ostrava, 17. listopadu 15/2172,
Ostrava, 70833
4)
PĜF, UJEP, ýeské mládeže 8, Ústí nad Labem,
40096
Klíþová slova:
kaolinit, TiO2, polyanilin, kompozitní materiály,
elektrická vodivost
STRUKTURA MONTMORILLONITU
INTERKALOVANÉHO THIABENDAZOLEM
ěEŠENÁ MOLEKULÁRNÍMI SIMULACEMI
a)
V této práci byla studována elektrická vodivost
tablet pĜipravených z nanokompozitu kaolinit/oxid
titaniþitý (KATI) pokrytého tenkou vrstvou polyanilinu
(PANI) v závislosti na vnČjším zatížení.
Pro pĜípravu nanokompozitu KATI byla použita
jednoduchá jednokroková metoda: kaolinit SAK47
sušený pĜi teplotČ 100 °C nebo kalcinovaný pĜi
teplotČ 600 °C byl smísen s vodným roztokem
síranu titaniþitého, který sloužil jako prekurzor
nanoþástic TiO2. Takto byly pĜipraveny tĜi rĤzné
kompozity, které obsahovaly 20, 40 a 60 hm. %
TiO2. Práškové kompozity KATI byly smíchány
s roztoky anilinium sulfátu a peroxydisíranu
amonného, bČhem této polymeraþní reakce došlo
k pokrytí þástic KATI vrstvou vodivého PANI. Pro
srovnání byly také pĜipraveny vzorky þistého
kaolinitu pokrytého vrstvou PANI a þistý práškový
PANI. Všechny tyto materiály (PANI/KATI,
PANI/kaolinit a PANI) pĜipravené v práškové formČ
byly pĜi laboratorní teplotČ, tlaku 28 MPa a bez
použití jakýchkoliv dodateþných pojiv slisovány do
tablet. Elektrická vodivost takto pĜipravených tablet
byla sledována v závislosti na vnČjším zatížení tak,
že tablety byly postupnČ zatČžovány závažími
o hmotnosti 124 g a byl mČĜen proud protékající
tabletou (ve smČru lisování). V pravidelných
þasových intervalech byla na tabletu pĜidávána další
závaží, až bylo dosaženo maximálního zatížení
1488 g. Poté, co bylo dosaženo maximálního
zatížení, byla závaží postupnČ z tablety
odstraĖována. Kritériem pro výbČr nejslibnČjšího
materiálu bylo srovnání proudové odezvy pĜi
stejném zatížení bČhem procesu zatČžování
a odlehþování tablety. NejpodobnČjší proudovou
odezvu na stejné zatížení vykazují tablety
lisované z nanokompozitu PANI/KATI, pĜiþemž
prĤmČrné rozdíly mezi hodnotami elektrického
proudu nepĜekroþily 4,5 %. Tablety lisované
a)
Miroslav Pospíšil , Petr KováĜ , Martina
a,b,1)
, Rosa M. Torres Sánchezb)
Gamba
a)
Univerzita Karlova v Praze, Matematicko-fyzikální
fakulta, Ke Karlovu 3, 12116 Praha 2
b)
CETMICíCCT La Plata, CICBA. Camino Centenario
y 506, 1897 M. B. Gonnet, La Plata, Argentina
1)
Permanentní adresa: CETMICíCCT La Plata,
CICBA. Camino Centenario y 506, 1897 M. B. Gonnet,
La Plata, Argentina
Klíþová slova:
montmorillonit,
thiabendazol,
modelování, povrchové interakce
2,3)
Lenka Kulhánková , Jonáš Tokarský , Lucie
Neuwirthová2), Pavlína Peikertová2), KateĜina
2)
4)
Mamulová Kutláková , Pavla ýapková
molekulární
Metodami molekulárních simulací byly Ĝešeny
struktury a zkoumány rĤzné interakce fungicidu
thiabendazolu (TBZ) s montmorillonitem (MMT)
a dále s dvČma organicky modifikovanými MMT a to
molekulami fosfatidylcholinu (DSPC) a oktadecyl
trimethylamoniem (ODTMA). Tyto materiály si
zaslouží hlubší zkoumání z dĤvodu využití tČchto
interkalátĤ v oblasti sanace vody tak, aby adsorpce
molekul z vody byla cílenČ Ĝízena. Vyhodnocení
interakcí mezi fungicidem a povrchem zkoumaných
MMT umožní pĜesnČjší posouzení vhodnosti tČchto
interkalátĤ
k
použití
v
rámci
sanace
kontaminovaných vod. Adsorpce-desorpce TBZ
a
charakterizace
adsorbentĤ
a
vzorkĤ
s adsorbovaným TBZ byly provedeny jednak
experimentálnČ práškovou rentgenovou difrakcí
a rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií tak
teoreticky optimalizací struktury molekulárním
modelováním s cílem vyhodnocení vhodnosti
interkalace nebo sorpce TBZ na povrchu.
Adsorbovaný protonovaný TBZ na zápornČ nabitém
povrchu MMT vytváĜel tak silné elektrostatické
- 11 -
z nanokompozitu PANI/kaolinit se ukázaly jako
ménČ vhodné (rozdíl byl 5,2 %) a tablety pĜipravené
z þistého PANI se pro tento typ aplikace ukázaly
jako naprosto nevhodné (rozdíl byl 15 %).
možnosti využití, výborné povrchové vlastnosti
a výhodnou cenu, nejsou vzhledem k nízké hodnotČ
pH nulového náboje (pHZPC) selektivními sorbenty
aniontĤ. Jedním ze zpĤsobĤ jejich využití pro sorpci
anionĤ je jednoduchá úprava povrchu ionty Fe, Al
nebo Mn, kdy se zmČní povrchové vlastnosti; jílový
minerál funguje jako nosiþ a povrchová vrstva
hydratovaných oxidických fází kovĤ vytváĜí aktivní
sorpþní místa katexové povahy (Bonin, 2000;
Doušová et al., 2006). Metoda rehydroxylace
metakaolinu (Rocha, Klinowski, 1991) otevírá další
možnosti pĜípravy efektivních anionaktivních
sorbentĤ z druhoĜadých nebo odpadních jílĤ.
V prĤbČhu rehydroxylace v autoklávu dojde
k extrémnímu zvýšení specifického povrchu
materiálu, a tím i k pĜedpokládanému zlepšení
adsorpþních vlastností.
VYUŽITÍ REHYDROXYLOVANÝCH KAOLÍNģ
PRO DEKONTAMINACI ARSENU,
ANTIMONU A SELENU
1)
2)
Miloslav Lhotka , Vladimír Machoviþ , Barbora
Doušová
1)
VŠCHT Praha, Centrální laboratoĜe, Technická 5,
Praha 6-Dejvice, 166 28
2)
VŠCHT Praha, Ústav chemie pevných látek,
Technická 5, Praha 6-Dejvice, 166 28
Metodika
Vzorky kaolinu byly pĜevedeny na metakaolin pĜi
teplotČ 650 °C po dobu 3 hodin a pak podrobeny
hydrotermální rehydroxylaci v autoklávu pĜi teplotČ
175 °C po dobu 1, 4 a 7 dní, ve stejném režimu byly
pak pĜipraveny sorbenty s pĜídavkem Fe jako
roztoku FeSO4.7 H2O. MČĜení adsorpþní izotermy,
specifického povrchu a distribuce mezopórĤ bylo
provedeno na pĜístroji ASAP 2020 a TriFlex
(Micromeritics, USA). Na pĜipravených materiálech
byly provedeny adsorpce oxoaniontĤ As(V), Sb (V)
a Se(IV). Jako modelové roztoky byly použity: pro
As(V) – KH2AsO4 + H2O (koncentrace 40 mg.dm–3),
pro As(III) – NaAsO2 + H2O (koncentrace 40
mg.dm–3), pro Se(IV) – Na2SeO3 + H2O
(koncentrace 40 mg.dm–3) a pro Sb(V) – NaSb(OH)6
–3
+ H2O (koncentrace 40 mg.dm ). Suspenze
modelového roztoku a sorbentu (6 g.dm–3) byla
míchána v uzavĜené polyethylénové kádince pĜi
pokojové teplotČ po dobu 24 hodin, následnČ byl
produkt filtrován a ve filtrátu byla stanovena
zbytková koncetrace As, Se nebo Sb.
VŠCHT Praha, Ústav anorganické technologie,
Technická 5, Praha 6-Dejvice, 166 28,
Tel.:+420 220445019,
e-mail: [email protected], www.vscht.cz
Abstrakt
Použití jílových materiálĤ jako selektivních sorbenĤ pro
odstranČní škodlivých látek je velice efektivní a úþinné.
PĜírodní kaolin byl tepelnČ upravován na metakaolin a
následnČ rehydroxylován pĜi rĤzných teplotách na
vysoce porézní sorbent. Byl stanoven specifický povrch
a distribuce pórĤ vzniklých sorbentĤ. V nČkterých
pĜípadech byl získaný kaolin modifikován kationem
Fe3+ pro selektivní adsorpci anionĤ. Na pĜipravených
materiálech pak byly provedeny sorpce oxoaniontĤ As,
Sb a Se. Byla sledována závislost úþinnosti sorpce na
fyzikálnČ chemických podmínkách experimentu (pH,
koncentrace iontĤ) a povrchových vlastnostech
materiálu (specifický povrch, zpĤsob modifikace).
Adsorpþní vlastnosti novČ pĜipravených sorbentĤ
byly porovnány s kalcinovanými kaoliny v pĤvodní
i modifikované formČ.
Klíþová slova:
kaolin, metakaolin, arsen, selen, antimon
Výsledky
PĜi hydrotermální expozici pĜechází kaolin na
semikrystalický, velmi reaktivní metakaolin a za
urþitých podmínek dochází k témČĜ úplné
reversibilní reakci metakaolinu na kaolin. Rocha,
Klinowski (1991) pozorovali pĜi rehydroxylaci
metakaolinu zmČny v zastoupení tetra-, pentaa hexakoordinovaných atomĤ hliníku. Pro strukturní
analýzu s úspČchem použili 27Al a 29Si NMR
spektroskopii, infraþervenou spektroskopii a XRD.
V práci Lhotka et al. (2012) tyto výsledky byly
potvrzeny a rozšíĜeny pro další rehydroxylaþní
teploty. V pĜedložené práci vzorky rehydroxylovaného kaolinu byly pĜipraveny za rĤzných
reakþních podmínek. Na pĜipravených vzorcích bylo
provedeno stanovení adsorpþní izotermy pomocí
dusíku. Z této závislosti pak byla urþena distribuce
velikosti pórĤ pomocí DFT metody s využitím
matematického modelu pro jílové materiály.
V tabulce 1 jsou uvedeny specifické povrchy
pĜipravených sorbentĤ ve srovnání s pĤvodním
materiálem.
Úvod
Jílové materiály v prĤmyslu mají velice široké
uplatnČní. Jednou z rozsáhlých oblastí použití
tČchto materiálĤ je pĜi ochranČ životního prostĜedí
jako selektivních sorbetĤ pro odstranČní škodlivých
látek. Oxoanionty arsenu, selenu a antimonu, ale
také chromu, vanadu a dalších patĜí k toxickým
kontaminantĤm ohrožujícím životní prostĜedí,
proto se svČtový výzkum zabývá nejen jejich
charakterizací v jednotlivých složkách prostĜedí, ale
také možnostmi efektivní dekontaminace zatížených
oblastí. Z hlediska toxicity jsou oxoanionty AsIII,V,
SeIV,VI, SbIII,V, CrVI a VV zaĜazeny mezi látky
trvale nebezpeþné. Je známé, že v pĜirozených
systémech se oxoanionty uvedených prvkĤ
selektivnČ sorbují na hydratované oxidy nebo oxidy
hydroxidy Fe, pĜípadnČ Al a Mn, se kterými vytváĜejí
stabilní povrchové komplexy. KomerþnČ vyrábČné
sorbenty na bázi oxidĤ hydroxidĤ Fe jsou velice
efektivní, ale drahé, a tedy nevhodné pro silnČ
zneþištČné nebo prĤbČžnČ kontaminované systémy.
Jílové minerály, které se Ĝadí k vyhledávaným
sorbentĤm pro snadnou dostupnost, široké
- 12 -
Vz
zore
ek
Pro sorrpce
e anio
a ontĤ b
byly urrþen
ny teo
oretické
a m
maximállní so
orpþní kap
city (Q
Q, q) po
odle
pac
La
muirova
angm
a mod
m elu a úþin
nnosti sorp
pce
e İ a js
sou
sh
hrnu
uty v tab
bulc
ce 2 a 3. Uve
ede
ené vý
ýsledkyy
jedno
ozna
aþnČ
Č prok
p azu
ují rozd
r dílné
é so
orpþ
þní vla
astnosti
Ĥvod
dnícch a mo
odifikovanýých ka
aolin
nĤ vzh
hled
dem
pĤ
k a
anio
onick
kým
m kon
ntam
mina
antĤ
Ĥm. Mec
M chan
nism
mus
a ú
úþinnos
st sorpce
e jso
ou ovvlivn
nČnyy dob
bou
re
ehyd
drox
xylac
ce meta
m aka
aolin
nu a adsorb
bovanýým io
onte
em.
na
Ad
dsorpce
e
oxxoan
nion
ntĤ
A
As(V
V)
a
so
orbe
entyy
s pĜíd
dav
vkem
m Fe
F prob
p bíha
ala tém
mČĜ kva
antittativvnČ pĜi
vy
ysokkých
h so
orpþþníc
ch kapa
k acitá
ách. Ja
ako optimá
ální se
jev
ví vvzorrek reh
hydrroxy
ylovvanýý po
o 4 dn
ny, u které
k ého
by
ylo d
dosaže
eno také
é ne
ejvČ
Čtšíh
ho nárĤ
n Ĥstu
u sp
peciffické
ého
po
ovrcchu. Z výýsled
dkĤ vyyplýývá, že
e prĤbČ
Čh sorrpcíí
As
s(V)) na
a pĤ
Ĥvod
dní i mo
odiffikovvané
é so
orbe
entyy zp
pravidla
od
dpovvídá
á La
angm
muirovu
u mode
elu.
Ad
dso
orpce Se(IV) na
a m
mod
difikova
ané so
orbe
entyy
prrobíhá od
dlišn
ným
m mec
m chan
nism
mem
m, pĜi re
elativ
vnČ
vy
ysokkých
h sorp
s pþních ka
apa
acitá
ách ne
ení úþþinn
nostt
so
orpcce vy
ysokká. Nižš
N í úþinno
ost so
orpcce je
prravd
dČpo
odobnČ
Č dán
d a vel ikos
stí a po
ovrc
chov
vým
ná
ábojjem sorbo
ovanéh
ho ion
ntu. Prro Se((IV) bu
ude
ne
ezbyytné
é zv
volit jiný
ý po
omČ
Čr ssorbent//sorrbát, a to buć
b ć
zv
výše
ením
m navvážk
ky so
orbe
entu
u neb
n bo snížen
ním
ko
once
entrrace
e Se
e(IV
V) ve
e výýcho
ozím
m ro
oztok
ku. Nejjlepš
ším
so
orbe
ente
em oxxoan
niontĤ Se
e(IV) je opČ
Čt vzo
orekk
s pĜíd
davkkem
m Fe
e reh
hydrroxyylovvaný
ý po
o 4 dny.
d .
SBETT
2
-1
m .g
g
Ka
aolin (K
K)
1 84
15,8
Metakao
olin (MK
( K)
1 81
17,8
K4
4 (4
4 dní)
9 57
98,5
K7
7 (7
7 dní)
10
03,1
10
K4
4-Fe
e (4
4 dny-Fe
e)
7 21
70,2
K7
7-Fe
e (7
7 dní-Fe
e)
7 81
73,8
K1
10-F
Fe ((10 dní--Fe))
7 05
71,0
K1
14-F
Fe ((14 dní--Fe))
6 71
69,7
abullka 1. Speciffickýý povrcch pĜírrodn
ního
o ka
aolin
nu,
Ta
me
etak
kaolinu a rrehy
ydro
oxylo
ovanýc
ch sorb
s entĤ
Ĥ (tteplo
ota
reh
hydrrata
ace: 175
5°C
C)
Na
a obrázzku 1 je uká
ázán
no srov
vnání dist
d tribu
uce
órĤ pro
p
pĤ
Ĥvod
dní mate
m eriáll kao
k lin,
velikosti pó
etak
kaolin a hyydrotterm
máln
nČ rrehy
ydro
oxylo
ovan
ný vzor
v rek
me
pĜi te
eplottČ 175
5 °C
C, dob
ba rehydro
oxylace
e 4 dn
ny.
peciffický
ý povrcch pĤv
vodn
ního
o ka
aolin
nu urþe
u ený pod
dle
Sp
me
etod
dy BET
B T má
á ho
odn
notu 15
5,8 m2/g
g a me
etak
kaoliinu
17,8 m2/g
/ a disttribu
uce ve
eliko
osti pó
órĤ pro
o tyyto
ma
ateriály jso
ou pom
mČrn
nČ malé. Pro
o hyydro
oterrmállnČ
uprave
ené
é vzzorkky pĜi
p teplo
t otČ 175 °C se
s dist
d tribu
uce
rozzdČlleníí pó
órĤ zvČ
Čtšu
uje s re
eak
kþní do
obou
u sy
ynté
ézy
a zna
aþnČ
Č se
s zvČ
Čtšujje spe
s ecific
cký po
ovrch až
a na
2
hodno
otu 103
3,1 m /g
g prro vzor
v rek rehy
ydro
oxylova
aný po
d
7 dní.
As
s (III)
K4
4-Fe
e
K7
7- F
Fe
K10-F
Fe
K14K -Fe
A ((III)
As
-
-
-
-
A ((V)
As
0,09
0,10
0
0
0 8
0,08
0,0
08
S ((IV)
Se
0,06
0,08
0
8
0 6
0,06
0,0
07
S (V)
Sb
0,11
0,16
0
6
0 0
0,10
0,14
abu
ulka 2. Teo
orettická
á so
orpþþní kap
paciita Q zjištČ
z Čná
Ta
u Fe--mod
difik
kova
anýc
ch kaol
k línĤ
Ob
br. 1. Distribuc
ce objemĤ
Ĥ pĤv
p vodn
ního
o kaoli
k inu
(vlevo
o), mettaka
nu (stĜed)) a vzork
v ku sorrben
ntu
aolin
pĜiprav
ven
ného
o pĜĜi te
eplo
otČ 175
1 5 °C
C a rea
akþn
ní dobČ
Č 4
dny
v orek
vzo
k
Te
eore
etick
ká s
sorp
pþní ka
apac
cita
aQ
–
m
mmo
ol.g–1
Ox
xya
anio
on
A (V
As
V)
Sb
S (V
V)
Se
S (IV)
q**
e
e**
q**
e
e**
q
q*
e**
q
q*
e***
K4--Fe
0,07
5
57
0,14
99
0,1
18
96
0,,07
100
0
K7--Fe
0,08
5
59
0,14
99
0,2
24
97
0,,09
99
9
K 0-Fe
K10
e
0,09
5
56
0,12
1
100
0,1
10
98
0,,07
99
9
K 4-Fe
K14
e
0,08
6
61
0,0
08
99
0,2
23
98
0,,11
99
9
Ta
abullka 3. Adso
A orpc
ce As(V
A V)/A
As(III)/Sb(V
V)/Se
e(IV
V) na
a Fe
modiffikovan
ných
h reh
hydroxy
ylov
vanýých kao
olinĤ
Ĥ za
a rĤzznýcch
e-m
rea
akþn
ních
h po
odm
mínek
–1
* max
m ximá
ální ads
a sorpþní kap
paciita (mm
( mol.g
g ),, ** maxximá
ní úþinn
nostt (%
%)
álníí sorrpþn
- 13 -
Zá
ávČrr
Z pĜírrodn
ního
o ka
aolinu byl pĜĜipra
aven
n meta
m akao
olin
a tento vzo
orekk pa
ak byl ná
ásled
dnČ
Č hyydro
oterrmállnČ
reh
hydrroxy
ylovván na kao
k lin s vČ
Čtší sorp
pþní sc
chop
pnosstí.
Dá
ále byla
b a pro
ove
eden
na mod
m ifika
ace reh
hydrroxy
ylova
ané
ého
kaolinu s Fe. Spe
S ecific
cký povrc
ch SBET
no
ovČ
B
ven
ných
h ssorbentĤ
Ĥ byl
b
mnČ
Č vy
yšší než
n
extrém
pĜiprav
speciffický
ý po
ovrcch vých
v hozíího kao
olínu
u a me
etak
kaolíínu
(od
d 15.8 to ~1
103..1 m2.g
g-1). Sn
níže
ení spe
ecifiické
ého
povrch
hu SBET
u Fe-m
F mod
difiko
ovanýcch sorrben
ntĤ
B
3+
+
odpov
vídá
á va
azbČ
Č Fe
F
þá
ásticc na pov
p rchu
u (ttvorrba
m t adssorp
pce)). Vzo
orekk sorrben
ntu
akttivních míst
pĜiprav
ven
ného
o re
ehyd
drata
ací po dob
bu 7 dní vyka
v azovval
pší sorrpþn
ní vlas
v stno
osti ve vš
šech sorp
s pþních
nejjlep
sériích
h. Výssled
dky uk
kazu
ují vyš
šší selekttivitu
u FeF
odifiikov
vanýých reh
hydrroxy
ylova
aný
ých kao
olínĤ
Ĥ u vše
ech
mo
oxyyan
nionĤ
Ĥ mimo
m o As
s(III) (odstrranČ
Ční As (III)) je pou
uze
60 %).
% Ads
A sorp
pþní afiinita
a slledo
ovan
ných oxya
o anio
onĤ
u mod
difik
kova
anýcch kao
olínĤ
Ĥ po dobu
d u 7 dn
ní klesa
k ala
p adí: Sb((V) > As(V) >S
Se(IV) > As
s(III).
v poĜa
leží studo
ovan
ná ob
blasst
ve východ
dní þásti
arra
andienu
u, a to pĜe
edevvším
m na orrdovvický
ých
Ba
ulože
eniná
ách. StĜída
ají se zde
e rĤzné
é typ
py ssedime
entĤ
vrch
hního ordo
o oviku
u (p
pracchovvce a jílo
ovité
é bĜĜidlic
ce).
sv
Geom
morffolog
gickky se lokkalita
a nalé
n ézá na
a ro
ozhrraníí
vou jedno
otekk s na
adm
moĜsskou
u výšk
v kou 20
00–3
300
dv
m.n.m
m., a to
o: Prražs
ské plo
ošinyy a StĜe
edo
oþesské tabu
ule.
Prražsská ploši
p ina je
e cha
c arakterizzová
ána
a znaþ
z þnČ
slo
ožitým teré
énem hlav
h nČ v okkolí vČtšších
h tokkĤ, kde
e se
vy
ytvá
áĜela
a údo
ú lí. Da
alším
m fak
ktore
em ovvlivĖ
Ėujíc
cím
vla
astn
nostti se
edim
men
ntĤ je
j pozi
p ice a char
c raktter pĜíto
okĤ
a nássledný odto
o ok z nádrže
e.
Rybn
ník Mar
M rtiĖá
ák se
s naléz
n zá na
n vých
v hodním
m ok
kraji
ku pottoka
a Chvvalk
ka. Ne
edíln
nou
Prrahyy na pĜĜítok
dĤ
Ĥležžitou
u slo
ožko
ou vlivu
v u na
a se
edim
mentty je
e klima a úhrn
ú
srráže
ek dan
d é obla
o asti. S tím
m souv
s visí sa
amozĜejjmČ
vý
ýška
a hlad
h diny a s ní
n sspja
atá þin
nnosst živý
ých
orrgan
nism
mĤ. A v dn
nešní dobČ ne
ejvýzzna
amnČjšíí
sle
edo
ovan
ná slo
ožka
a zdro
z oje celkovvého
o zne
eþišttČníí
zp
pĤso
obená antr
a ropo
ogenní þin nos
stí. V rá
ámcii mo
ožno
ostíí
by
yly ode
ebrá
ány vz
zorky
y ze
z d
dvo
ou prof
p filĤ, kte
eré se
na
achá
ázely ve
v dvo
d u kopa
k anýcch son
ndác
ch o hloub
h bce
cc
ca 6
60 cm. Každ
K dá byla
a re
epre
ezen
ntov
vána
a 4 až
ž 5
od
debrranýými vzo
orky
y.
Po
ostu
upnČ byla pro
oved
dena
a rttg. difra
d akþn
ní analý
a ýza
a spe
ektro
ome
etriccká ana
a alýza
a na
a mo
okré
é ce
estČ.
Rozb
bore
em vzo
orkĤ
Ĥ po
omo
ocí an
nalýz
z b
byl zjiš
štČn
drojo
ový ma
aterriál, kte
erým
m jssou jednak
k jižž zm
mínČ
Čné
zd
orrdovvické
é horniny a jedn
j nak blíz
zké kĜíídovvé horn
h ninyy
na
achá
ázejjící se smČ
Črem
m na výýchod až
a seve
s erovvých
hod
od
d Ma
artiĖ
Ėáku.
Dále byl zjišštČn
n zv
výše
ený obs
sah nČkterrých
h prv
vkĤ
jako n
napĜ. zinku
u, mang
m ganu, m
di, ale i dalšších
h, ktterýý
mČd
kazu
uje na an
ntrop
pogenn
ní vvlivy
y jakk histo
h orick
ké, takk
uk
re
ecen
ntní.. V rám
r ci hisstorie
o arch
a heologickyy
e bylo
ov
vČĜe
eno velmi inte
enziv
vní osíídlen
ní stud
s ova
ané oblasti
sídlištČ
v nČkkolik
ka etapá
e ách
h. Ne
ejprrve tto bylo
Č z obd
o dobíí
b
ulturry bylan
b nské (c
cca 750
0–5
n.l.), dá
ále z do
obyy
ku
500 pĜ.n
laténsské (500/4
400 pĜĜ.n.l..–0)) a koneþ
þnČ ze sta
aršíí
oby Ĝím
mské
é (0
0–40
00 n.l.)
n . V tČc
chto dobácch, zvlá
z áštČ
do
po
osle
ednČ
Č jme
j enov
vané
é, se zdej
byva
atels
stvo
z ší ob
za
abývvalo
o železá
áren
nstv
vím a zp
cová
áním
m ko
ovĤ.
prac
odČk
kov
váníí:
Po
Výýzku
um byyl prov
veden v rá
ámc
ci infra
astrruktu
ury
vyb
bud
dova
ané z podp
pory
y Op
pera
aþníího prog
gram
mu Pra
aha
– Kon
K nkurrenccescchop
pnost (CZ.
( .2.16 / 3.1.00 / 2450
2 01)
a
podpo
orov
ván prrojek
ktem
m þ.
þ 13-2
24155S
S (Gra
( anto
ová
ura ýR
R).
agentu
Littera
atura:
Bo
onin D. (200
00): Metho
M od of rem
movving
g arsen
a nic
sp
pecie
es fro
om an
n aque
a eou
us me
edium
m usiing
mo
odifified ze
nera
als. U.S. Pa
atent No.
N
eolitte min
6,0
042,731.
Do
oušo
ová B., G
gar T., Ma
arta
aus A., Fu
uitov
vá L.,
Gryg
Ko
oloušekk D., Mach
viþ V
V. (200
( 06): So
orption of
M hov
V
As
s
on alum
minossilic
cates trea
ated
d with
w h Fe
F II
Interfa
na
anop
particles. J.
C
face
e Scci. 302
3 , 42
24J Coll.
43
31.
Lhotka
a M.,
M Do
á B.,
B Macho
oviþ V.. (2
2012):
oušová
Prrepa
aration
of
mo
odiffied
s bentts
sorb
om
fro
o
reh
hydrate
ed cclay
y miinerrals.. Cllay Min
ner. 47, 25
5125
58.
ocha
a J., Klino
ki J. (1991
1): The
T e Re
ehyd
drattion of
Ro
owsk
Me
etak
kaoline to Kao
oline. JJ. Chem
C m. Soc
c., Che
C em.
Co
omm
mun
n., 582-5
584
4.
MIINE
ERA
ALO
OGICK
KO GEO
G OC
CHE
EMIC
CK
KÝ
ZÁ
ÁZN
NAM
M SED
S DIMENTģ RY
YBN
NÍK
KU MA
M RTIĕÁ
ÁK
(PRA
AHA
A)
1)
Ma
artin
n ŠĢĢastn
ný ), Pa
avell Há
ájek22)
1)
Geollogic
G
cký ústa
ý v.v.i
v i. Ro
ozvo
ojová
á 26
69,
av AV
A ýR
1 00 Prah
165
P ha 6
2)
N Kone
Na
K eþné
é 33
ová
3, Ostra
O ava – Hrrabo
Vý
ývoj sed
dimentĤ
Ĥ v umČlýcch nádr
n ržích uk
kazuje na
zm
mČnu
u pros
p stĜed
odm
míne
ek živo
otníh
ho pro
ostĜe
edí
dí i po
v jejic
ch okol
o í. T
men
ná, žže na
n vzn
v ik sedi
s men
ntĤ
To znam
edim
mentaþn
p storu
u má
á vliv
v
n olik
nČko
v se
ním pros
zásad
dních
h þinite
þ elĤ. Je
edním z nich
h je
e geolo
ogiccká
omo
orfo
ologiická
á situa
ace, ve
e které
k é se
s nád
drž
a geo
ází. Sedim
n ou zznaky složženíí rĤ
Ĥznýých
nachá
menty neso
pĤ horn
h nin a okkolních pĤd
d. Z geo
olog
gickkého
o hle
edisska
typ
O krývá
ání cha
aty z do
A ÚP).
Obr. 1: Odk
oby Ĝímsské (fotto ARÚ
Zd
droj :ww
ww.arup.ca
as.c
cz
M
Mladšší þást
þ
arc
cheo
olog
gickýých nállezĤ
Ĥ pa
atĜí
ovČ
Čké vessnici Ba
abicce, ležíící na
n bĜeh
hu
stĜedo
Ch
hva
alky. Je
ejí poþ
þátk
ky saha
s ají až do
o 13.
Za
ajím
mavo
ostí je,, že
e nČkt
n teré
eolo
ogickké
é arrche
v širšším oko
o olí po
ouk
kazu
ují na up
ství.
pírs
- 14 -
zzaniklé
oka
poto
stolletí.
nálezyy
Recentní
zneþištČní
kovy
zachycené
v sedimentech je nejspíš spjato se stavební þinností
v okolí sídlištČ ýerný Most.
Sedimenty z území rybníku MartiĖák nám tak
zanechaly jakousi kroniku lidského pĤsobení v této
þásti Prahy. Poukazují na intenzivnČ osídlenou
oblast pražské aglomerace, která se postupnČ
v historickém vývoji stČhuje smČrem k VltavČ, aby
se po tisíciletích sem zase intenzivnČ vrátila v
podobČ nových sídlišĢ a jejich infrastruktury.
INTERKALACE LÉýIVA PRAVASTATINU
DO LDH – STUDOVÁNO POMOCÍ METOD
MOLEKULÁRNÍCH SIMULACÍ
*
Milan Pšeniþka , Miroslav Pospíšil
Univerzita Karlova v Praze, Matematicko-fyzikální
fakulta, Ke Karlovu 3, 121 16 Praha 2, CZ
(*)[email protected]
Vzhledem k neustále zvyšující se poptávce po
nových multifunkþních nanomateriálech vhodných
pro použití ve zdravotnictví, je nutné kombinovat
znalosti z oblasti medicíny a nové pĜístupy
k pĜípravČ materiálĤ s požadovanými fyzikálními
a chemickými vlastnostmi. Jedním typem tČchto
materiálĤ jsou podvojné vrstevnaté hydroxidy (LDH),
které vykazují biokompatibilní vlastnosti, což jim
umožĖuje být vhodnými nanonosiþi syntetických,
nebo pĜírodních biologicky aktivních organických
slouþenin. Bylo zjištČno, že LDH jsou schopny zvýšit
chemickou stabilitu interkalovaného materiálu
a umožĖují jeho následné pomalé uvolĖování
v organismu, nebo mohou pĜípadnČ omezit, þi
odstranit nežádoucí vedlejší úþinky. Prezentovány
byly Mg2Al/Zn2Al-LDH interkalované pravastatinem
studované pomocí metod molekulární mechaniky a
klasické molekulární dynamiky.
Statiny jsou léky používané pro snížení LDL
cholesterolu v krevním obČhu a k prevenci
kardiovaskulárních chorob. Toto léþivo obsahuje 3hydroxy-methylglutaryl-koenzym A reduktázu, která
zpomaluje biosyntézu cholesterolu. NČkolik studií
ukázalo také prospČšnost léþby statiny pĜi léþbČ
kardiovaskulárních onemocnČní. Toto je spojeno
s jejich protizánČtlivými úþinky, které otevírají
nové možnosti pro použití statinĤ také v léþbČ
chronických
onemocnČní,
jako
je
napĜ.
Parkinsonova,
nebo
Alzheimerova
choroba.
Z tohoto dĤvodu jsou LDH interkalované
pravastatinem velmi atraktivními systémy pro
farmaceutický prĤmysl.
Interkalace pravastatinu do LDH byla provedena
v (Cunha et al., 2012; Panda et al., 2009) metodou
koprecipitace. ExperimentálnČ získaná data z tČchto
dvou studií se mírnČ liší, pĜedevším v zjištČní
uspoĜádání aniontĤ pravastatinu v mezivrství
LDH. StejnČ tak údaje vypoþtené pomocí DFT
metod odpovídajícím zpĤsobem nekorespondují
s experimentálními výsledky. Vzhledem k velikosti
systému jsou ab-initio a DFT výpoþty þasovČ
neefektivní. Naproti tomu efektivita metod
molekulárních simulací je pro Ĝešení takto velkých
systémĤ mnohem vyšší.
Na základČ experimentálnČ získaných výsledkĤ
(Cunha et al., 2012; Panda et al., 2009) jsme
vytvoĜili výpoþetní strategii a poþáteþní modely pro
modelování požadovaných struktur. Geometrie
interkalovaných LDH byla optimalizována pomocí
Materials Studio 2 modelovacího prostĜedí.
NáslednČ
byl
porovnán
vypoþtený
RTG
difraktogram s experimentálnČ získaným. Na
základČ
tohoto
porovnání
bylo
potvrzeno
dvojvrstevné uspoĜádání aniontĤ pravastatinu
v mezivrství LDH. Dále byly pomocí molekulární
dynamiky studovány MSD jednotlivých fragmentĤ
mezivrstevného prostoru LDH a na jejich základČ
UPTAKE of Ce(III) AND Ce(IV) ON
MONTMORILLONITE
ZdenČk Klika1), Jana Seidlerová2), Marianna
Hundáková2), Ivan Kolomazník3) and Marta
2)
Valášková
1)
Department of Chemistry, VŠB – Technical
University Ostrava, Czech Republic
2)
Nanotechnology Centre, VŠB – Technical University
Ostrava, Czech Republic
3)
Department of Mathematics, VŠB – Technical
University Ostrava, Czech Republic
Key words:
adsorption/desorption,
exchange, leaching,
montmorillonite
Ce(III) and
mechanism
Ce(IV), ion
of uptake,
Mechanism of cerium uptake on montmorillonite
(Mt) is up to now very little known even if Ce
containing nanoparticles are material with various
practical use. Montmorillonites have mostly a higher
cation exchange capacity compared to some other
adsorbents and therefore they seem to be very
suitable as sorbent for cerium uptake. Moreover
Ce(III) doped on montmorillonite can replace
existing ointments in burn injury, has good
antibacterial properties and Ce(IV) induce in clays
high permanent porosity and stability at high
temperatures, a relatively high surface area and
a high volume of micropores. This contribution
presents mechanism of Ce(III) and Ce(IV) uptake on
montmorillonite in neutral and acid aqueous
solutions. The results can be summarized as
follows: a) depending on the aging of
montmorillonite (Mt) in acid aqueous solutions the
alkali, alkaline earth metals, Al and Si are leached
and CEC decreased; b) uptake of Ce(III) on Mt at
pH 6 is a typical ion exchange, at pH 2
accompanied by acid leaching of Mt; c) determined
selectivity constant K of ion-exchange reaction is
k-1
15.21 (L/mmol ); ion exchange of Ce(IV) with Mt at
pH 2 and pH 6 is accompanied by Ce(IV)
precipitation and formation of non-extractable
cerium; d) Cerium precipitate was identified as
CeO2.xH2O.
- 15 -
byly stanoveny difúzní koeficienty aniontĤ
pravastatinu, které poskytují zásadní informace pro
popis Ĝízeného uvolĖování léþiva v organismu.
PodČkování:
Tato práce byla podpoĜena projektem GAýR
(projekt þ. 14-13368S).
Literatura:
Cunha, V., Petersen, P., Goncalves, M., Petrilli, H.,
Taviot-Gueho, CH., Leroux, F., Temperini, M.,
Constantino, V. (2012): Structural, Spectroscopic
(NMR, IR, and Raman), and DFT Investigation
of the Self-Assembled Nanostructure of
Pravastatin-LDH (Layered Double Hydroxides)
Systems, Chem. Mater., vol. 24, p. 1415í1425.
Panda, H. S., Srivastava, R., Bahadur, D (2009): Invitro release kinetics and stability of
anticardiovascular drugs-intercalated layered
double hydroxide nanohybrids, J. Phys. Chem.
B, vol. 113, p. 15090í15100.
Literatura:
Clearfield A.; Demadis K. (2012): Metal
Phosphonate Chemistry, RSC Publishing,
Cambridge, UK.
ýapková P.; Beneš L.; Melánová K.; Schenk H.
(1998): Structure Analysis of Intercalated
Zirconium
Phosphate
Using
Molecular
Simulation. J. Appl. Cryst, 31, 845-850
JARNÍ SEMINÁě
ýeská spoleþnost pro výzkum a využití jílĤ
poĜádá opČt ve spolupráci s katedrou chemické
fyziky a optiky Matematicko-fyzikální fakulty UK jarní
semináĜ, který se uskuteþní dne 12.5.2016 v 10,45
hod. na MFF UK, Ke Karlovu 3, 121 16 Praha 2 v
posluchárnČ M2 budovy MFF UK.
MOLEKULÁRNÍ SIMULACE DERIVÁTģ
ZIRKONIA OBSAHUJÍCÍCH
SULFOFENYLFOSFONÁTY
(MOLECULAR SIMULATIONS OF ZR
DERIVATIVES CONTAINING
SULFOPHENYLPHOSPHONATES)
Program semináĜe:
1) Dimitrios Papoulis (University of Patras,
Greece):
Clay-based nanocomposites possibilities
and limitations
Jakub Škoda1*), Miroslav Pospíšil1)
1)
Univerzita Karlova v Praze, Matematicko-fyzikální
fakulta, Katedra chemické fyziky a optiky, Ke Karlovu 3,
121 16, Praha 2, ýeská republika
(*)[email protected]
2) Konstantinos Nikolakopoulos (Univesity
of Patras, Greece):
Unmanned aerial vehicles for geological
and geoarcheological applications
Studiu fosfátĤ a fosfonátĤ zirkonia bylo
v posledních letech vČnováno mnoho úsilí kvĤli
jejich potenciálu pro uplatnČní v mnoha oborech
chemie materiálĤ, jako je fotochemie, molekulární
a chirální rozpoznávání, biotechnologie þi katalýza.
Struktura þistého fosfonátu zirkonia byla objasnČna
již v roce 1960, v poslední dobČ je však do jeho
mezivrství vkládáno množství rĤzných slouþenin pro
dosažení žádoucích vlastností výsledné struktury.
ObecnČ platí, že fosfáty zirkonia jsou nerozpustné
a špatnČ krystalizovatelné. Z tohoto dĤvodu je
obtížné odvodit jejich strukturální charakteristiky. Na
druhé stranČ nám souþasný pokrok ve vývoji
numerických metod pro poþítaþovou analýzu a
metod molekulárních simulací umožĖuje efektivnČ
Ĝešit tyto velké struktury v reálném þase.
Na základČ pĜedchozích studií byly analyzovány
(Clearfield, Demadis, 2012; ýapková et al., 1998)
struktury
derivátu
fosfonátu
zirkonia
se
sulfofenylovými
skupinami.
PĜítomnost
silnČ
kyselých skupin SO3H má zde za následek, že tyto
slouþeniny fungují jako dobré protonové vodiþe.
Optimalizované konformace struktur s minimálními
energiemi byly získány v modelovacím prostĜedí
Materials
Studio.
Rentgenové
difraktogramy
koneþných struktur s nejnižší potenciální energií
byly vypoþteny a porovnány s experimentálními daty
s cílem dosažení co nejlepší shody. Prezentovány
jsou výsledné optimalizované struktury vrstev
fosfonátĤ zirkonia obsahující molekuly sulfofenylĤ.
KNIHY A ýASOPISY
Tournassat Ch., Steefel C .I., Bourg I. C. and
Bergaya F. (eds.) (2015): Natural and Engineered
Clay Barriers, Volume 6, 432 stran, Elsevier, ISBN:
978-0-08-100027-4.
Na podzim 2015 vyšel další svazek série
Developments in Clay Science. Celá série si klade za
cíl zmapovat podrobné informace o všech aspektech
výzkumu jílĤ. Témata zahrnují celou škálu oborĤ od
geologie sedimentĤ, mineralogie, krystalografie,
geochemie, chemie, fyziky a koloidní vČdy po
aplikaci jílĤ v keramice a využití ve všech odvČtvích
prĤmyslu, geotechniky, zemČdČlství a životního
prostĜedí. Nový svazek se tentokrát vČnuje pĜírodním
a inženýrským jílovým bariérám.
Tento svazek vznikl jako sborník pĜíspČvkĤ pod
editorským vedením Tournassata Ch., Steefela C. I.,
Bourga I. C. a Bergayi F.
Na
následujících
Ĝádcích
nejdete
seznam
jednotlivých kapitol (þástí):
Chapter 1 – Surface Properties of Clay Minerals
Ch. Tournassat, I. C. Bourg, C. I. Steefel,
F. Bergaya
- 16 -
Ch
haptter 2 – Ads
A sorp
ptio
on of
o In
norg
ganic and
a
Org
gan
nic
So
olute
es by
b Clay
C y Minerals
s
M. Bo
oriso
overr, J. A. Dav
D vis
Jííly se
s použ
p žíva
ají ja
ako barriéry
y prro iz
zolaci sklád
s dekk
a kon
ntam
mino
ovan
ných
h lokalit. V prá
áci jsou
j u pĜe
eds
stave
enyy
jako dlo
ouho
odob
bá pam
mČĢĢová
á méd
m ia pro ukklád
dáníí
ne
ebezzpe
eþný
ých ma
ateriálĤ a rad
dioakktivn
ních
h od
dpa
adĤ,
dá
ále jjako
o tČ
ČsnČ
Ční v pĜípa
p adČ geolog
gick
kého
o ukklád
dáníí
CO
O2 ne
ebo skklad
dová
ání en
nerg
gie. V
Vlasttnos
sti jílĤ
po
odsttatnČ ovliv
o vĖujíí inttegrritu, úþiinno
ost a be
ezp
peþn
nostt
tČchto
o ap
plika
ací.
jassný po
Je
e dán
d
ohle
ed na zákklad
dní vla
astnosti
dníc
ch a inžžený
ýrsk
kých
h jílo
ovýc
ch barié
b ér a na to, jakk
pĜĜírod
tytto vvlas
stno
osti ovliivĖu
ují jejicch inže
enýrs
ské ap
plika
ace.
Je
edno
otliv
vé kapit
k toly
y se zamČĜĜují na rĤz
zné vlasstno
osti,
jako jjsou
u na
apĜ. hyd
drau
ulickká p
propustn
nostt, m
molekulá
árníí
diffúze
e,
vlastn
nostti
po
olop
propustn
né
m
mem
mbrá
ány,
ge
eoch
hem
mick
ká rea
aktiv
vita, a
adso
orpcce, rozzpouštČ
Ční.
Js
sou stu
udov
ván
ny i mech
m haniické
é vlastn
nostti jílový
ých
ba
ariérr a jak
j jsou
j u ov
vlivn
nČnyy jevvy, kterré se
e vyysky
ytujíí na
ro
ozhrraní jíl – vo
oda.
M tin ŠĢas
Mart
Š stnýý
haptter 3 – Che
C emical Condition
ns in Clay
C -Ro
ocks
s
Ch
Ch
h. To
ourn
nasssat, A. Vinsot,, E. C. Gau
uche
er,
S. Altm
man
nn
haptter 4 – Dissolutio
on Kine
K etic
cs off Cllay Min
nera
als
Ch
J. Cam
ma, J. Gan
G nor
haptter 5 – Sta
S bilitty of
o Clay
C
Barrie
ers Und
U der
Ch
Ch
hem
mica
al Pe
ertu
urba
ations
O. Bild
dste
ein, F. C
Clarret
haptter 6 – Self
S f-Diiffus
sion
n off Wa
aterr an
nd Io
ons
s
Ch
in Cla
ay Barr
B riers
s
I. C.
C Bour
B rg, Ch.
C Tou
urna
assa
at
Ch
haptter 7 – Gas
G s Trrans
sferr Th
hrou
ugh Cla
ay Barr
B riers
s
Am
man
nn-H
Hilde
enbrrand
d, B.M.
B
Kro
ooss
s, J.. Ha
arrin
ngto
on,
R. Cuss, C. Dav
D vy, F.
F Skoc
S czyla
as, E.
E Jaco
J ops,, N. Ma
aes
AKTUA
ALIT
TY
A
Ch
haptter 8 – Sem
S mipe
erm
meab
ble Memb
bran
ne
Prope
ertie
es and
a
Chemomech
haniicall Co
oupling
g in
ay Bar
B rrierrs
Cla
J. Gon
nçallvèss, P. M.. Ad
dler, P. Cos
senz
za,
A. Paz
zdniako
ou, G. de
d Mars
M sily
016
6
20
26
6th Goldsc
chm
midtt Co
onfe
eren
nce
26
6. þe
ervn
na – 1. þerrven
nce 201
16
Yo
okoham
ma, Jap
pons
sko
Ch
haptter 9 – Cou
C uple
ed The
T rmo
o-Hy
ydrro-M
Mechan
nica
al
Be
ehav
viorr of Natura
al and Eng
gine
eere
ed Clay
C y
Ba
arrie
ers
J. Ruttqvis
st
53
3. vý
ýroþní kon
nferrence Clay
C y Mine
M eral Soc
cietty
þe
erve
en 2016
6(?),
Georg
gia, US
SA
Ch
haptter 10
1 – Trrans
sport Prop
P pertties thrroug
gh
Pa
artia
ally Sattura
d Ch
harg
ged
d Me
emb
bran
nes
ated
an
nd Geop
G phy
ysic
ache
es
cal App
A proa
Al.Rev
vil
8. stĜĜedo
oevrop
pská
á jílo
ová
á ko
eren
nce (ME
ECC
C2016)
onfe
4.–8. þerrven
nce 201
16
Ko
ošicce, Slov
S venssko
Ch
haptter 11
1 – Up
ng Stra
S tegies forr Mo
odeling
g
pscalin
Cla
ay-R
Roc
ck Prop
P pertties
s
V. Ma
arry, B. Rottenb
berg
g
URO
OSO
OIL
EU
17
7.–2
22. þerv
þ vencce
Isttanb
bul, Tureckko
ww
ww..eurroso
oil20
016iistanbu
ul.orrg
umm
mary
y an
nd P
spe
ectiv
ve
Su
Pers
Ch
h. To
ourn
nasssat, C. I. Stee
S fel, I. C.
C Bo
ourg
g,
F. Berrgay
ya
6tth In
nterrnattion
nal Con
C ngre
ess on Ceram
mics
s (IC
CC6
6)
21
1.–2
25. srpn
s na 2016
2 6
Drrážć
ćany, NČm
N meck
ko
35
5. m
meziinárrodn
ní geol
g logiický
ongres
ý ko
27
7. srrpna
a – 4. záĜí
z 201
16
Ka
apské mČs
m sto, Jiho
oafrrická
á re
blika
a
epub
VII. In
ntern
natiiona
al Wor
W ksh
hop on lay
yere
ed m
mate
eria
als
5.–9. záĜĜí 20
016
Ku
utná
á Ho
ora, ýe
eská
á rep
publika
a
edo
olog
gick
ké dni 2016
2 6
Pe
7.–9. záĜĜí
udin
nce,, Slo
ovensk
ko
Du
th
5 Meditterrrane
ean Cla
ay Mee
M eting
g (M
MCM
M20
016))
25
5.–2
29. záĜí
z 2016
Çe
eúm
me u øzm
miru
u, Tu
urec
cko
Ko
onta
akt: ww
ww.m
mcm
m2016.o
org
W
Wate
er-R
Rock
k-Intera
action Sym
osiu
um WR
RI-15
5
mpo
16
6.–2
21. Ĝíjna
Ĝ a, 20
016
6
Ev
vora
a, Portu
P ugallsko
o
- 17 -
The 3rd Asian Clay Conference 2016
18.–20. listopadu 2016
Guangzhou, ýína
2017
7th International DTTG Workshop
Greifswald, NČmecko
54. výroþní konference Clay Mineral Society
kvČten 2017 (?)
Alberta, Kanada
International Clay Conference (ICC2017)
17.–21. þervence 2017
Granada, ŠpanČlsko
Kontakt: www.16icc.org
Vydává:
ýeská spoleþnost pro výzkum a využití jílĤ
V Holešoviþkách 41
182 09 Praha 8 - LibeĖ
tel.: 266 009 490, 233 087 233
Registraþní þíslo: MK ýR E 17129
7th International Meeting: Clays in Natural and
Engineered Barriers for Radioactive Waste
Confinement,
23.–26. záĜí 2017
Davos, Švýcarsko
Editor:
RNDr. Martin ŠĢastný, CSc. (Geologický ústav
AV ýR, v.v.i.)
e-mail: [email protected], [email protected]
2018
ýlenové redakþní rady:
prof. RNDr. JiĜí Konta, DrSc. (dĤchodce)
RNDr. Miroslav Pospíšil, Ph.D. (Matematicko-fyzikální fakulta UK)
Mgr. Jana Schweigstillová, Ph.D. (Ústav struktury
a mechaniky hornin AV ýR, v.v.i.)
prof. Ing. Petr Praus, Ph.D. (Technická univerzita –
VŠB Ostrava)
9. stĜedoevropská jílová konference (MECC2018)
21st World Congress of Soil Science (WCSS)
12.–17. ýervence
Rio de Janeiro, Brazílie
2019
8th International DTTG Workshop
Greifswald, NČmecko
Technický redaktor:
RNDr. Martin ŠĢastný, CSc.
EUROCLAY19
1.–5. þervence 2019
PaĜíž, Francie
Vychází: 2.5.2016
TištČná verze: ISSN 1802-2480
Internetová .pdf verze: ISSN: 1802-2499
- 18 -