velikost textu

Využití molekulárních simulací při komplexní strukturní analýze vrstevnatých materiálů

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Využití molekulárních simulací při komplexní strukturní analýze vrstevnatých materiálů
Název v angličtině:
Application of Molecular Simulations in Complex Structural Analysis of Layered Materials
Typ:
Disertační práce
Autor:
RNDr. Marek Veteška
Školitel:
RNDr. Miroslav Pospíšil, Ph.D.
Oponenti:
RNDr. Mgr. Jan Demel, Ph.D.
Ing. Jonáš Tokarský, Ph.D.
Konzultant:
prof. RNDr. Pavla Čapková, DrSc.
Id práce:
44321
Fakulta:
Matematicko-fyzikální fakulta (MFF)
Pracoviště:
Katedra chemické fyziky a optiky (32-KCHFO)
Program studia:
Fyzika (P1701)
Obor studia:
Biofyzika, chemická a makromolekulární fyzika (4F4)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
24. 9. 2015
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
strukturní analýza, molekulární simulace, interkalace, podvojný vrstevnatý hydroxid, pyrentetrasulfonová kyselina, montmorillonit, fenylfosfonát strontnatý
Klíčová slova v angličtině:
structure analysis, molecular simulations, intercalation, layered double hydroxide, pyrenetetrasulphonate acid, montmorillonite, strontium phenylphosphonate
Abstrakt:
Abstrakt Název práce: Využití molekulárních simulací při komplexní strukturní ana- lýze vrstevnatých materiálů Autor: RNDr. Marek Veteška Katedra: Katedra chemické fyziky a optiky Vedoucí disertační práce: RNDr. Miroslav Pospíšil, Ph.D., KChFO Abstrakt: Techniky molekulárních simulací byly použity spolu s experimentálními mě- řeními (rtg. difrakce, termogravimetrie, infračervená spektroskopie, elemen- tární analýza aj.) k objasnění strukturních charakteristik různých typů vrs- tevnatých materiálů. Vyřešena byla struktura Zn-Al-podvojného vrstevnatého hydroxidu interka- lovaného pyrentetrasulfonovou kyselinou. V závislosti na relativní vlhkosti vzorky vykazovaly rozdílná uspořádání s třemi rovinami molekul vody a buď s jednou, nebo dvěma rovinami pyrentetrasulfonových aniontů. Zároveň byla prokázána značná variabilita uspořádání aniontů. Zkoumáno bylo adsorpční chování přírodního a tetrametylamoniovými kati- onty modifikovaného montmorillonitu vůči anilinu a fenolu. Charakter ad- sorpce se lišil jak podle typu adsorbovaných molekul, tak podle typu ad- sorbentu. Významnou roli hrála rovina molekul vody přímo nad povrchem, která zprostředkovávala adsorpci anilinů. Přítomností tetrametylamoniových kationtů byla plocha roviny vody zmenšena, což snížilo adsorpci anilinů. Pří- tomnost kationtů naopak mírně zvětšila adsorpci fenolů. Byla vyřešena struktura fenylfosfonátu strontnatého interkalovaného dioly různé délky s hydroxylovými skupinami na terminálních uhlíkových atomech. U ethandiolů a propandiolů docházelo k silné interakci jedné z jejich hydroxy- lových skupin s dvěma atomy stroncia ve vrstvě; druhá hydroxylová skupina ethandiolů interagovala s jedním atomem stroncia, zatímco u propandiolů tvořila vodíkové můstky s molekulami vody u vrstvy. U delších diolů tvořily tyto vodíkové můstky obě hydroxylové skupiny; u butandiolů jen u jedné vrstvy, zatímco u diolů s více než šesti atomy uhlíku u protilehlých vrstev, přičemž dioly byly nataženy šikmo přes mezivrství. Klíčová slova: strukturní analýza, molekulární simulace, interkalace, pod- vojný vrstevnatý hydroxid, pyrentetrasulfonová kyselina, montmorillonit, fe- nylfosfonát strontnatý
Abstract v angličtině:
Abstract Title: Application of Molecular Simulations in Complex Structural Analysis of Layered Materials Author: RNDr. Marek Veteška Department: Department of Chemical Physics and Optics Supervisor: RNDr. Miroslav Pospíšil, Ph.D., Dept. of Chemical Physics and Optics Abstract: Techniques of molecular simulations were used together with experimental measurements (X-ray diffraction, thermogravimetry, infrared spectroscopy, elemental analysis and others) to clarify the structure properties of various types of layered materials. The structure of Zn-Al-layered double hydroxide intercalated by pyrenetetra- sulfonate acid was solved. Depending on the relative humidity, the samples showed different arrangements with three planes of water molecules and with either one or two planes of pyrenetetrasulfonate anions. At the same time considerable variability of anions arrangement was demonstrated. The adsorption behavior of natural montmorillonite and montmorillonite modified by tetramethylammonium cations in relation to aniline and phe- nol was explored. Adsorption features differed according to both the type of adsorbed molecules and the type of adsorbents. An important role was played by the plane of water molecules right above the surface which medi- ated adsorption of anilines. The water plane area was reduced by presence of tetramethylammonium cations which caused reduction of aniline adsorption. By contrast, the cations presence slightly increased adsorption of phenols. The structure of strontium phenylphosphonate intercalated by diols with dif- ferent length and with hydroxyl groups on the terminal carbon atoms was solved. Regarding ethanediols and propanediols, there was a strong interac- tion of one of their hydroxyl groups with two strontium atoms in the layer; the second hydroxyl group of ethanediol interacted with one strontium atom, while in propanediols the hydroxyl group formed hydrogen bonds with wa- ter molecules above the layer. For longer diols, both hydroxyl groups formed these hydrogen bonds; in butanediols towards only one layer, while in diols with more than six carbon atoms towards opposing layers, with the diols stretched diagonally across the interlayer. Keywords: structure analysis, molecular simulations, intercalation, layered double hydroxide, pyrenetetrasulphonate acid, montmorillonite, strontium phenylphosphonate
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce RNDr. Marek Veteška 10.43 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce RNDr. Marek Veteška 76 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky RNDr. Marek Veteška 75 kB
Stáhnout Posudek vedoucího RNDr. Miroslav Pospíšil, Ph.D. 29 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Mgr. Jan Demel, Ph.D. 376 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Jonáš Tokarský, Ph.D. 256 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 149 kB