Laboratorium chemii fizycznej

i elektrochemii

Zespół badań kinetyki reakcji chemicznych i nanomateriałów

Zakres prac badawczych:

Pomiary kinetyki reakcji chemicznych kompleksów metali w roztworach wodnych z wykorzystaniem klasycznej metody spektrofotometrii UV-Vis (spektrofotometr firmy Shimadzu, model U-2501PC) oraz techniki zatrzymanego przepływu (spektrofotometr firmy Applied Photophysics, model SX-20). Analizy EXAFS i XSANES układów reakcyjnych (pomiary synchrotronowe w laboratorium DESY - Hamburg, Niemcy).

Badania nad kinetyką procesów ługowania metali szlachetnych oraz prowadzenie syntez chemicznych z wykorzystaniem reaktora ciśnieniowego (Reaktor ciśnieniowy firmy Parr Instrument, model 4520).

Badania morfologii cząstek koloidalnych metali szlachetnych metodą spektroskopii korelacji fotonów (spektroskop firmy Malvern Instrument, model Zetasizer NANO-ZS oraz spektroskop firmy ALV GmbH model CGS-3).

Osoba kontaktowa

dr inż. Krzysztof Pacławski

Stanowiska do badań spektrofotometrycznych metodą klasyczną i "stopped-flow". Analizy spektralne w zakresie długości fali od 190 do 900 nm, w warunkach izotermicznych (od 5 do 50oC - Shimadzu model U-2501 PC, (od -15 do 45 oC - Applied Photophysics, model SX-20). Możliwości analizy reakcji o czasach połówkowych przemiany rzędu ms. Układ detekcji typu "Diode Array", możliwość pomiarów absorpcji, transmisji i fluorescencji. Posiadamy przystawki do spektrofotometru Shimadzu umożliwiające analizy w przepływie, oraz przystawkę ze "sferą całkującą".

Stanowisko do badań kinetyki procesów ługowania oraz syntez w warunkach wysokiego ciśnienia i temparatury (ciśnienie pracy do 80 bar, temperatura pracy do 300 oC). Reaktor wykonany z tytanu (materiał typu GR-2), pojemność reaktora około 1 dm3

Współpraca z ośrodkiem badawczym DESY - Hamburg, Niemcy. Badania strukturalne reagentów metodą XAFS.

Stanowisko do analiz spektralnych metodą spektrofotometrii w podczerwieni (spektrofotometr firmy Thermo, model FT-IR Nicolet 380). Możliwości analiz próbek stałych i ciekłych w warunkach izotermicznych.

Stanowiska badawcze do pomiarów morfologii oraz kinetyki koagulacji cząstek koloidalnych metali szlachetnych metodą spekroskopii korelacji fotonów w jej dwóch odmianach: dynamicznego rozpraszania światła (DLS) i statycznego rozpraszania światła (SLS). Możliwość detekcji w zakresie kątowym od 15 do 175o.

Jednym z podstawowych celów naszych badań jest synteza nanocząstek metali szlachetnych. Główny nacisk skierowany jest na otrzymywanie monodyspersyjnych koloidalnych cząstek metali. Dzięki badaniom kinetycznym i mechanistycznym możliwe jest określenie szybkości tworzenia się fazy stałej oraz określenie rozmiaru finalnego nanocząstek. W ramach tych badań prowadzone są eksperymenty nad funkcjonalizacją otrzymywanych cząstek, w celu ich dalszego zastosowania w medycynie, przemyśle kosmetycznym, etc.

Nasz zespół zajuje się również doświadczalnym wyznaczaniem warunków osadzania nanocząstek metali na nośnikach węglowych, oraz określaniem ich właściwości katalitycznych.

W roku 2010 nasze laboratorium wzbogaciło się o nowoczesny zestaw mikroreaktora przepływowego firmy Syrris model FRX 400. Jest to pierwsze tego typu urządzenie w Polsce. Mikroreaktory przepływowe znalazły zastosowanie w wielu dziedzinach nauki i techniki. Obecnie najczęściej stosowane są w przemyśle chemicznym, głównie w chemii organicznej.

Wprowadzenie tej technologii umożliwiło niemieckiej firmie Merck uzyskanie 20% wzrost wydajności produkcji[1]. Jest to możliwe wskutek przyśpieszenia powolnych reakcji chemicznych poprzez zmianę mechanizmu mieszania jak również możliwości prowadzenia reakcji chemicznych w podwyższonych temperaturach i w podwyższonym ciśnieniu.

Niebywałą zaletą tego typu układów jest możliwość uzyskania niemal bez gradientowego układu w ciągu kilku ms. Taka cecha umożliwia uzyskanie produktu finalnego o wysokiej jakości z niewielką ilością zanieczyszczeń w postaci innych produktów reakcji. Dzięki temu narzędzie to znajduje coraz częściej zastosowanie w przemyśle farmakologicznym. W skład zestawu wchodzą następujące elementy:

- 4 pompy tłokowe

- 8 chipów szklanych o różnej geometrii kanałów i różnej pojemności wewnętrznej

- 8 chipów szklanych o różnej geometrii kanałów i różnej pojemności wewnętrznej

- regulator ciśnienia wstecznego

- układ ekstrakcyjny ciecz-ciecz

- termostat (od -20 do 200oC)

[1] Hessel V., Lowe H.: Microchemical Engineering: Componts, Plant Concepts User Acceptance - Part V. Chem. Eng. Technol. 2003, 26, s. 13÷24

Copyright @2009 Wojtek Bijok, Marek Wojnicki