Use of PFG NMR, stochastic reconstruction and molecular simulation to estimate transport-related texture characteristics of advanced porous materials
Project goals
Knowledge of a functional relationship between diffusion of fluids in porous solids and their microstructure is a conditio sine qua non to solve numerous problems of material science, catalysis, biophysics and many other areas. The impact of this knowledge increases due to a rapid development of nanotechnologies and advanced materials. The principal goal of this project is to establish such a relationship for porous materials filled with liquid phase (one- and two-component) or with co-existing liquid-vapour. The proposed solution of the problem is based on combined diffusion measurements by liquid chromatography and PFG NMR technique and on stochastic reconstruction of the porous structure based on the image analysis. Also there will be examined the feasibility PFG NMR measurements of diffusion coefficients near the frontier between subcritical and supercritical region. The approach will be applied to transport study in selected advanced materials such as membrane materials, catalysts, carbon-based aerogels and xerogels, porous polymers etc.
Keywords
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 14 (SGA02011GA-ST)
Main participants
Univerzita Karlova / Matematicko-fyzikální fakulta
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i.
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze / Fakulta chemické technologieContest type
VS - Public tender
Contract ID
P204-11-1206
Alternative language
Project name in Czech
Použití PFG NMR, stochastické rekonstrukce a molekulární simulace pro stanovení transportně-strukturních vlastností pokročilých porézních materiálů
Annotation in Czech
Znalost funkčního vztahu mezi difúzí tekutin v pórovitých materiálech a jejich mikrostrukturou je nezbytnou podmínkou pro řešení řady problémů v oblasti materiálové vědy, katalýzy, biofyziky a mnoha dalších oborů. Dopad těchto informací stoupá se současným rozvojem nanotechnologií a vývojem pokročilých materialů. Hlavním cílem tohoto projektu je nalezení příslušného funkčního vztahu pro pórovité látky vyplněné kapalnou fázi (jednosložkovou a dvousložkovou) nebo dvoufázovým systémem kapalina-pára. Navrhované řešení problému je založeno na kombinaci měření difúze pomocí kapalinové chromatografie a PFG NMR techniky a stochastické rekonstrukce pórovité struktury založené na analýze obrazu. Také bude vyšetřena schůdnost studia transportu PFG NMR technikou při přechodu ze subkritické do přilehlé superkritické oblasti. Přístup bude aplikován na studium transportu ve vybraných pokročilých materiálech jako jsou membránové materiály, katalyzátory, aerogely a xerogely na bázi uhlíku, pórovité polymery ap.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
CF - Physical chemistry and theoretical chemistry
CEP - secondary branch
JJ - Other materials
CEP - another secondary branch
—
10403 - Physical chemistry
20502 - Paper and wood
20503 - Textiles; including synthetic dyes, colours, fibres (nanoscale materials to be 2.10; biomaterials to be 2.9)
21001 - Nano-materials (production and properties)
21002 - Nano-processes (applications on nano-scale); (biomaterials to be 2.9)
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The research was focused on transport phenomena in macroporous solids and heterogeneous systems with micropores. Primary PFG NMR data were obtained and interpreted and compared with other methods (chromatography). The prediction strength of calculations involving image analysis and stochastic reconstruction were investigated; diffusion simulations in the reconstructed structures were carried out.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2011
Realization period - end
Apr 7, 2016
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 1, 2016
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP17-GA0-GA-U/03:1
Data delivery date
Jun 28, 2017
Finance
Total approved costs
8,344 thou. CZK
Public financial support
8,344 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
8 344 CZK thou.
Public support
8 344 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
CF - Physical chemistry and theoretical chemistry
Solution period
01. 01. 2011 - 07. 04. 2016