Příprava a využití silicidu a germanidu hořčíku z odpadních zdrojů.

0532160 - ÚCHP 2021 CZ cze D - Dizertace
Bumba, Jakub
Příprava a využití silicidu a germanidu hořčíku z odpadních zdrojů.
[Preparation and utilization of magnesium silicide and germani from waste sources.]
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i. - Vysoká škola chemicko-technologická v Praze. Obhájeno: Praha. 09.09.2020. - Praha, 2020. 138 s.
Institucionální podpora: RVO:67985858
Klíčová slova: heterogeneous catalysis * reactor engineering * circular technology
Obor OECD: Organic chemistry

V předkládané práci byla navržena nová technologie na regeneraci křemíku a germania, významných prvků ze skupiny uhlíku, pro elektronické aplikace z odpadních fotovol-taických článků jako zdroje křemíku, vyřazených optických čoček jako zdroje germa-nia a hořčíkových špon pro přípravu silicidu a germanidu hořečnatého či jejich směsí k následné produkci křemíkových a/nebo germaniových hydridů. Součástí práce byla optimalizace přípravy silicidu hořečnatého, která byla testována ve čtyřech typech reaktorů. Experimenty prokázaly, že nejvhodnějším typem reaktoru je zhotovený více-fázový vsádkový reaktor s kontinuálním odtahem těkavých složek při vakuu, který umožňuje evakuaci nečistot, žádoucí fázový přechod hořčíku, ale současně zabraňuje jeho masivní evaporaci z prostoru reaktoru. Tento reaktor byl použit pro nalezení opti-málních podmínek (400 °C, 5 Pa, 25 min) při přípravě silicidu hořečnatého s konverzí převyšující 90 % a to i v případě použití čtyř reálných vzorků vyřazených fotovoltaic-kých článků. Nalezené podmínky následně umožnily i přípravu germanidu hořečnatého a jeho směsí se silicidem hořečnatým.

In the present work, a new technology for the regeneration of electronic grade silicon and germanium, important elements of the carbon group, was designed from waste photo-voltaic cells as a source of silicon, discarded optical lenses as a source of germanium and magnesium chips for the preparation of magnesium silicide and germanide or their mix-tures for subsequent production of silicon and/or germanium hydrides. Part of the work was optimization of magnesium silicide preparation, which was tested in four types of reactors. Experiments have shown that the most suitable type of reactor is a multiphase batch reactor with continuous evacuation of volatile components under vacuum, which allows the evacuation of impurities, a desirable phase transition of magnesium, while preventing its massive evaporation from the reactor space. This reactor was used to find optimal reaction conditions (400 °C, 5 Pa, 25 min) for the preparation of magnesium silicide with a conversion over 90 % even when using four real samples of discarded photovoltaic cells. The found conditions subsequently enabled the preparation of mag-nesium germanide and its mixtures with magnesium silicide.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0310751