Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Laboratorium funkcjonalizacji materiałów

Koordynator przedmiotu:

dr hab. inż. Wanda Ziemkowska, profesor uczelni

Status przedmiotu:

Obowiązkowy

Poziom kształcenia:

Studia II stopnia

Program:

Inzynieria Chemiczna i Procesowa

Grupa przedmiotów:

obowiązkowe

Kod przedmiotu:

1070-ICIPN-MSP-202

Semestr nominalny:

2 / rok ak. 2022/2023

Liczba punktów ECTS:

3

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

1. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim wynikające z planu studiów 30 2. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim w ramach konsultacji, egzaminów, sprawdzianów etc. 15 3. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do zajęć oraz opracowania sprawozdań, projektów, prezentacji, raportów, prac domowych etc. 10 4. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do egzaminu, sprawdzianu, zaliczenia etc. 10 Sumaryczny nakład pracy studenta 65

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

-

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

-

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład0h
• Ćwiczenia0h
• Laboratorium30h
• Projekt0h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

brak

Limit liczby studentów:

-

Cel przedmiotu:

1. Student powinien mieć ogólną wiedzę teoretyczną na temat chemicznych i fizykochemicznych metod funkcjonalizacji materiałów oraz metod ich charakteryzacji. 2. Student powinien posiadać praktyczne umiejętności pracy w atmosferze gazu obojętnego. 3. Student powinien posiadać praktyczne umiejętności z zakresu chemicznych i fizykochemicznych metod funkcjonalizacji materiałów oraz metod charakteryzacji ich budowy i właściwości fizyko-chemicznych. 4. Student powinien zebrać i opracować w formie pisemnego sprawozdania otrzymane wyniki doświadczalne.

Treści kształcenia:

Laboratorium 1. Badania katalizatorów w ogniwie paliwowym zasilanym kwasem mrówkowym (DFAFC). Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z zasadą działania niskotemperaturowych ogniw paliwowych. W ramach ćwiczenia studenci samodzielnie przygotują katalizatory, które zostaną zbadane w ogniwie paliwowym zasilanym kwasem mrówkowym. Ponadto zostanie przeprowadzona analiza ilościowa i jakościowa uzyskanych materiałów. 2. Synteza i charakterystyka materiałów typu MOF. Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z podstawowymi aspektami dotyczącymi syntezy, charakterystyki i post-syntetycznej modyfikacji materiałów typu MOF. W trakcie zajęć studenci będą mieli do wykonania trzy podstawowe zadania: (i) syntezę oksocynkowego prekursora, (ii) mechanochemiczne przekształcenie prekursora do materiałów MOF-5 i IRMOF-3, oraz (III) post-syntetyczną modyfikację materiału IRMOF-3 z wykorzystaniem acetyloacetonianu manganu(II). 3. Wytwarzanie i charakterystyka nanokrystalicznych elektrochemicznych powłok metalicznych i kompozytowych. Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z wytwarzaniem metalicznych (Ni, Cu) i kompozytowych (Ni/Al2O3, Cu/CNTs) powłok nanokrystalicznych metodą elektrochemiczną oraz z metodami badania ich struktury i właściwości. Omówiona będzie również korelacja parametrów wytwarzania z wydajnością katodową procesu, mikrostrukturą i właściwościami wytworzonych powłok (mikrotwardością, przyczepnością powłoki do podłoża, współczynnikiem tarcia, odpornością korozyjną oraz jakością).

Metody oceny:

1. wykonanie projektu 2. sprawdzian ustny 3. referat 4. sprawozdanie 5. dyskusja

Egzamin:

nie

Literatura:

1. Badania katalizatorów w ogniwie paliwowym zasilanym kwasem mrówkowym (DFAFC). Instrukcja do ćwiczenia 2. Synteza i charakterystyka materiałów typu MOF. Instrukcja do ćwiczenia 3. Wytwarzanie i charakterystyka nanokrystalicznych elektrochemicznych powłok metalicznych i kompozytowych. Instrukcja do ćwiczenia Literatura dodatkowa: 4. A. Małek, M. Wendeker „Ogniwa paliwowe typu PEM teoria i praktyka”, Politechnika Lubelska, 2010, ISBN: 978-83-62596-08-9 5. Steven L. Suib „New and Future Developments in Catalysis”, ELSEVIER, 2013, ISBN: 978-0-444-53880-2 6. László Guczi András Erdôhelyi „Catalysis for Alternative Energy Generation” Springer Science & Business Media, 2012, ISB: 9781461403449 7. R.C.G. Frem et al. (2017) The Amazing Chemistry of Metal-Organic Frameworks, w: E. Longo, F. La Porta (ed), Recent Advances in Complex Functional Materials, Springer, 2017 8. F.X. Llabres i Xamena, J. Gascon, Metal Organic Frameworks as Heterogeneous Catalysts, RSC Catalysis Series No. 12, 2013 9. D. Prochowicz, K. Sokołowski, I. Justyniak, A. Kornowicz, D. Fairen-Jimenez, T. Friščić, J. Lewiński, Chem. Commun. 2015, 51, 4032; D. Prochowicz, J. Nawrocki, M. Terlecki, W. Marynowski, J. Lewiński, Inorg. Chem. 2018, 57, 13437. 10. J. Liu, L. Chen, H. Cui, J. Zhang, L. Zhang, C.-Y. Su, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 6011.

Witryna www przedmiotu:

-

Uwagi:

Przedmiot jest realizowany w formie ćwiczeń laboratoryjnych. Student musi wziąć udział w 3 ćwiczeniach (każde 2 dni po 5 godzin). Przed zajęciami student powinien zapoznać się z instrukcją wykonywania danego ćwiczenia. Weryfikacja osiągnięcia efektów uczenia się jest dokonywana na podstawie wyników wstępnego kolokwium (pisemnego lub ustnego), aktywności w czasie zajęć laboratoryjnych, kolokwium końcowego (pisemnego lub ustnego) i sprawozdania. Sprawozdanie (jedno dla całej grupy) należy dostarczyć prowadzącemu najpóźniej po 1 tygodniu od zajęć. Prowadzący wystawiają studentom oceny z każdego ćwiczenia i przesyłają koordynatorowi przedmiotu. Ocena końcowa z przedmiotu jest obliczana w następujący sposób: suma 3 ocen cząstkowych jest dzielona przez 3. W przypadku nieobecności studenta na 1 lub więcej ćwiczeń spowodowanej udokumentowanym wypadkiem losowym, koordynator wyznacza dodatkowy termin ćwiczenia. Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie pozytywnych ocen z wszystkich 3 ćwiczeń i tym samym pozytywnej oceny końcowej z przedmiotu. W przypadku błędów w sprawozdaniu studenci mają obowiązek poprawiać je do momentu uzyskania pozytywnej oceny od prowadzącego. Ocena końcowa z przedmiotu jest obliczana w następujący sposób: suma 3 ocen cząstkowych jest dzielona przez 3.

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1

Zna zaawansowane techniki funkcjonalizacji materiałów i struktur, w tym metodę pracy w atmosferze gazu obojętnego (technika Schlenka).
Weryfikacja: wykonanie projektu, referat, sprawozdanie
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_W01, K2_W02, K2_W09
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_W, I.P7S_WG.o, III.P7S_WG

Charakterystyka W2

Zna metody charakterystyki budowy sfunkcjonalizowanych materiałów i struktur oraz właściwości fizyko-chemiczne otrzymanych.
Weryfikacja: sprawdzian ustny, referat, sprawozdanie, dyskusja
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_W09
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_W, I.P7S_WG.o, III.P7S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1

Posiada umiejętności korzystania z danych literaturowych i internetowych w celu samodzielnego rozwiązywania zadanych problemów.
Weryfikacja: sprawdzian ustny, dyskusja
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_U02, K2_U09, K2_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UK, P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o

Charakterystyka U2

Potrafi otrzymać, scharakteryzować i zbadać własności sfunkcjonalizowanych materiałów.
Weryfikacja: wykonanie projektu, referat, sprawozdanie
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_U02, K2_U04, K2_U05, K2_U07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UK, P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P6S_UW.o, III.P7S_UW.o

Charakterystyka U3

Potrafi opracować i przedyskutować sprawozdanie z otrzymanych wyników badań.
Weryfikacja: sprawdzian ustny, referat, sprawozdanie, dyskusja
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_U05, K2_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o, I.P7S_UK

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka KS1

Potrafi pracować samodzielnie nad zadanym zagadnieniem – problemem naukowym oraz podsumować otrzymane wyniki w celu ich zaprezentowania.
Weryfikacja: sprawdzian pisemny, referat, sprawozdanie, dyskusja
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_K01, K2_K02
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_K, I.P7S_KK, I.P6S_KR, P6U_K, I.P6S_KK