Badania prowadzone przez pracowników Zespołu Chemii Analitycznej mieszczą się w obszarze chemii analitycznej, spektrometrii atomowej, jak również analizy i chemii żywności, czy fizykochemii plazmy i spektrochemii. Ich celem jest m. i.:
I. Opracowanie i walidowanie nowych, alternatywnych metod analizy wielopierwiastkowej próbek środowiskowych (gleby, wody, ścieki, tkanki zwierzęce i roślinne) i żywności, w szczególności produktów pochodzenia naturalnego, napojów, nutraceutyków czy suplementów diety, leków pochodzenia naturalnego i syntetycznego, z zastosowaniem atomowej spektrometrii absorpcyjnej i emisyjnej, w których na etapie przygotowania próbek do pomiaru stężeń całkowitych pierwiastków wysokotemperaturowe rozkłady próbek zastępowane są technikami ekstrakcyjnymi, w tym ekstrakcją wspomaganą ultradźwiękami lub energią mikrofalową, ekstrakcją rozpuszczalnikową, ekstrakcją do fazy stałej, ekstrakcją enzymatyczna czy ekstrakcją do punktu zmętnienia. Stosowane są również rozkłady mokre w układach otwartych lub zamkniętych wspomaganych energią mikrofalową, czy spopielanie próbek. W badaniach stosowane są różne metody detekcji, tj. optyczna spektrometria emisyjna ze wzbudzeniem w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP OES), atomowa spektrometria absorpcyjna z atomizacją w płomieniu (FAAS) lub kuwecie grafitowej (GFAAS). Metody te sprzęga się z układami do generowania wodorków (HG) lub zimnych par rtęci (CVG).
II. Opracowanie i walidowanie metod analitycznych, które umożliwiają oznaczanie stężeń całkowitych pierwiastków śladowych, domieszkowych i głównych, jak również ich form fizykochemicznych (specjacyjnych) lub frakcji, w jakich występują w analizowanych próbkach. Opracowane metody są przydatne w ocenie jakości produktów i półproduktów, ocenie wartości odżywczych produktów żywnościowych, ocenie biodostępności i bioprzyswajalności pierwiastków (makro- i mikroelementów oraz pierwiastków śladowych) w produktach żywnościowych, (bio)monitoringu pierwiastków oraz ocenie ich mobilności czy toksyczności w środowisku.
III. Diagnostyka spektroskopowa plazmowych i wyładowczych źródeł wzbudzenia, jak również opracowanie nowych, zminiaturyzowanych źródeł wzbudzenia, np. wyładowania jarzeniowego generowanego pod ciśnieniem atmosferycznym w kontakcie z cieczą, APGD; wyładowania barierowego, DBD), stosowanych w optycznej spektrometrii emisyjnej do pierwiastkowej analizy śladowej. Określana jest charakterystyka spektroskopowa i analityczna tych alternatywnych źródeł wzbudzenia, optymalizowane są zachodzące w nich procesy atomizacji i wzbudzenia celem poprawy ich charakterystyki analitycznej i praktycznego zastosowania w analizie spektrochemicznej.
IV. Analiza substancji krystalicznych i polikrystalicznych, a także określenie składu fazowego i struktur występujących w badanych próbkach metodą proszkowej dyfrakcji rentgenowskiej (XRD). Badane są m. in. farmaceutyki, stopy metali, numizmaty, materiały geologiczne i budowlane, popioły.
V. Opracowanie niekonwencjonalnych metod syntezy nanocząstek metalicznych (Au, Ag, Au-Ag, Fe3O4) z udziałem zimnej plazmy atmosferycznej, naturalnych olejków eterycznych lub ekstraktów roślin. Otrzymane nanocząstki są charakteryzowane pod względem właściwości optycznych i granulometrycznych, czy przeciwbakteryjne.
VI. Zastosowanie plazm atmosferycznych w inżynierii środowiska i biomedycznej, np. do oczyszczania wód z zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych, eradykacji bakterii.
Pracownicy Zespołu Metalurgii Chemicznej zajmują się następującą tematyką naukowo-badawczą:
I. Badanie procesów fizykochemicznych związanych z termicznym przekształcaniem odpadów dla odzysku surowcowego, przede wszystkim metali. W szczególności badany jest proces zgazowania w atmosferze pary wodnej, pozwalający na pełne usunięcie form organicznych z przetwarzanych odpadów do fazy gazowej bez udziału powietrza i uzyskanie w ten sposób półproduktów o korzystnych właściwościach dla dalszej piro- lub hydrometalurgicznej przeróbki. Gaz procesowy może być, ze względu na potencjalnie dużą zawartość wodoru, wykorzystany jako źródło tego pierwiastka.
II. Wyznaczanie właściwości termodynamicznych układów podwójnych LnX3-MX oraz LnX3-LnX3 (gdzie Ln - lantanowiec, M - litowiec, X - fluorowiec), takich jak entalpie i temperatury topnienia, przemian fazowych, pomiary ciepła molowego, ciepła rozpuszczania, entalpii mieszania, wyznaczanie wykresów fazowych, funkcji termodynamicznych, itp. Dodatkowo wykonuje się pomiary przewodnictwa elektrycznego stopionych soli.
III. Badania nad zastosowaniem ługowania w warunkach atmosferycznych i hydrotermalnych do odzysku miedzi oraz metali towarzyszących z koncentratów produkowanych w zakładach KGHM Polska Miedź S. A. Hydrotermalne wydzielanie związków metali z roztworów po ługowaniu. Ekstrakcyjne wydzielanie metali z roztworów. Badania transportu jonów metali w układach z membraną ciekłą opartą.
IV. Zastosowanie podstawowych metod flotacyjnych do koncentracji jonów metali z roztworów wodnych (opracowanie skutecznej, szybkiej metody wydzielenia i/lub rozdzielenia radionuklidów ze skażonych roztworów wodnych czy z odpadów promieniotwórczych) oraz do selektywnego wydzielania jonów metali z roztworów po ługowaniu zużytych źródeł energii.
V. Odzysk lantanowców z materiałów odpadowych (opracowanie procesu technologicznego przeróbki m. in. magnesów stałych z dysków twardych komputerów).
VI. Wytwarzanie cienkowarstwowych powłok tlenkowych metodą zol-żel na różnych podłożach. Badania obejmują syntezę wraz z optymalizacją warunków syntezy prowadzącą do otrzymania materiałów o różnych cechach użytkowych oraz określenie właściwości fizykochemicznych powłok. Opracowywane są powłoki tlenkowe do zastosowań w optyce (np. czujniki optyczne), o właściwościach ochronnych (ułatwiające czyszczenie ?easy to clean? coatings, antykorozyjne na podłożach metalicznych).
VII. Synteza i właściwości żywic polimerowych. Selektywne wydzielanie metali szlachetnych z zastosowaniem ekstrakcji rozpuszczalnikowej i sorpcji na żywicach polimerowych.