The aim of the diploma thesis is to find out by measuring the production of carbon dioxide that man produces in various types of physical activity. Using the model, the goal is to simulate real carbon dioxide production for a type object and to design a way of automatic regulation, air supply and drainage to obtain better indoor environment (represented by carbon dioxide).

The goal of the thesis was to study the indoor air quality measurement focusing on the concentration of carbon dioxide. Within the theoretical part, data mining including basic classification methods and approaches to dimensionality reduction was introduced. In addition, the principles of the developed system within IoTCloud project and available possibilities for measurement of necessary quantities were studied. In the practical part, the suitable sensors for given rooms were selected and long-term measurement was performed. Measured data was used to create the system for window opening detection and for the design of appropriate way of air change regulation in a room. The aim of regulation was to improve air quality using natural ventilation.

The master thesis focuses on the preparation of nickel coating on ceramic (Al2O3) substrate. The deposition of nickel was carried out by the electroless plating method in bath at various kinetic conditions. An impact of varied size, shape and roughness on the quality of the coated surface was investigated. The main goal was to find optimized conditions of the plating process of the thin metal coatings. Prepared nickel coatings were analysed by SEM, EDX analysis, mechanical profilometry and the plating bath was analysed by UV-VIS spectrophotometry. The continuous nickel coatings were achieved by modifying the deposition process, and the kinetic mechanism of experimental conditions was described.

This diploma thesis focuses on electrochemical sensors to detect radiation in the blue region of the visible spectrum. As a semiconducting material for the manufacture of the sensor, a suspension of tungsten trioxide was found. The individual elements of the sensor were applied by pad printing techniques or screen printing. Using linear voltammetry and chronoamperometry, the magnitude of the generated current was measured and radiometric calibration was performed. The properties of the layers were characterized by profilometry, optical and electron microscopy.

Techniky rychlého slinování jako „Spark Plasma Sintering (SPS)“, „Flash Sintering“ (FS), „Selective Laser Sintering“ (SLS), „Induction Sintering“ (IS) a „Microwave Sintering“ (MS) jsou navrženy tak, aby účinně a předvídatelně kontrolovaly mikrostrukturu během slinovací proces. Spark Plasma Sintering jako jedna z nejmodernějších technik rychlého slinování a byla studována po celá desetiletí. V SPS má tři hlavní rysy: přímý ohřev elektrickým proudem, pulzní stejnosměrný elektrický proud a mechanický tlak. Mechanismy působení faktorů během SPS procesu však nejsou zatím jasně objasněny. Tato práce byla inspirována zvýšeným zájmem o techniky rychlého slinování a snahou o objasnění působení hlavních faktorů. Tato studie je rozdělena do čtyř částí: efekt elektromagnetického pole, efekt pulzního vzoru, tlakový efekt a přímý Joulův ohřev. Výsledky ukázaly, že elektromagnetické pole v SPS může být ignorováno, jak ukázaly simulace, a rovněž během experimentů nebyl nalezen žádný „efekt pole“. Na druhou stranu účinek pulzního vzoru byl významný, prášek TiO2 byl slinován pulzními vzory 12:2 a 10:9 s konstantním příkonem. Po aplikaci pulzního vzoru 10:9 došlo ke zvýšení velikosti zrna o jeden řád a ke zvýšení hustoty o 8%, zatímco množství spotřebované energie zůstalo konstantní. Při zahřátí s různými vzory pulzů se mění účinný výkon a kontaktní odpor indukovaný mechanickým pulsem, což jsou dva hlavní důvody, které vysvětlují měnící se energetickou účinnost. Vliv tlaku byl také významný, výsledky ukázaly, že použití tlaku při 900 ° C přineslo vysokou hustotu a malou velikost zrn, což vedlo k nejvyšší tvrdosti měřenou podle Vickerse. Interakce mezi tlakem a parami, vedoucí k rozdílné rychlosti přenosu páry v prvním slinovacím stupni, je považována za důvod pro rozdíly v mikrostruktuře, jako jsou mikropóry. Načasování mechanického tlaku může také podporovat difúzní mechanismy zhutňování během druhého slinovacího stupně, jako je difúze na hranicích zrn a mřížková difúze. Přímý ohřev, kdy se vede elektrický proud přímo skrz vzorek, vede k nízké měřené teplotě při slinování karbidu boru a jeho kompozitů, avšak teplota uvnitř vzorku je podstatně vyšší. Přidání slitiny titanu a křemíku do B4C významně zvýšilo finální hustotu, což byl hlavní důvod ovlivnění mechanických vlastností. Vzorek B4C + 1.0Ti (1 obj. % Ti slitiny) dosáhl nejvyšší tvrdosti 3628.5 ± 452.6 HV1 (16.2% vyšší než čistý B4C) s lomovou houževnatostí 2.11 ± 0.25 MPa m0.5. Zatímco při dopování křemíkem dosáhl vzorek B4C + 0.5Si (0.5 obj. % křemíku) nejvyšší tvrdosti 3524.6 ± 207.8 HV1 (o 13.0% vyšší než čistý B4C), vzorek B4C + 1.0Si dosáhl nejvyšší lomové houževnatosti 2.97 ± 0.03 MPa m0.5 (o 15.6% vyšší než čistý B4C). Velikost zrn kompozitů dotovaných titanem se oproti čistému karbidu boru byla o něco větší a mikrostruktura více nehomogenní. Naproti tomu se velikost zrn vzorků dotovaných křemíkem příliš nezměnila ve srovnání s velikostí zrn čistého karbidu boru. Sekundární fáze karbid křemíku byla dobře spojena s matricí karbidu boru a vykazovala pozitivní účinek jak na tvrdost, tak na lomovou houževnatost. Tato práce zkoumala vliv různých kontroverzních a nepopsaných aspektů na slinování keramických materiálů metodou Spark Plasma Sintering, což vedlo k lepšímu pochopení této techniky slinování.

Impregnace na bázi silikátů se široce používá k ochraně betonu před agresivním prostředím. Pochopení aspektů týkajících se tohoto typu impregnace však není zcela jasné. Tato práce představuje informaci o jednotlivých vlastnostech vybraných křemičitanů, přesněji draselného, sodného, lithného a koloidního oxidu křemičitého (koloidní silika), dále o účinnosti z hlediska nasákavosti, stupni účinku na hydrataci cementu, schopnosti těchto látek uzavřít póry a jejích vliv na mikrostrukturu cementového substrátu a na penetrační schopnost. Účinnost filmotvorných látek byla hodnocena jak na čerstvém cementovém tmelu, tak na vyzrálejším, aplikovaných po 1 a 24 hodinách od smíchání směsi. K dosažení kvalitativních výsledků byly použity instrumentální metody, jako je rtuťová porosimetrie, rheometrie, izotermální kalorimetrie, rentgenová difrakční analýza a skenovací elektronová mikroskopie. S ohledem na provedené testy byla prokázána určitá účinnost ošetřujících přísad. Výsledky všech testů ukázaly vyšší účinnost těchto látek v případě ošetření na vyzrálejším cementovém povrchu, což bylo pravděpodobně způsobeno vyšším stupněm hydratace, díky čemuž se vytvořily nové fáze, se kterými silikáty byly schopné zareagovat a jistým způsobem ovlivnit mikrostrukturu.

The diploma thesis focuses on the risks associated with the use of gas detectors in the intervention of fire brigade units, specifically in the case of an event associated with a carbon monoxide leak. The diploma thesis briefly explains the procedure of the units of the Fire and Rescue Service of the Czech Republic in terms of gas detection, specifically carbon monoxide. The work focuses on the Fire and Rescue Service of the South Moravian Region and analyzes the current equipment of fire stations with detection means. The output of the diploma thesis is to design a suitable optimization of the unit and measurement, including financial evaluation in various types of emergencies, in which units of the fire brigade may encounter a leak of carbon monoxide. Furthermore, a draft Methodological Sheet is prepared - Interventions with carbon monoxide leakage provide information on carbon monoxide and procedures for activities related to gas leakage.

The aim of this work is diagnostic of plasma chemical deposition thin films based on organometallic precursors. Thin layers have recently become one of the most used methods for surface treatment of materials. They are used as a protective, functional layer, they improve surface properties of materials or increase or reduce the adhesion to various compounds. Plasma polymers are a modern trend in surface treatment technology. Their structure is different from classical polymers. The titanium (IV)isopropoxide was chosen as a monomer example, which is frequently used as a monomer for photocatalytic TiO2 films plasma deposition. These thin films are very promising for the removal of various air and water pollutants and thus they can significantly help in the increase of the environmental quality. Measurements took place on a commercial device Plasmatreater AS 400. The theoretical part describes the background needed for the study and diagnostics of plasma processes and technologies. The optical emission spectroscopy was chosen as a diagnostic method, and thus its principles are outlined in the theoretical part. Infrared spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy were applied for the diagnostics of prepared thin films and they are also described in the theoretical part. The experimental part contains two sections. The first section is dedicated to the plasma diagnostics by optical emission spectroscopy. Discharge was generated in nitrogen or in the air. Measurements were performed at seven different duty cycles and at two different flow rates for each of the working gases. The molecular bands of nitrogen first negative and second systems, CN violet bands, and atomic lines of oxygen and nozzle elements (Cu, Cr) were identified in the spectra. The titanium lines, and bands of TiO were determined if the precursor was added. Electron temperature was calculated using chromium lines, and electron temperature maps were obtained for continuous mode and pulse mode with duty cycle 70% for nitrogen plasma with 500 sccm precursor flow. Similar discharge maps were also processed using the selected line of titanium (520 nm) TiO band (625 nm) again for the same discharge conditions. Furthermore, the dependences of the same quantities were obtained along the discharge axis as a function of duty cycle in both gases with precursor flow of 1000 sccm. The second part of results brings material analyzes of the deposited samples. The peaks of anatase and rutile have been identified by infrared spectroscopy. Using X-ray photoelectron spectroscopy, we found that our layers contain a significant amount of non-dissociated precursor. Moreover, a large number of radicals, which can interact with atmospheric gases, was determined on the surface. These radicals are removable by annealing or by ion etching. All results obtained during this research can significantly help us to improve the quality of deposited layers and allow us also some prediction of the thin film properties at given plasma conditions. Of course, further experimental as well as theoretical studies should be completed to obtain complete knowledge needed for the wide applications of these layers.

Portland clinker is thanks to its large-scale production a continuously studied topic. Clinker, or Portland cement, is used for construction purposes, or for insulation and special applications. One of these special applications could be shielding of different types of radiation by making use of the content of barium ions. The present master’s thesis examines the influence of barium oxide on the formation and properties of Portland clinker, which could be, by incorporation of barium ions into the system, used as a binder for buildings resistant to various types of radiation. Barium sulfate and barium carbonate were added to the raw meal in order to prepare clinkers with different content of barium oxide. The effect of barium on the formation of clinker phases was studied (by XRD – Rietveld analysis and by the microscopic point integration), as well as the effects on the variations of temperature of the phase formation (TG-DTA) and the rate of alite formation under isothermal conditions. Furthermore, the ability of barium to become a part of clinker minerals was studied by SEM with EDS, and the solubility of barium phases by ICP-OES. The hydration of clinker minerals containing barium was studied by isothermal calorimetry.

This master thesis deals with the topic of alternative production of hydrogen as the energy carrier of the future. The primary focus is on the production of hydrogen based on photocatalytical water splitting in the presence of semiconductor materials (especially modified and unmodified TiO2). The aim of the thesis is a synthesis of nanostructured oxide, graphene/graphene oxide particles and its composites, and a study of its structures and photocatalytical properties regarding photolysis of water. Products of the syntheses are described from the point of view of phase composition, surface area and photocatalytical activity. The main output of the thesis is a discussion of the influence of alkaline complex forming reagents on the hydrothermal low-temperature synthesis of biphasic TiO2, and a study of the influence of graphene/graphene oxide modification on photocatalytical activity of biphasic TiO2.