P O L I T E C H N I K A Ś L Ą S K A WYDZIAŁ CHEMICZNY KATEDRA CHEMI NIEORGANICZNEJ, ANALITYCZNEJ I ELEKTROCHEMII UL. B. KRZYWOUSTEGO 6 44-100 GLIWICE T:+48 32 237 13 83 T:+48 32 237 25 37 F:+48 32 237 22 77 rch1@polsl.pl N I P : 6 3 1-020- 07-3 6 / R E G O N : 0 0 0 0 0 1 6 3 7 / I N G B A N K Ś L Ą S K I S A O / G L I W I C E / N R R A C H U N K U : 6 0 1 0 5 0 1 2 3 0 1 0 0 0 0 0 0 2 0 2 1 1 3 0 5 6 Gliwice, 28.04.2015r. Propozycje tematów prac magisterskich na rok akademicki 2015/2016 Lp. Temat projektu Krótki opis prof. dr hab. Irena Staneczko-Baranowska, opiekun mgr inż. J. Hejniak 1. Oznaczanie aktywności antyutleniających wybranych flawonoidów w surowcach i produktach roślinnych używanych w medycynie ludowej 2. Porównanie metod wydzielania roślinnych antydepresantów z próbek naturalnych i przetworzonych dr inż. Hanna Barchańska 1. Wybrane rośliny wodne jako biosorbenty pestycydów z wód powierzchniowych 2. Techniki woltamperometryczne w oznaczaniu sulkotrionu i produktów jego degradacji dr inż. Bartosz Kowalski 1. Oznaczanie wybranych środków opóźniających palenie (FR) w kurzu Flawonoidy występują w różnego rodzaju środkach leczniczych. Stosowanych tradycyjnie w medycynie ludowej. Przebadane zostaną właściwości antyoksydacyjne tych związków, w zależności od formy stosowanych preparatów. Przebadane zostaną nowoczesne metody wydzielania i zatężania wybranych glikozydów i aglikonów polifenoli. Określone zostaną wydajności ekstrakcji i przebadane wpływy substancji dodatkowych w produktach przetworzonych (sokach, syropach, tabletkach) na procesy wydzielania składników aktywnych. Celem pracy będzie określenie efektywności stosowania wybranych roślin wodnych do usuwania pozostałości pestycydów z wód powierzchniowych. Badania prowadzone będą w układach modelowych, umożliwiających określeniu wpływu wybranych parametrów wody (ph, zasolenia, ChZT) na sorpcję pestycydów przez rośliny. Prowadzone będą badania podstawowe nad woltamperometrycznym oznaczaniem sulkotrionu i produktów jego degradacji. Określony zostanie wpływ rodzaju elektrolitu podstawowego oraz parametrów pomiarowych (potencjału początkowego i końcowego, potencjału i czasu kondycjonowania oraz szybkości zmiany potencjału) na wybrane parametry walidacyjne. Oznaczenia prowadzone będą na elektrodzie z węgla szklistego. Celem pracy będzie opracowanie metod ekstrakcji umożliwiających wydzielenie wybranych środków opóźniających palenie z próbek kurzu. Opracowana metoda zostanie wykorzystana do oznaczania wybranych związków w próbkach kurzu domowego i z miejsc pracy
2. Oznaczanie wybranych pierwiastków w próbkach włosów ludzkich dr inż. Danuta Matysek-Majewska 1. Zastosowanie techniki AAS do oznaczania śladowych zawartości cynku, żelaza i miedzi w dostępnych na rynku przyprawach do potraw 2. Oznaczanie zawartości wybranych, cennych dla konsumenta pierwiastków śladowych w kawach zbożowych z wykorzystaniem metody AAS dr inż. Sylwia Magiera 1. Opracowanie metody wydzielania i oznaczania wybranych leków przeciwkrzepliwych z próbek biologicznych 2. Badania nad zastosowanie cieczy jonowych do izolacji flawonoidów z soków owocowych Celem pracy będzie opracowanie metod rozkładu próbek włosów ludzkich w celu oznaczenia ich technikami F- AAS, ET-AAS i DPV-HMDE. Opracowane metody zostaną zastosowane do oznaczenia pierwiastków w próbkach włosów pochodzących od różnych osób i wyciągnięciu wniosków o zawartości pierwiastków w zależności od stylu życia. W pracy przewiduje się wykonanie wnikliwych studiów literaturowych na temat analizy suszonych warzyw, mieszanek warzywnych i ich analizy na zawartość wymienionych w temacie pierwiastków śladowych. Zostanie opracowana procedura postępowania w celu oznaczenia śladów w tych materiałach, będą oznaczone ich zawartości i ich porównanie dla produktów pochodzących od różnych producentów. W ramach pracy przewiduje się wykonanie studium literaturowego na temat otrzymywania kawy zbożowej, jej zalet dietetycznych oraz metod analitycznych stosowanych w odniesieniu do oceny jakości tego produktu. Zostanie opracowana procedura analityczna dla oznaczania śladów produktach proponowanych na rynku śląskim oraz porównanie ich zawartości dla produktów pochodzących od różnych producentów. Proponowana praca dyplomowa obejmuje: zapoznanie się z literaturą na nt. metod wydzielania i oznaczania wybranych leków przeciwkrzepliwych z próbek biologicznych, opracowanie warunków chromatograficznego rozdzielania wybranych leków, badanie efektywności ekstrakcji z zastosowaniem różnych technik przygotowania próbek, zastosowanie chemometrycznych metod planowania eksperymentu Proponowana praca dyplomowa obejmuje: zapoznanie się z literaturą na nt. zastosowania cieczy jonowych w celach izolacji analitów (w tym flawonoidów) z próbek rzeczywistych, opracowanie warunków chromatograficznego rozdzielania wybranych flawonoidów, badanie efektywności ekstrakcji wybranych flaowonoidów z zastosowaniem cieczy jonowych, zastosowanie opracowanej procedury do wydzielania i oznaczania flawonoidów w sokach owocowych. - 2 -
dr inż. Piotr Markowski 1. Zastosowanie czujnika GCE/Nafion/MWCNTs w analizie wybranych niesteroidowych leków przeciwzapalnych 2. Oznaczanie L-argininy oraz jej głównych metabolitów technikami woltamperometrycznymi Niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ) należą do najczęściej stosowanych leków w przypadkach bólu i stanów zapalnych, a małe dawki tych leków są dostępne bez recepty. Do najbardziej powszechnych leków z grupy NLPZ należą: aspiryna, ibuprofen, ketoprofen, flurbiprofen oraz naproksen. Celem pracy jest opracowanie nowych metod woltamperometrycznych z wykorzystaniem czujnika GCE/Nafion/MWCNTs do identyfikacji oraz oznaczania wybranych niesteroidowych leków przeciwzapalnych. W ramach badań wyznaczone zostaną następujące parametry pomiarowe (m.in.: szybkość zmian potencjału, potencjały początkowy i końcowy, czasy i potencjały zatężania). Planowane badania obejmą także wyznaczenie następujących parametrów: liniowości, granic wykrywalności i oznaczalności, precyzji, dokładności oraz odzysków. W ramach badań zostaną także porównane wyniki otrzymane w trakcie oznaczania analitów na elektrodzie niemodyfikowanej oraz na czujniku GCE/Nafion /MWCNTs. Jednym z najczęściej badanych aminokwasów białkowych jest L-arginina. Szczególnie duże zainteresowanie badaniem szlaków metabolicznych L-argininy z uwolnieniem NO nastąpiło od czasu, gdy w 1998 roku R. Furghott, L. Ignaro i F. Murad otrzymali Nagrodę Nobla z dziedziny medycyny za badania nad udziałem NO w reakcjach naczyniowo-ruchowych. Badania wstępne będą polegały na sprawdzeniu możliwości zastosowania technik woltamperometrycznych do oznaczania L-argininy oraz jej metabolitów. Badania prowadzone będą w całym zakresie ph elektrolitów podstawowych na różnych elektrodach pracujących (elektrodzie z węgla szklistego, złotej oraz platynowej). W ramach badań wyznaczone zostaną parametry pomiarowe układów woltamperometrycznych. Przeprowadzona zostanie walidacja opracowanych procedur analitycznych oznaczeń L-argininy oraz jej głównych metabolitów. - 3 -
dr inż. Joanna Płonka 1. Wpływ procesów przetwórczych na wybrane parametry jakościowe pasz mokrych 2. Zastosowanie fluorescencyjnej spektrometrii rentgenowskiej w badaniach nad fitoremediacją wybranych metali z wód powierzchniowych dr inż. Celina Pieszko 1. Porównanie metod oznaczania hydroksykwasów i próbka je zawierających Jakość pasz mokrych zależy nie tylko od stosowanego surowca, lecz również od sposobu jego przetworzenia. W ramach pracy podjęte zostaną badania nad wpływem stosowanej procedury przetwórczej surowca paszowego (metody biologiczne i chemiczne) na wybrane parametry fizykochemiczne świadczące o jakości otrzymanego produktu. Fitoremediacja jest to metoda alternatywna oczyszczania wód powierzchniowych z zanieczyszczeń. W ramach pracy podjęte zostaną badania nad określeniem stopnia wchłaniania przez wybrane rośliny wodne wybranych metali będących zanieczyszczeniami wód powierzchniowych. Analiza wielopierwiastkowa tkanek roślinnych wykonywana będzie z zastosowaniem fluorescencyjnej spektrometrii rentgenowskiej (XRF). Hydroksykwasy są jednymi z najbardziej rozpowszechnionych związków w żywności i kosmetykach na bazie owoców. Polihydroksykwasy jako nowa generacja alfa-hydroksykwasów powinny ulegać podobnym reakcjom. W pracy zostaną podjęte próby oznaczenia wymienionych kwasów podobnymi metodami analitycznymi. 2. Formaldehyd w kosmetykach Formaldehyd występuje powszechnie w kosmetykach wszelkiej maści od szamponów, po żele pod prysznic, kremy, balsamy do ciała, płyny do jamy ustnej, kosmetyki kolorowe (pudry, podkłady), zaś na lakierach i odżywkach do paznokci kończąc. Formaldehyd jest bardzo dobrym konserwantem i jednocześnie uważany jest za środek alergujący, dlatego celem pracy są próby jego oznaczania. dr hab. inż. Marian Turek prof. Pol. Śl. 1. Nowe przekładki dystansujące Przekładki dystansujące stosowane są w modułach membranowych do oddzielenia membran oraz polepszenia warunków wymiany masy w warstwie przymembranowej. W pracy przewidziano badania nad zastosowaniem nowych przekładek dystansujących w płaskich i spiralnie zwijanych modułach do odwróconej osmozy. (praca eksperymentalna) - 4 -
Dr hab. inż. Piotr Dydo, prof. Pol. Śl./ mgr inż. Dorota Babilas 1. Badania nad zastosowaniem elektrodializy do odzyskiwania jonów wybranych metali przejściowych z roztworów galwanizerskich dr inż. Krzysztof Mitko 1. Transport wody przez membrany jonowymienne 2. Usuwanie metali ciężkich metodą ekstrakcji membranowej dr inż. Joanna Kluczka 1. Zastosowanie materiału z hałdy do usuwania Cd, Pb i Zn z roztworów wodnych 2. Badanie sorpcji jonów na żywicach polimerowych funkcjonalizowanych N-metylo-D-glukaminą Ze względu na postępujące zagrożenie zanieczyszczenia środowiska naturalnego metalami ciężkimi, w ostatnich latach zaobserwowano coraz większe zainteresowanie odzyskiem jonów metali z roztworów technologicznych. Jedną z metod, która może zostać wykorzystana do oczyszczania wód popłucznych i ścieków z zakładów galwanizerskicjh jest elektrodializa. W związku z tym w ramach realizacji pracy magisterskiej zostaną wykonane badania nad efektywnością usuwania jonów wybranych metali przejściowych ze ścieków lub roztworów pogalwanizerskich metodą elektrodializy. Elektrodializa może być stosowana do zatężania wodnych roztworów soli, stosowanych przy produkcji soli warzonej czy w przemyśle chloro-alkalicznym. Maksymalne stężenie limitowane jest jednakże ilością wody, przechodzącej przez membrany. W pracy przewidziano badania nad wpływem stężenia i typu (NaCl, CaCl 2, MgCl 2, Na 2 SO 4 ) elektrolitu na osmotyczny i elektroosmotyczny transport wody przez membrany jonowymienne. (praca eksperymentalna) Ekstrakcja membranowa jest techniką separacji, w której faza organiczna (nośnik) zatrzymana jest w porach membrany, umieszczonej pomiędzy roztworem zasilającym, a odbierającym. Ekstrahowany składnik przenika z roztworu zasilającego przez immobilizowany w porach membrany nośnik do roztworu odbierającego. W pracy przewidziano badania nad transportem wybranych jonów metali ciężkich (Pb 2+, Cd 2+, CrO 4 2- ) przez tak przygotowaną membranę. (praca eksperymentalna) Zakres pracy: przegląd literatury na temat usuwania jonów kadmu, ołowiu i cynku z wód i ścieków (praca przejściowa), analiza chemiczna materiału z hałdy po górnictwie rud żelaza, sorpcja jonów metali przy użyciu materiału z hałdy; badanie wpływu ph, kinetyki i równowagi procesu sorpcji. Zakres pracy: przegląd literatury na temat sorpcji kationów i anionów na funkcjonalnych żywicach NMDG (praca przejściowa), badanie sorpcji wybranych jonów na komercyjnych żywicach (Purolite 108, 110, Amberlite IRA 743 i Lewatit MK 51) stosowanych powszechnie do usuwania związków boru z roztworów wodnych w procesach uzdatniania wody i oczyszczania ścieków. - 5 -
Prof. dr hab. inż. Jerzy Piotrowski / mgr inż. Alicja Kazek-Kęsik 1. Modyfikacja warstwy wierzchniej wybranych stopów metali o potencjalnym zastosowaniu w osteosyntezie 2. Zastosowanie biosensorów otrzymywanych metodami elektrochemicznymi w medycynie. dr hab. inż. Wojciech Simka 1. Polerowanie elektrolityczne i pasywacja anodowa stopu tytanu Gummetal dr hab. inż. Wojciech Simka / mgr inż. Ewelina Urbańczyk 1. Anod kompozytowe niklowografenowych do procesu elektrochemicznego utleniania mocznika 2. Badania nad wytwarzaniem bakteriostatycznych powłok tlenkowych na wybranych stopach tytanu metodą PEO dr hab. inż. Wojciech Simka / mgr inż. Alicja Kazek-Kęsik 1. Badania nad funkcjonalizacją powierzchni stopów tytanu metodami elektrochemicznymi dr hab. inż. Wojciech Simka / mgr inż. Maciej Sowa 1. Elektrochemiczna modyfikacja powierzchni tantalu metodą plazmowego utleniania elektrochemicznego w roztworach soli wapnia, fosforu i krzemu modyfikacja warstwy wierzchniej na drodze plazmowego utleniania elektrochemicznego wybranych stopów metali. Praca o charakterze poznawczym, której celem jest przegląd literatury i zestawienie metod elektrochemicznych stosowanych do otrzymywania biosensorów. określenia warunków procesu polerowania elektrochemicznego i pasywacji anodowej stopu nowej generacji (Gummetal) pod kątem uzyskania najkorzystniejszej jakości powierzchni. utworzenie nowego kompozytowego materiału elektrodowego o dużym stopniu rozwinięcia powierzchni. Anody przeznaczone do procesu elektrochemicznego utleniania mocznika wytwarzane będą poprzez współosadzanie utworzenie na stopie tytanu Ti-15Mo bakteriostatyczne powłoki metodą plazmowego utleniania elektrolitycznego. Proces prowadzony będzie w zawiesinach zawierających srebro, miedź oraz cynk. modyfikacja powierzchni stopów tytanu metodą woltamperometrii cyklicznej. Przeprowadzone zostaną badania nad naniesieniem polimerów przewodzących na powierzchnie stopów tytanu w celu poprawienia ich właściwości osteoinduktywnych. utworzenie na tantalu bioaktywne powłoki z wbudowanymi związkami wapnia i fosforu metodą plazmowego utleniania elektrolitycznego. Uzyskane powłoki zostaną szczegółowo scharakteryzowane pod kątem ich właściwości fizykochemicznych, bioaktywności i odporności na korozję w roztworze Ringera. - 6 -
dr inż. Artur Maciej 1. Elektrochemiczne osadzanie powłok cynkowych oraz stopów cynku z wybranych cieczy jonowych 2. Anodowa obróbka galwanicznych powłok stopowych Zn-Ni oraz Zn-Co w roztworach alkoholowych prof. dr hab. inż. Andrzej Mianowski, Opiekun: mgr inż. Wojciech URBAŃCZYK 1. Badania nad ekstrakcją węgli handlowych w warunkach nadkrytycznych wybranymi rozpuszczalnikami Temat projektu związany jest z nowoczesną techniką wydzielania metali, jaką stanowi elektrokrystalizacja z cieczy jonowych. Powłoki cynkowe oraz powłoki stopowe zawierające cynk znalazły ogromne zastosowanie w ochronie korozyjnej stali, z tego względu istotny jest rozwój prac badawczych nad ich otrzymywaniem. Praca będzie polegała na przeglądzie aktualnej literatury z zakresu wytwarzania tego typu powłok z różnego typu cieczy jonowych oraz przeprowadzeniu serii badań nad ich elektrochemicznym osadzaniem z wybranych cieczy jonowych. Galwaniczne stopy cynku, szczególnie stopy cynk-nikiel oraz cynk-kobalt zaliczane są do grupy najlepszych zabezpieczeń antykorozyjnych stali. Pomimo ich dobrych właściwości ochronnych, w niektórych przypadkach powłoki te nie spełniają stawianych wymagań, co ogranicza ich zastosowanie. W celu poprawy właściwości tych powłok istnieje możliwość poddaniu ich obróbce anodowej w celu zmodyfikowania ich powierzchni. Celem pracy jest określenie możliwości wykorzystania alkoholi do procesów anodowego utleniania tych galwanicznych stopów cynku. Przetwarzanie termiczne węgli kamiennych, ortokoksowych wymaga wysokich temperatur (koksowanie klasyczne do 1050 o C) natomiast węgli brunatnych jest uzależnione od oczekiwanych produktów. W obu przypadkach powstają substancje nazywane węglopochodnymi. Idea pracy polega aby otrzymać w warunkach termiczno-ciśnieniowych ciecze węglowe poprzez ekstrakcję, z pominięciem procesu niskotemperaturowej karbonizacji czy koksowania. Część doświadczalna pracy polegać będzie na ekstrakcji w autoklawie różnych próbek węgli wobec typowych rozpuszczalników (tetralina, toluen, n-heksan) i substancji olejowych. Cel pracy otrzymać ciecze węglowe dla dalszego wykorzystania bez procesu wysokotemperaturowej karbonizacji. - 7 -
prof. dr hab. inż. Andrzej Mianowski 1. Wykorzystanie równania trójparametrycznego do opisu wybranych reakcji/procesów chemicznych z uwzględnieniem zasady czasu skończonego 2. Efekty kompensacyjne w analizie termicznej dr inż. Andrzej Koszorek W tytule zawarte są dwie informacje, pierwsza dotyczy zależności stopnia przemiany wybranej reakcji chemicznej od temperatury w warunkach poliizotermicznych (t zn. izotermicznych ale powtarzanych w różnych temperaturach). Propozycja jest rozwinięciem publikacji [w:] Przemysł Chemiczny, nr 8-9, (2003) 1227-1230. W tym celu wykorzystane zostaną dane publikowane w literaturze. W drugim przypadku, zasada czasu skończonego zakłada osiąganie całkowitego stopnia przemiany i w tym celu prowadzone będą badania nad zgazowaniem substancji uwęglonych. Główny cel pracy to zbadanie czy wymienione, dwa zagadnienia są ze sobą spójne. Praca posiada charakter obliczeniowy w oparciu o krzywe termograwimetryczne, które są w naszej dyspozycji. Aktualnie dla warunków dynamicznych (stała szybkość ogrzewania) modne stały się metody Vyazovkina, Lvova, a istnieją także nasze propozycje. Na podstawie wyników badań, które są w naszych zasobach w formie plików, należy przeprowadzić stosowne obliczenia. Praca dotyczy substancji modelowych (CaCO 3 ) i węgli. Tematyka wymaga cierpliwości w prowadzonych cyklach obliczeniowych a także minimalnej wiedzy w zakresie stosowania procedur obliczeniowych. Aparat matematyczny nie wymaga rozwijania. 1. Porowate materiały węglowe Zakres pracy obejmuje: literaturowe rozpoznanie metod otrzymywania porowatych materiałów węglowych (pianki węglowe, aerożele węglowe), otrzymanie tych materiałów w warunkach laboratoryjnych. 2. Oznaczanie rtęci w pyłach Zakres pracy obejmuje: oznaczenie rtęci na analizatorze rtęci w próbkach pyłów pobranych w okolicach Gliwic oraz analizę uzyskanych wyników. dr Tomasz Siudyga 1. Wykorzystanie katalizatorów npd na wybranych nośnikach w reakcji konwersji parowej tlenku węgla Water Gas Shift 2. Badania nad wykorzystaniem nanokatalizatorów na nośnikach stałych do oczyszczaniu gazów z zanieczyszczeń amoniaku. Katalizatory otrzymywane drogą nanoszenia wybranych metali aktywnych o wysokiej dyspersji na powierzchnię nośników wykazują znaczną aktywność, przy niewielkiej zawartości metalu aktywnego. Praca obejmuje badania w przepływowym reaktorze rurowym nad wykorzystaniem katalizatorów npd na wybranych nośnikach w reakcji konwersji parowej tlenku węgla. Praca dotyczy badań nad wykorzystaniem nanokatalizatorów w procesie rozkładu amoniaku w strumieniach gazów o różnorodnym składzie odpowiadającym wybranym gazom przemysłowym w celu ich oczyszczania. - 8 -
Dr hab. inż. A. Wojewódka, profesor Pol. Śl. 1. Opracowanie i badania decysekundowych mas opóźniających. Dobór składu mieszanin pirotechnicznych o oczekiwanych parametrach wybuchowego palenia. Obliczenia parametrów termodynamicznych i badania wybranych właściwości mas opóźniających decysekundowych. 2. Opracowanie i badania ćwierći półsekundowych mas opóźniających. Dobór składu mieszanin pirotechnicznych o oczekiwanych parametrach wybuchowego palenia. Obliczenia parametrów termodynamicznych i badania wybranych właściwości mas opóźniających ćwierć- i półsekundowych. 3. Starzenie się i kompatybilność materiałowa składników wybranych mas opóźniających. Kompatybilność materiałowa składników mas względem siebie oraz otoczenia. Wpływ temperatury, wilgotności i czasu przechowywania. - 9 -