TKP4525 Kolloid- og polymerkjemi, fordypningsemne

Fordypningsemnet består av to valgbare tema som kombineres slik at total belastning blir 7.5 stp.

Kjemisk Prosessteknologi, Emnemoduler (3.75 sp): Emnemoduler fra andre spesialiseringsfag ved instituttet kan velges i samråd med emneansvarlig. I spesiellt tilfeller kan det også i samråd med emneansvarlig være mulig å definere åpne moduler relatert til temaer som ikke dekkes av andre moduler ved instituttet. Faglig innhold og læringsutbytte i modulen må i så tilfelle defineres før undervisingen starter. Denne modulen må også inneholde en obligatorisk aktivitet og eksamensformen må være muntlig.

Valgbare tema er:

Eksperimentell kolloidkjemi (3.75 sp): Temaet gir en grunnleggende innføring i bruk av eksperimentell design, statistisk dataanalyse og databehandlingsmetoder som redskap for å gjøre laboratoriearbeidet rasjonelt og effektivt. Videre gis en innføring i prinsipper for utvalgte måleteknikker for å studere overflate- og kolloidkjemiske fenomen, med eksempler hentet fra industrielle anvendelser og husholdningsprodukt, inkludert vannbehandling, produksjon av maling, petroleumsproduksjon og mat- og kosmetiske produkter. Teorien kombineres med øvingsoppgaver.

Surfaktanter og polymerer i vandig løsning (3.75 stp) Denne modulen introduserer vandige løsningsprosesser og adsorpsjonsprosesser for surfaktanter og polymerere. En Gibbs fri energi termodynamisk tilnærming brukes. Fysisk strukturering av surfaktanter og polymerere i vandig løsning tilskrives endringer i entropi og entalpi. Hydrofobiske interaksjoner og elektrostatiske interaksjoner er gjennomgående temaer i modulen. Disse interaksjonene forårsaker micelle dannelse, væske-væske faseseparasjon, adsorpsjon, binding mellom polymerere og surfaktanter, dannelse av lyotropiske flytende krystaller, assosiativ faseseparasjon, og segregativ faseseparasjon. Spontan overflatekrumning og molekylære pakkingshensyn styrer geometriene til de aggregerte strukturer. Gibbs fase regelen relaterer antall likevektfaser til antall tilgjengelige frihetsgrader i systemet. Langmuir-ligningen beskriver adsorpsjon på faste overflater.

Krystallisasjon og partikkeldesign (3.75 stp): Generell krystallisasjonsteori: Termodynamiske betraktninger for å definere overmetning. Gitterstukturer og polymorfi. Kjernedannelse, krystallvekst, krystallvekstmodeller og agglomerering. Introduksjon til populasjonsbalansen. Eksperimentelle teknikker for bestemmelse av partikkelstørrelsesfordeling og krystallmorfologi. Forsøksstrategier for bestemmelse av kjernedannelses- og krystallvekstkinetikk og -mekanismer. Spesielle betingelser knyttet til produksjon av nanopartikler og materialfremstilling ved biomineralisering.

Kjemisk prosessteknologi, spesialtema (3.75 stp)

Andre valgbare tema ved instituttet:

Gassrensing (3.75 stp): Introduksjon til kraftproduksjon med fokus på røykgass behandling. Gassrenseprosesser som behandles vil være fjerning av CO2, H2S, SO2, NOx og VOC. Introduksjon på gassrensing med absorpsjon. Klimaproblematikk på et overordnet plan og internatisjonale avtaler.

Membranseparasjon (3.75 stp): Temaet vil omhandle innføring i grunnleggende materialteknologi og membranseparasjon i væske- og gassystemer. Delemner er transportmekanismer, membrantyper og deres framstilling og egenskaper, moduler og anlegg. Videre behandles de viktigste problemene som er konsentrasjonspolarisasjon og fouling (tilskitning av membranen) og metoder til å redusere virkningen av disse.

Heterogen katalyse VK - (3,75 stp): Kurset gir studentene en spesialisering i heterogen katalyse. Modulen bygger på kurset TKP4155, og utvalgte tema diskuteres. Fokus er på katalytiske materialer, karakteriseringsteknikker, aktivitetsmålinger og betydningen av transportbegrensninger, kinetikk og deaktivering. Det legges vekt på å kunne forstå og vurdere, og planlegge eksperimentelle studier av katalysatorer. Kurset gir trening i skriftlig og muntlig rapportering.

Katalyse i energi og miljøsammenheng - (3,75 stp): Kurset gir en innføring i heterogen katalyse anvendt i energiomvandling, utslippsrensing og i ren produksjon. Modulen bygger i noen grad på TKP4150. Viktige tema er eksosrensing og rensing av utslipp fra industrielle prosesser, hydrogenframstilling og brenselceller, fremstilling av biodrivstoff, fotokatalyse, vannrensing og grønn kjemi. Kurset gir trening i bruk av forskningslitteraturen.

Ikke-lineær modellprediktiv regulering av kjemiske og bioprosesser, videregående kurs - (3,75 stp): Denne modulen starter med en oversikt over hvordan man drifter prosesser, og så blir det presentert forskjellige metoder for å implementere modellprediktiv regulering på kjemiske og biologiske prosesser. Forelesningene blir akkompagnert av programmeringsøvinger der studentene utvikler sine egne coder for utvalgte algoritmer. Assosierte konsepter som estimering og sanntidsoptimalisering (Real-time Optimization) blir diskutert også. For øvingene blir det brukt en bioprosess som eksempel.