Fakulteta za znanosti o okolju

Koloidna kemija v okolju

Predmet se izvaja v programu:
Študijski program druge stopnje Okolje

Cilji in kompetence

Osnovni cilj tega predmeta je podati študentom znanje o koloidni kemiji in njen okoljski vidik. Predmet se nanaša na izbrane teme iz površinske in koloidne kemije. Uvod v fizikalno-kemijske procese na medfaznih površinah trdno/tekoče (površine koloidov – vodni sistem). Raziskati različne možnosti za odstranjevanje nevarnih škodljivih snovi iz vodnih sistemov s pomočjo koloidnih nanodelcev. Študij fizikalno-kemijskih lastnosti koloidov. Predmet je namenjen razumevanju vpliva koloidne kemije v okolju.

Pogoji za vključitev v delo oz.
za opravljanje študijskih obveznosti

Osnovno znanje na področju znanosti o okolju, usvojeno v 1. in 2. letniku dodiplomskega študija.

Vsebina

  • Splošni koncepti o koloidih (v koloidni kemiji)
  • Koloidne suspenzije, emulzije; nanometrske interakcije med koloidnimi predmeti
  • Fizikalno-kemijski procesi na medfaznih površinah tekoče/tekoče in trdno/tekoče
  • Van der Waalsove sile
  • Adsorpcijski procesi
  • Elektrostatične sile in električna dvojna plast, nastanek površinskega naboja, elektrostatična teorija, elektrokinetični pojavi
  • Agregacija delcev
  • Transportni fenomen koloidnih nanodelcev
  • Napredna orodja za karakterizacijo koloidnih sistemov
  • Okoljski vidiki koloidnih sistemov
  • Odstranjevanje nevarnih snovi iz vodnega okolja s pomočjo koloidnih delcev
  • Uporaba koloidov pri reševanju ekoloških problemov

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje:

Študent mora razviti razumevanje konceptov in načel koloidne znanosti in nano-znanosti v odnosu do aerosolov, emulzij, suspenzij, finih delcev, razumeti njihov nastanek, stabilnost, sedimentacijo, »pickering«, pene, flotacije, koagulacijo in kinetike močenja in širjenja ter membransko separacijo. Po zaključku modula bi moral študent imeti dovolj znanja, da bi podal predhodno oceno koloidnih lastnosti za dano disperzijo in vpliv koloidov v okolju.

Prenosljive/ključne spretnosti in drugi atributi:

Po zaključku modula naj bi bil študent sposoben:

  • opredeliti vrste sil, ki v nanometrskem merilu delujejo med finimi delci/ kapljicami/mehurčki, hidrofobne in hidrofilne površine, načine širjenja (popolna, delna, ne-vlažilna) in njihove glavne uporabe;
  • analizati podatke in vpisati rezultate v simulacije za napovedovanje smeri procesa; povezati teorijo in prakso na tem področju;
  • oblikovati in sporočati ideje in podatke ter uporabljati in praktično uporabiti metodologije inženiringa koloidov in nano-znanosti. Sposoben naj bi bil tudi izdelave analize problema ter reševanja le-tega. Poleg tega študent razvije komunikacijske spretnosti.

Temeljna literatura in viri

  • A. W. Adamson: Physical Chemistry of Surfaces, John Wiley, 1990.
  • N. A. Kotov, (Eds.): Nanoparticle Assemblies and Superstructures, Taylor and Francis, 2006.
  • W. B. Russel, D. A. Saville, W. R. Schowalter: Colloidal Dispersions, Cambridge University Press, 2001.
  • N. J. Israelachvili: Intermolecular and Surface Forces with Applications to Colloidal and Biological Systems, Academic Press, 1985.
  • C. P. Hiemenz, R. Rajaqopalan: Principles of Colloid and Surface Chemistry, CRC Press, 1997.
  • K. J. Wilkinson, J. R. Lead, (Eds.): Environmental Colloids and Particles: Behaviour, Separation and Characterization. IUPAC Series on Analytical and Physical Chemistry of Environmental Systems. Wiley, 2007.

Načini ocenjevanja

Način (pisni izpit, ustni izpit, naloge, projekt): pisni izpit (50 %), ustni izpit (50 %). Za uspešno opravljen izpit mora študent pri vsaki od sestavin doseči vsaj polovico možnih odstotnih točk.

Reference nosilca

Docent za področje v Materiali na Univerzi v Novi Gorici

EMIN, Saim; DENKOVA, Pavletta; PAPAZOVA, Karolina; DUSHKIN, Ceco; ADACHI, Eiki, Study of reverse micelles of di-isobutylphenoxyethoxyethyldimethyl benzylammonium methacrylate in benzene by nuclear magnetic resonance spectroscopy. J. colloid interface sci., 2007, vol. 305, no. 1, str. 133-141. [COBISS.SI-ID 2077179]

EMIN, Saim. Growth kinetics of CdS quantum dots and synthesis of their polymer nano-composites in CTAB reverse micelles. J. photochem. photobiol.,A Chem.. [Print ed.], 2009, vol. 207, no. 2/3, str. 173-180. [COBISS.SI-ID 2077435]

EMIN, Saim. Kinetics of photochromic induced energy transfer between manganese-doped Zinc-Selenide quantum dots and spiropyrans. The journal of physical chemistry. C, Nanomaterials and interfaces, 2009, vol. 113, no. 10, str. 3998-4007. [COBISS.SI-ID 2078203]

EMIN, Saim; PITCHER, Michael; LISJAK, Darja; VALANT, Matjaz, Structural and morphological transformations in textural porous ZnO microspheres, Microporous Mesoporous Materials 165 (2013) 185-192.

EMIN, Saim, FANETTI, Mattia; ABDI, Fatwa, KROL, van er Krol; LISJAK, Darja; VALANT, Photoelectrochemical properties of cadmium chalcogenide sensitized textured porous zinc oxide plate electrodes, ACS Appl. Mater. Interfaces 2013 DOI: 10.1021/am3027986.

Univerzitetna koda predmeta: 2OK019

Letnik: 1

Semester: 1

Nosilec predmeta:

Predavatelj:

ECTS: 6

Obseg:

  • Predavanja: 30 ur
  • Vaje: 15 ur
  • Samostojno delo: 135 ur

Vrsta predmeta: izbirni predmet

Jeziki: angleški

Metode poučevanja in učenja:
• predavanja • seminarji • laboratorijske vaje • individualno raziskovalno delo pod vodstvom predavatelja predmeta pri seminarski nalogi naj kandidat teoretično in eksperimentalno obdela izbrano temo v okviru predmeta ali projektnega dela.