Elective courses 1 sem. Adsorbents and catalysts
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | C-MC.II1-AdsCat |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Elective courses 1 sem. Adsorbents and catalysts |
Jednostka: | Wydział Chemii |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
4.00
|
Język prowadzenia: | angielski |
Wymagania wstępne: | Podstawowa wiedza z zakresu chemii ogólnej, fizycznej, technologii chemicznej i metod spektroskopowych |
Godzinowe ekwiwalenty punktów ECTS: | Godziny kontaktowe (praca z nauczycielem akademickim) Wykład 30 godz Laboratorium 30 godz Łączna liczba godzin z nauczycielem akademickim 60 godz Liczba punktów ECTS z nauczycielem akademickim 2 Godziny bezkontaktowe (praca własna studenta) Studia literaturowe 10 godz Przygotowanie i udział w raportach 30 godz Przygotowanie i udział w egzaminie 20 godz Całkowita liczba godzin bezkontaktowych 60 godz Liczba punktów ECTS godzin bezkontaktowych 2 Łączna liczba punktów ECTS za moduł 4 |
Sposób weryfikacji efektów kształcenia: | Sposób weryfikacji efektów kształcenia na studiach drugiego stopnia zatwierdzonych na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXII-39.9/12 z dnia 25 kwietnia 2012 r. tj. od cyklu kształcenia 2012/2013 Praca pisemna (wykład) – W1-W6, U1, U2, U4, K2 – K4 Odpowiedzi ustne (laboratorium) - W2, W3, W5, W6, W7, U2, K3 Sprawozdania z ćwiczeń (laboratorium) - W2, U2, U3, U4, K1, K3 Sposób weryfikacji efektów kształcenia na studiach drugiego stopnia zatwierdzonych na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXIV-18.23/18 z dnia 27 czerwca 2018 r. tj. od cyklu kształcenia 2018/2019 Praca pisemna (wykład) – W1-W3, U1 – U3, K1 Odpowiedzi ustne (laboratorium) – W1, W2, U1, U2, U4, U5, K1 Sprawozdania z ćwiczeń (laboratorium) - W1, W2, U1, U2, U4, U5, K1 |
Pełny opis: |
Wykład obejmuje następujące tematy: Zjawisko adsorpcji, termodynamiczny opis zjawisk zachodzących na granicy faz, energia swobodna, pomiary wartości adsorpcji (równanie adsorpcji Gibbsa). Izotermy adsorpcji z fazy gazowej i ciekłej. Model adsorpcji jednowarstwowej (Langmuir). Adsorpcja wielowarstwowa na ciałach stałych z fazy gazowej (model Brunauera, Emmetta, Tellera). Równanie Kelvina. Kondensacja kapilarna i rozkłady wielkości porów. Adsorpcja z roztworów dwuskładnikowych. Różne rodzaje adsorbentów (żele krzemionkowe, węgle aktywne, zeolity, uporządkowane materiały mezoporowate, kompozyty polimerowo-krzemionkowe, nowoczesne adsorbenty o regularnej strukturze (MOF)) i ich właściwości fizykochemiczne, w tym wykorzystanie metod spektroskopowych. Zastosowania adsorbentów. Kataliza i katalizatory. Modele reagujących cząsteczek. Energetyczna część trzeciego ciała w reakcjach chemicznych. Formalna kinetyka heterogenicznych reakcji katalitycznych - reakcje mono- i bimolekularne. Mechanizmy katalitycznych reakcji dwucząsteczkowych. Etapy ograniczające szybkość reakcji katalitycznych. Eksperymentalne równania kinetyczne reakcji katalitycznych. Aktywny katalizator koncentruje się na powierzchni katalizatora i jego aktywności katalitycznej. Geometryczne, energetyczne i elektroniczne aspekty zjawisk katalizy heterogenicznej. Klasyfikacja katalizatorów heterogenicznych i charakterystyka głównych grup katalizatorów. Przygotowanie katalizatorów heterogenicznych - podstawowe etapy, metody przygotowania, operacje jednostkowe i procesowe przekształcanie prekursorów katalizatorów do ich ostatecznej formy (suszenie, kalcynacja, redukcja). Nowoczesne podejście do projektowania katalizatorów. Laboratorium obejmuje następujące zagadnienia: 'Adsorbenty' 1. Kinetyka desorpcji acetonu z porowatych materiałów krzemionkowych. 2. Kinetyka desorpcji diklofenaku sodowego z MCM-41 i Si60. 3. Kinetyka adsorpcji barwnika czerwieni koszenilowej na węglu aktywnym. 4. Ładunek powierzchniowy i punkt zerowego ładunku adsorbentów tlenkowych i ich mieszanin. 5. Wyznaczanie izotermy nadmiaru adsorpcji z roztworu binarnego na ciele stałym metodą statyczną. 'Katalizatory' 1. Przygotowanie katalizatorów metalicznych na nośniku 2. Synteza katalizatora uwodornienia dwutlenku węgla 3. Przykład kontroli ciśnienia w reaktorze katalitycznym. Zrozumienie pętli sterowania 4. Analiza termograwimetryczna hydratu wodorotlenku węglanu miedzi(II) lub katalizatorów na bazie niklu 5. Badania redukcji programowanej temperaturowo katalizatorów na bazie niklu i palladu 6. Uwodornienie dwutlenku węgla na katalizatorze na bazie Ni 7. Reformowanie parowe metanolu na katalizatorze na bazie Pd |
Literatura: |
1. Z. Sarbak, Adsorpcja i Adsorbenty, Teoria i zastosowanie, Wydawnictwo Naukowe UAM, Poznań 2000 2. Z. Sarbak Metody instrumentalne w badaniach adsorbentów i katalizatorów, Wydawnictwo Naukowe UAM, Poznań 2005 3. J.Ościk, Adsorpcja, PWN Warszawa (1983) 4. R.T. Yang, Adsorbents, Fundamentals and Applications, John Wiley & Sons, New Jersey, 2003 5. F. Rouquerol, J. Rouquerol, K. Sing, Adsorption by Powders and Porous Solids, Principles, Methodology and Application, Elsevier, 1999 6. P. Webb, C. Orr, Analytical Methods in Fine Particle Technology, Micromeritics Instrument, 1997 7. M. Bowker, The basis and application of heterogeneous catalysis, Oxford Univ. Press, 1998. 8. G.C. Bond, Heterogeneous catalysis (2nd edition), Oxford Univ. Press, 1987. 9. J.M. Campbell, Catalysis at Surfaces, Chapman and Hall, London 1988. 10. J.R.H. Ross, Heterogeneous catalysis. Fundamentals and applications, Elsevier, Amsterdam, 2012. 11. J.M. Thomas, W.J. Thomas, Principles and practice of heterogeneous catalysis, Wiley-VCH, Weinheim, 2015. 12. Notatki z wykładów. |
Efekty uczenia się: |
Na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXII-39.9/12 z dnia 25 kwietnia 2012 r. tj. od cyklu kształcenia 2012/2013 WIEDZA W1. Absolwent posiada pogłębioną wiedzę z zakresu wytwarzania, charakterystyki oraz zastosowania adsorbentów i katalizatorów oraz rozumie ich znaczenie dla postępu nauk ścisłych i przyrodniczych, i rozwoju cywilizacji K_W01 W2. Absolwent zna podstawy i możliwości najważniejszych technik analitycznych i ma rozszerzoną wiedzę na temat wyboru odpowiedniej metody analitycznej do badania adsorbentów i katalizatorów K_W03 W3. Absolwent posiada rozszerzoną wiedzę na temat różnorodnych zjawisk występujących na granicy faz w tym specjalistyczna wiedzę na temat pojęć i zjawisk adsorpcyjnych i katalitycznych K_W10 W4. Absowent posiada wiedzę na temat oddziaływań międzycząsteczkowych K_W11 W5. Absolwent zna podstawy fizykochemiczne i podstawowe pojęcia wybranych technik spektralnych K_W15 W6. Absolwent zna teoretyczne podstawy funkcjonowania aparatury naukowej wykorzystywanej do badań procesu adsorpcji i katalizy jak i do charakterystyki adsorbentów i katalizatorów K_W16 W7. Absolwent zna zasady bezpieczeństwa i higieny pracy w stopniu pozwalającym na samodzielną pracę na stanowisku badawczym lub pomiarowym K_W17 UMIEJĘTNOŚCI U1. Absolwent potrafi samodzielnie zaplanować tok analizy instrumentalnej, dokonać wyboru odpowiedniej techniki analitycznej, wykonywać proste badania naukowe w tym przygotowywać odpowiednie zestawy przyrządów oraz zinterpretować wyniki badań uzyskane dla adsorbentów i katalizatorów przy zastosowaniu wybranych technik badawczych K_U01, K_U02, K_U03, K_U27 U2. Absolwent potrafi opisać zarówno jakościowo jak i ilościowo szereg zjawisk międzyfazowych w tym zjawiska adsorpcji i katalizy K_U07, K_U10 U3. Absolwent potrafi zastosować posiadaną wiedzę dotyczącą procesów adsorpcji i katalizy oraz adsorbentów i katalizatorów do rozwiązywania problemów o średnim poziomie złożoności zarówno w zakresie teoretycznym jak i praktycznym K_U16 U4. Absolwent potrafi utworzyć opracowania i raporty przedstawiające osiągnięte rezultaty w trakcie wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych obejmujących badanie procesów adsorpcji i katalizy i posiada umiejętność przygotowania obszernych prac pisemnych dotyczących adsorbentów i katalizatorów K_U24, K_U25 KOMPETENCJE SPOŁECZNE K1. Potrafi pracować zespołowo; rozumie konieczność pracy zespołowej w badaniach adsorbentów i katalizatorów K_K02 K2. Potrafi formułować zagadnienia służące dalszemu pogłębianiu jego wiedzy K_K03 K3. Rozumie ważność pozyskiwania informacji naukowych w literaturze z wykorzystaniem komputerowych baz danych K_K05 K4. Rozumie społeczne i środowiskowe aspekty rozwoju i praktycznego wykorzystania adsorbentów i kompozytów K_K06 Na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXIV-8.23/18 z dnia 27 czerwca 2018 r. tj. od cyklu kształcenia 2018/2019 WIEDZA W1. Zna i rozumie w pogłębiony sposób wybrane fakty, teorie i zjawiska oraz metody z zakresu wytwarzania, charakterystyki oraz zastosowania adsorbentów i katalizatorów K_W01 W2. Zna i rozumie w pogłębionym stopniu specyfikę adsorbentów i katalizatorów oraz najnowsze osiągnięcia i kierunki w rozwoju metod wytwarzania, charakterystyki oraz zastosowania adsorbentów i katalizatorów K_W03, K_W04 W3. Zna i rozumie miejsce i znaczenie adsorbentów i katalizatorów dla postępu nauk ścisłych i przyrodniczych, poznania świata i rozwoju cywilizacji K_W07 UMIEJĘTNOŚCI U1. Potrafi zastosować zdobytą wiedzę w zakresie wytwarzania, charakterystyki oraz zastosowania adsorbentów i katalizatorów do pokrewnych dziedzin nauki i dyscyplin naukowych K_U01 U2. Potrafi formułować i rozwiązywać złożone i nietypowe problemy z zakresu wytwarzania, charakterystyki oraz zastosowania adsorbentów i katalizatorów w nowych sytuacjach poprzez: właściwy dobór źródeł oraz informacji z nich pochodzących, dokonywanie oceny, analizy, syntezy oraz interpretacji i prezentacji tych informacji oraz poprzez dobór i stosowanie właściwych metod i narzędzi, w tym zaawansowanych technik informacyjno-komunikacyjnych (ICT) K_U02 U3. Potrafi komunikować się ze zróżnicowanymi kręgami odbiorców, odpowiednio uzasadniać stanowisko w debatach z zakresu wytwarzania, charakterystyki oraz zastosowania adsorbentów i katalizatorów. K_U03 U4. Posiada umiejętność pracy samodzielnej i w grupie, potrafi kierować pracą zespołu, planować, kierować i realizować różne zadania z zakresu wytwarzania, charakterystyki oraz zastosowania adsorbentów i katalizatorów K_U05 U5. Potrafi rozwijać wiedzę i pogłębiać umiejętności praktyczne związane z wytwarzaniem, charakterystyką oraz zastosowaniem adsorbentów i katalizatorów K_U06 KOMPETENCJE SPOŁECZNE K1. Jest gotów do krytycznej oceny odbieranych treści i uznawania znaczenia wiedzy chemicznej w rozwiązywaniu problemów poznawczych i praktycznych. K_K03 |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2024/2025" (zakończony)
Okres: | 2024-10-01 - 2025-02-03 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Agnieszka Kierys, Janusz Ryczkowski | |
Prowadzący grup: | Teresa Bandosz, Agnieszka Kierys, Janusz Ryczkowski, Andrzej Sienkiewicz, Witold Zawadzki | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie.