V rámci této diplomové práce byla věnována pozornost historii, přípravě a využití organických lithných solí na bázi dusíkatých heterocyklických sloučenin imidazolu a jejich aplikaci v elektrolytických systémech Li-iontových baterií. V praktické části byla provedena optimalizace syntézy benchmarkového derivátu HTDI (9) a byl následně vypracován nový bezvodý postup přípravy jeho lithné soli LiTDI (1) za pomoci roztoku lithného alkoholátu. Vedle LiTDI bylo navrženo dalších třináct strukturně příbuzných organických sloučenin a byla syntetizována odpovídající lithná sůl. Pozornost byla dále věnována čistícím technikám lithných solí a stanovení disociačních konstant výchozích kyselin v bezvodých polárních rozpouštědlech. V neposlední řadě byly provedeny testy rozpustnosti připravených solí v simulovaném prostředí Li-ion elektrolytu. Připravené kyseliny a lithné soli byly studovány prostřednictvím NMR, hmotnostní spektrometrie s vysokým rozlišením a UV/Vis spektroskopie.
Anotace v angličtině
This diploma work focuses on the history, preparation and use of organic lithium salts based on nitrogen heterocyclic compounds, especially imidazole, and their application in Li-ion battery electrolytic systems. An optimization of the synthesis of HTDI (9) benchmark derivative has been carried out and a new procedure for anhydrous preparation of its lithium salt LiTDI (1), using lithium alcoholate solution, was subsequently developed. Besides LiTDI, thirteen new structurally related organic compounds were designed, and their corresponding lithium salts were synthetized. Further efforts were focused on purification of organic lithium salts and determination of dissociation constants of the starting acids in anhydrous polar solvents. A solubility of the prepared lithium salts was screened in a model Li-ion electrolyte environment. The synthesized acids and lithium salts were studied through NMR, high resolution mass spectrometry and UV/Vis spectroscopy.
V rámci této diplomové práce byla věnována pozornost historii, přípravě a využití organických lithných solí na bázi dusíkatých heterocyklických sloučenin imidazolu a jejich aplikaci v elektrolytických systémech Li-iontových baterií. V praktické části byla provedena optimalizace syntézy benchmarkového derivátu HTDI (9) a byl následně vypracován nový bezvodý postup přípravy jeho lithné soli LiTDI (1) za pomoci roztoku lithného alkoholátu. Vedle LiTDI bylo navrženo dalších třináct strukturně příbuzných organických sloučenin a byla syntetizována odpovídající lithná sůl. Pozornost byla dále věnována čistícím technikám lithných solí a stanovení disociačních konstant výchozích kyselin v bezvodých polárních rozpouštědlech. V neposlední řadě byly provedeny testy rozpustnosti připravených solí v simulovaném prostředí Li-ion elektrolytu. Připravené kyseliny a lithné soli byly studovány prostřednictvím NMR, hmotnostní spektrometrie s vysokým rozlišením a UV/Vis spektroskopie.
Anotace v angličtině
This diploma work focuses on the history, preparation and use of organic lithium salts based on nitrogen heterocyclic compounds, especially imidazole, and their application in Li-ion battery electrolytic systems. An optimization of the synthesis of HTDI (9) benchmark derivative has been carried out and a new procedure for anhydrous preparation of its lithium salt LiTDI (1), using lithium alcoholate solution, was subsequently developed. Besides LiTDI, thirteen new structurally related organic compounds were designed, and their corresponding lithium salts were synthetized. Further efforts were focused on purification of organic lithium salts and determination of dissociation constants of the starting acids in anhydrous polar solvents. A solubility of the prepared lithium salts was screened in a model Li-ion electrolyte environment. The synthesized acids and lithium salts were studied through NMR, high resolution mass spectrometry and UV/Vis spectroscopy.
Proveďte literární rešerši příprav a využití derivátů imidazolu v Li-iontových bateriích.
Vybranými syntetickými postupy se pokuste o přípravu alespoň čtyř lithných solí imidazolu.
Výsledky zpracujte formou závěrečné práce v souladu se Směrnicí UPCE č. 7/2019 "Pravidla pro odevzdávání, zveřejňování a formální úpravu závěrečných prací" v platném znění.
Zásady pro vypracování
Proveďte literární rešerši příprav a využití derivátů imidazolu v Li-iontových bateriích.
Vybranými syntetickými postupy se pokuste o přípravu alespoň čtyř lithných solí imidazolu.
Výsledky zpracujte formou závěrečné práce v souladu se Směrnicí UPCE č. 7/2019 "Pravidla pro odevzdávání, zveřejňování a formální úpravu závěrečných prací" v platném znění.
Seznam doporučené literatury
veškerá dostupná odborná literatura
Seznam doporučené literatury
veškerá dostupná odborná literatura
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
grafy
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Odůvodnění nezveřejnění VŠKP
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Ocenění práce
Ocenění (Cena generálního ředitele společnosti Synthesia a.s.)
Záznam průběhu obhajoby
Diplomant přednesl cca 15 min. přednášku na téma své diplomové práce s názvem "Deriváty imidazolu pro Li-iontové baterie". Po přečtení posudku školitele a oponenta se diplomant vyjádřil k dotazům oponentského posudku.
K obhajobě práce byly vzneseny následující dotazy:
doc. Ing. Pavel DRABINA, Ph.D.: Co bylo standardem pro lithné soli na1H NMR?
prof. Ing. Jiří HANUSEK, Ph.D.: Je z literatury známá také náhrada -CN skupiny na imidazolu, neuvažovali jste také o tomto?
prof. Ing. Miloš SEDLÁK, DrSc.: Používají se v bateriích kromě karbonátů i jiná rozpouštědla?
doc. Ing. Jiří VÁŇA, Ph.D.: Jaká je korelace mezi NMR lithnými soli a chemickými posuny?