Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Zavřít

Vyhledávání

Příprava materiálů a zhodnocování odpadů

Katalytická oxidace VOC

Příprava a vývoj a testování různých makroskopických forem katalyticky aktivních nanostrukturovaných materiálů pro oxidaci Cl-VOC a VOC z odpadních plynů.

Příprava fotokatalyzátorů

Příprava foto/katalyticky aktivních tenkých filmů (tloušťky řádově desítky až stovky nanometrů) deponovaných na různých typech nosičů (keramických pěnách, skle, Si destičkách) metodami sol-gel a dip-coating. Příprava a vývoj různých makroskopických forem fotokatalyticky aktivních nanostrukturovaných materiálů pro rozklad organických látek v odpadních vodách či s antibakteriálními vlastnostmi.

Sorbenty pro čištění plynů

Příprava a vývoj účinných sorbentů pro záchyt VOC, NH3 a CO2 z odpadních plynů či bioplynu.

Superkritická extrakce biomasy

Zhodnocování biomasy pomocí superkritického CO2 na přírodní látky s přidanou hodnotou.

Mikrovlnné zhodnocování odpadů

Zhodnocování biomasy a polymerního odpadu pomocí mikrovln na technologicky a energeticky využitelné materiály a složky (biouhel, aktivní uhlí, komposity, vodík, metan, bioplyn).

Texturní charakterizace materiálů

Texturní charakterizace pevných materiálů, včetně nízkopovrchových (např. biouhlu, aktivního uhlí, zeolitů, MOF, oceli, keramiky, zubních implantátů, kompositů a dalších) a korelace stanovené textury materiálu s technologickými kroky jeho výrobního procesu, návrhy na úpravu změn v technologickém procesu výroby s cílem dosažení požadovaných texturních vlastností materiálu.

Popis výzkumné skupiny

Skupina se zabývá designem různých typů nanostrukturovaných materiálů v různých makroskopických formách, z anorganických prekursorů i dostupných odpadních materiálů, zejména pro adsorpci a katalytickou oxidaci organických polutantů, NH3 a CO2 z odpadních plynů a vod a fotokatalytické snižování skleníkových plynů. K přípravě materiálů a zhodnocení odpadů využívá vedle konvenčních chemických přístupů a procesů/technologií také nekonvenčních procesů/technologií pracujících se superkritickými tekutinami, podkritickou vodou a přehřátými rozpouštědly, či mikrovlnami. Realizovaný materiálový a experimentální výzkum v rámci skupiny je doplněn i o teoretické poznatky z oblasti molekulárního modelování. Rovněž poskytuje komplexní analytický servis v oblasti stanovení texturních vlastností materiálů.

Klíčová slova

# design nanomateriálů

# nanostrukturované katalyzátory, fotokatalyzátory a sorbenty

# prášky, tenké vrstvy, monolity/aerogely

# zhodnocení biomasy a polymerních odpadů

# zelené vysokotlaké technologie

# extrakce superkritickým CO2 s jeho recyklací

# hydrotermální zpracování

# mikrovlnná pyrolýza

# přírodní látky s přidanou hodnotou (aminokyseliny)

# energeticky a technologicky využitelné složky (vodík, metan, bioplyn)

# odstraňování těkavých organických látek, NH3 a CO2

# adsorpce

# katalytická oxidace

# charakterizace materiálů

# molekulární modelování

Ing. Lenka Matějová, Ph.D.

Ing. Lenka Matějová, Ph.D.

Vedoucí výzkumné skupiny

E-mail: lenka.matejova@vsb.cz
Tel.: +420 596 997 310
Místnost: ET312
Profil

Cíle a zaměření

Výzkumné aktivity a projekty

Research Excellence For REgion Sustainability and High-tech Industries (REFRESH)

  • Projekt č. CZ.10.03.01/00/22_003/0000048
  • Poskytovatel: Ministerstvo životního prostředí
  • Doba řešení: 2022 - 2027
  • Hlavní řešitel: prof. Ing. Igor Ivan, Ph.D. 
  • Výzkum katalytických materiálů pro snižování emisí dusíkatých látek z průmyslových a energetických zdrojů.NPO – výzkum katalytických systémů pro oxidaci CO a VOC určených pro využití v lokálních topeništích.

Inovativní technologie pro čistší Ostravsko!!!

  • Projekt OP JAK č. CZ.02.01.01/00/23_021/0008588
  • Poskytovatel: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
  • Doba řešení: 2025 - 2028
  • Hlavní řešitel: Obalová Lucie prof. Ing., Ph.D.
  • Vývoj a studium nosičových katalyzátorů pro oxidaci NH₃ a vysokoteplotní katalytické materiály pro rozklad oxidů dusíku, se zaměřením na stabilitu a účinnost v náročných provozních podmínkách.

Nekonvenční příprava zeolitů a hybridních zeolit-uhlíkatých struktur pro katalytické a sorpční aplikace

  • Projekt č. 8J25FR017
  • Poskytovatel: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
  • Doba řešení: 2025 - 2026
  • Hlavní řešitel: Matějová Lenka Ing., Ph.D.
  • Česko-francouzský projekt vyvíjí nové metody přípravy zeolitů a zeolit-uhlíkatých materiálů z odpadní biomasy EU. Tyto struktury slouží ke krakování uhlovodíků a k zachytávání těkavých organických látek (VOC).

Doctoral Program of Science with a mention in Physics

  • Projekt č.E077-2023-01-BM
  • Poskytovatel: CONCETYC
  • Doba řešení: 2024-2027
  • Hlavní řešitel: Matějová Lenka Ing., Ph.D.
  • Doktorský program pro podporu studia peruánských studentů na VŠB-TUO

Metodologie

  • Precipitace, ko-precipitace, sol-gel, templátování, impregnace, alkalické tavení, mechanické míchání
  • Dip-coating
  • Kalcinace
  • Sušení či extrakce superkritickým CO2 bez/s modifikátorem až do 1000 bar
  • Hydrotermální zpracování až do 600 bar
  • Zpracování přehřátými rozpouštědly až do 600 bar
  • Mikrovlnná a konvenční pyrolýza
  • Mikrovlnný rozklad
  • Katalytická oxidace Cl-VOC a VOC
  • Adsorpce VOC, NH3 a CO2
  • Fotokatalytická oxidace organických látek
  • Molekulární modelování
  • Texturní, mikro/strukturní a povrchová charakterizace pevných materiálů
  • Online FTIR
  • UV-vis optovláknovým spektrometrem in-situ i v kyvetě
  • UV-vis měření tenkých vrstev
  • Volumetrická fyzisorpce inertních plynů (N2, Kr) při 77 K
  • Volumetrická chemisorpce CO2, CO a H2
  • Lyofilizace

Oblasti výzkumu

Příprava a vývoj různých makroskopických forem katalyticky aktivních nanostrukturovaných materiálů pro oxidaci Cl-VOC a VOC z odpadních plynů.

Příprava foto/katalyticky aktivních tenkých filmů (tloušťky řádově desítky až stovky nanometrů) deponovaných na různých typech nosičů (keramických pěnách, skle, Si destičkách) metodami sol-gel a dip-coating.

Příprava a vývoj účinných sorbentů pro záchyt VOC, NH3 a CO2 z odpadních plynů či bioplynu.

Příprava a vývoj různých makroskopických forem fotokatalyticky aktivních nanostrukturovaných materiálů pro rozklad organických látek v odpadních vodách či s antibakteriálními vlastnostmi.

Zhodnocování biomasy pomocí superkritického CO2 na přírodní látky s přidanou hodnotou.

Zhodnocování biomasy a polymerního odpadu pomocí mikrovln na technologicky a energeticky využitelné materiály a složky (biouhel, aktivní uhlí, komposity, vodík, metan, bioplyn).

Texturní charakterizace pevných materiálů, včetně nízkopovrchových (např. biouhlu, aktivního uhlí, zeolitů, MOF, oceli, keramiky, zubních implantátů, kompositů a dalších) a korelace stanovené textury materiálu s technologickými kroky jeho výrobního procesu, návrhy na úpravu změn v technologickém procesu výroby s cílem dosažení požadovaných texturních vlastností materiálu.

Služby

  • Příprava různých makroskopických forem foto/katalyticky aktivních nanostrukturovaných oxidů na bázi přechodných kovů, lanthanoidů a vzácných kovů konvenčními chemickými metodami, dip-coatingem a kalcinací a nekonvenčně využitím podkritických a superkritických tekutin.
  • Příprava uhlíkatých a kompositních sorbentů z různých odpadních materiálů mikrovlnnou a konvenční pyrolýzou a její optimalizace.
  • Zhodnocení polymerních odpadů pomocí mikrovlnné pyrolýzy na energeticky a technologicky využitelné složky.
  • Zhodnocení biomasy extrakcí superkritickým CO2 bez/s modifikátorem na přírodní látky s přidanou hodnotou.
  • Lyofilizace (sušení mrazem) materiálů.
  • Stanovení textury pevných látek/materiálů (tj. specifického povrchu, distribuce velikosti pórů mikro-mesoporézní struktury) fyzisorpcí dusíku a kryptonu při 77 K, realizované na plně automatizovaném fyzisorpčním zařízení s vakuem až do p/p0=10-9. Interpretace naměřených výsledků.
  • Testování sorpční kapacity nanostrukturovaných materiálů v sorpci VOC a NH3 z odpadního plynu s využitím online FTIR.
  • Testování aktivity, selektivity a stability nanostrukturovaných materiálů/katalyzátorů v katalytické oxidaci chlorovaných VOC (Cl-VOC) z odpadního plynu s využitím online FTIR.
  • Testování fotoaktivity nanostrukturovaných materiálů ve fotokatalytickém rozkladu organických látek (barviv) z vod s využitím UV-vis.
  • Korelace výsledků foto/katalytického a sorpčního testování s mikro/strukturou testovaných materiálů.

Výsledky a aplikace

Výsledkem výzkumných aktivit jsou nové a optimalizované nanostrukturované materiály, katalyzátory, fotokatalyzátory a sorbenty spolu s technologickými postupy pro jejich přípravu, charakterizaci a praktické využití. Vyvíjená řešení nacházejí uplatnění zejména při čištění odpadních plynů a vod, zachycování a transformaci polutantů a skleníkových plynů, zhodnocování biomasy a polymerních odpadů a získávání materiálů, chemických látek a energeticky využitelných produktů s vyšší přidanou hodnotou. Výsledky jsou směřovány k aplikacím v environmentálních, energetických a průmyslových technologiích a k transferu vyvinutého know-how do aplikační praxe.

Vybrané publikace

Partneři

Karlova Univerzita
University of Oulu
University of Strasbourg
National University of Engineering in Lima
National University of Tumbes
RPG Recycling, s.r.o.
Těšínské Jatky Holding, s.r.o.
Elvac Ekotechnika, s.r.o.

Kontakty

Ing. Jankovská Zuzana, Ph.D.

VaV pracovník (9350)
VaV pracovník (9353)
zuzana.jankovska@vsb.cz
+420 596 997 315

Malhi Haripal Singh

VaV pracovník (9350)
VaV pracovník (9353)
haripal.singh.malhi@vsb.cz
+420 596 997 317

Ing. Matějová Lenka, Ph.D.

Vedoucí útvaru (9353)
Vedoucí výzkumné skupiny Příprava materiálů a zhodnocování odpadů (9350)
VaV pracovník (9350)
lenka.matejova@vsb.cz
+420 596 997 310
ET312, 17. listopadu 2172/15 (mapa)
708 00 Ostrava - Poruba

Ing. Šlachtová Adéla

Student Ph.D. (9350)
Ph.D. student (9353)
adela.slachtova@vsb.cz
+420 596 997 321
ET318, 17. listopadu 2172/15 (mapa)
708 00 Ostrava - Poruba

Ing. Troppová Ivana, Ph.D.

VaV pracovník (9350)
VaV pracovník (9353)
ivana.troppova@vsb.cz
+420 596 997 307

Ing. Vaštyl Michal, Ph.D.

VaV pracovník (9350)
VaV pracovník (9353)
michal.vastyl@vsb.cz
+420 596 997 319