Adsorbents and Catalysts 0600-S2-EN-W-AC

Treść wykładów:
Adsorpcja fizyczna i chemiczna. Klasyfikacja adsorbentów. Kryteria doboru adsorbenta. Charakterystyka podstawowych typów adsorbentów. Nowe rodzaje adsorbentów. Klasyfikacja katalizatorów i reakcji katalitycznych. Katalityczne właściwości związków metali przejściowych. Kataliza związków metaloorganicznych. Katalityczne właściwości makrocząsteczek. Kataliza na powierzchni ciał stałych i nanoporowatych. Katalizatory stałe kwasowo-zasadowe. Heterogenizacja katalizatorów metaloorganicznych. Nanomateriały w katalizie. Metody syntezy sorbentów, katalizatorów i ich nośników. Podstawowe metody badawcze sorbentów i katalizatorów. Omówienie wybranych zastosowań sorbentów i katalizatorów ze szczególnym uwzględnieniem zastosowań w ochronie środowiska
Laboratorium:
1. Wyznaczenie struktury porowatej sorbenta/katalizatora na podstawie niskotemperaturowej izotermy adsorpcji azotu.
2. Oznaczanie właściwości kwasowo-zasadowych sorbenta/katalizatora: I. Chemisorpcja NH3, II. Metody miareczkowe.
3. Wyznaczanie izoterm adsorpcji alkoholi z fazy gazowej na węglu aktywnym.
4. Wyznaczanie maksymalnej pojemności sorpcyjnej sorbentów metodą dynamiczną.
5. Adsorpcja cieczy. Usuwanie wybranych związków organicznych z wody. I. Odbarwianie roztworu. II. Usuwanie kwasu octowego z roztworu wodnego.
6. Badanie aktywności katalitycznej katalizatora kwasowo-zasadowego w reakcji rozkładu izopropanolu.
7. Pomiar aktywności katalitycznej katalizatorów aktywnych w reakcjach przeniesienia elektronu. I. Utlenianie H2SO3. II. Rozkład H2O2.

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (75 godz.): - udział w wykładach - 30 - udział w ćwiczeniach laboratoryjnych - 30 - konsultacje i praca z nauczycielem akademickim - 15 Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta (75 godz.): - przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych - 15 - przygotowanie sprawozdań – 28 - przygotowanie do egzaminu - 32 Łącznie: 150 godz. (6 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza

W1: Ma pogłębioną wiedzę chemii nowych materiałów – K_W02 W2: Posiada wiedzę w zakresie syntezy i charakterystyki wybranych katalizatorów i adsorbentów oraz ich praktycznego zastosowania – K_W03, K_W14 W3: Zna i rozumie podstawy teoretyczne różnych metod analitycznych i ich wykorzystanie w interpretacji wyników pomiarowych – K_W12

Efekty uczenia się - umiejętności

U1:– Potrafi przygotować stanowisko pracy i zaplanować proces syntezy określonego związku lub produktu chemicznego - K_U06, U2: Umie analizować wybrane rodzaje widm (np. IR, XPS) – K_U13

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1: potrafi współdziałać w zespole (przyjmując w nim różne role) i kreatywnie rozwiązywać problemy dotyczące badań naukowych oraz syntezy chemicznej.– K_K02, K2: Posiada świadomość możliwości praktycznego wykorzystania i znaczenia dla gospodarki związków chemicznych i nowych materiałów – K_K02

Metody dydaktyczne

Metody dydaktyczne podające: - wykład informacyjny (konwencjonalny) z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych. Metody dydaktyczne poszukujące: laboratorium: laboratoryjna – zajęcia laboratoryjne związane są z treściami programowymi przerabianymi na wykładzie. Student wykonuje zadania samodzielnie po przygotowaniu w oparciu o dostępną instrukcję oraz zalecaną literaturę. W oparciu o poczynione obserwacje i wyniki pomiarów student zapisuje stosowne równania reakcji, wykonuje obliczenia oraz wyciąga wnioski.

Wymagania wstępne

Brak

Koordynatorzy przedmiotu

W cyklu 2022/23Z:

Grzegorz Szymański
Marek Wiśniewski

W cyklu 2023/24Z:

Piotr Gauden
Marek Wiśniewski

Kryteria oceniania

Metody oceniania:
wykład - K_W01, K_W03, K_W12, K_U06, K_U13
ćwiczenia - K_W01, K_W03, K_W12, K_U06, K_U13

Kryteria oceniania:
Wykład: egzamin ustny; wymagany próg na ocenę dostateczną – 50-60%, 61-65 - dostateczny plus, 66-75% - dobry, 76-80% - dobry plus, 81-100% - bardzo dobry.
Ćwiczenia laboratoryjne: zaliczenie na ocenę na podstawie sprawozdań z wykonanych ćwiczeń; wymagany próg na ocenę dostateczną – 50-60%, 61-65 - dostateczny plus, 66-75% - dobry, 76-80% - dobry plus, 81-100% - bardzo dobry

Literatura

Zalecana literatura:
1. R.T. Yang, Adsorbents: Fundamentals and Applications, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, 2003.
2. D.D. Do, Adsorption Analysis: Equilibria and Kinetics, Imperial College Press, London, 1998.
3. F. Rouquerol, J. Rouquerol and K. Sing, Adsorption by Powders and Porous Solids, Academic Press, London, 1999.
4. J.A. Moulijn, P.W.N.M. van Leeuwen and R.A. Santen (editors), Catalysis: An Integrated Approach to Homogeneous, Heterogeneous and Industrial Catalysis, Elsevier, Amsterdam, 1993.
5. B. C. Gates, Catalytic Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1992.
6. J. F. Le Page (Editor), Applied Heterogeneous Catalysis: Design, Manufacture Use of Solid Catalysts, Editions Technip, Paris, 1978.
Additional literature:
1. E. J. Bottani and J.M.D. Tascon (Editors), Adsorption by Carbons, Elsevier, Amsterdam, 2008.
2. R.C. Bansal and M. Goyal, Activated Carbon Adsorption, CRC Press, Boca Raton, 2005.
3. K. W. Kolasinski, Surface Science: Foundations of Catalysis and Nanoscience, Second Edition, John Wiley & Sons, Inc., Chichester, 2008.
4. J. M. Thomas, W. J. Thomas, Principles and Practice of Heterogeneous Catalysis, VCH, Weinheim, 1997.

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 0600-S2-EN-W-AC w USOSweb