Chemie uhlíku

Vazebné vlastnosti uhlíku. Alotropie. Struktura vs. vlastnosti. Amorfní uhlík. Saze, vláknité struktury, pyrouhlík. Anorganické sloučeniny uhlíku. Organické sloučeniny uhlíku. Strukturní teorie. Mezimolekulární síly. Fyzikální vlastnosti a molekulární struktura. Úvod do organických reakcí. Homolýza a heterolýza vazeb na uhlík. Reakce a jejich mechanismy. Termodynamika a kinetika reakcí v organické chemii. Reakce acido-bazické, proces pyrolýzy a spalování organických sloučenin. Shrnutí důležitých skupin organických sloučenin. Fosilní a recentní uhlíkatá paliva. Cyklus uhlíku. Význam uhlíku pro život. Fotosyntéza. Geneze kaustobiolitů. Současné názory na složení uhlí a ropy. Vlastnosti uhlí v závislosti na prouhelnění. Význam kaustobiolitů pro energetiku. Chemie výroby koksu. Chování uhlí během ohřevu. Teorie karbonizačních procesů. Kinetika a termodynamika koksotvorných procesů. Interpretace plastického chování uhlí. Produkty koksování uhlí v závislosti na podmínkách koksování. Spalování a zplyňování uhlíku. Jednotící teoretický přístup. Charakteristiky uhlí významné pro spalování a jejich vliv na provoz a výkon zařízení. Chemismus samovznícení. Ochrana proti oxidaci. Grafitizace. Mechanismus procesu grafitizace. Černouhelná smola a postupy jejího zpracování na elektrodový materiál. Aktivované uhlíky. Porozita v uhlících. Fyzikální a chemická adsorpce, měření rozsahu adsorpce. Výroba uhlíkových sorbentů a jejich použití. Uhlíková vlákna. Prekurzory, metody tvorby, vlastnosti a využití. Korelace struktury a vlastností uhlíkových vláken. Uhlíkaté kompozity. Mechanické vlastnosti uhlíkatých materiálů. Nové materiály na bázi uhlíku (fullereny a jejich deriváty, uhlíkové nanotrubice, uhlíkové filmy, grafen, interkaláty grafitu atd. Možnosti aplikace a vyhlídka do budoucna. Uhlíkové materiály pro aplikace v jaderné energetice. Neutronové ozáření, tepelný šok, chemická eroze, retence tritia. Ekologické aspekty využívání paliv. Tradiční uhlíkatá paliva a životní prostředí. Emise, skleníkový efekt, problematika sekvestrace oxidu uhličitého. Ropa a životní prostředí. Biologické odbourávání rop a ropných derivátů.