OXIDATION OF CHLORIDE TO CHLORINE BY CEIV IONS MEDIATED BY DIFFERENT RUIV AND IRIV OXIDE-BASED CATALYSTS

A number of different, characterised, supported and unsupported oxides of Ru(IV) and Ir(IV) have been tested for activity as a chlorine catalyst in the oxidation of brine by Ce(IV) ions. All the different materials tested gave yields of chlorine of > 90% and first-order kinetics for the reduction of the Ce(IV) ions. The samples prepared by the Adams method were the most active of the materials tested and are typified by high surface areas and appreciable activities per unit area. The kinetics of the catalysed reduction of Ce(IV) ions by brine were studied in detail using an Ru(IV) oxide prepared by the Adams method and supported on TiO2 and the results were rationalised in terms of an electrochemical model in which the rate-determining step is the diffusion-controlled reduction of Ce(IV) ions. In support of this model the measured activation energies for the oxidation of brine by Ce(IV) ions, catalysed by either a supported or unsupported Adams catalyst, were both close (18-21 kJ mol-1) to that expected for a diffusion-controlled reaction (ca. 15 kJ mol-1).

Transport Properties Investigation of Aqueous Protic Ionic Liquid Solutions through Conductivity, Viscosity, and NMR Self-Diffusion Measurements

We present a study on the transport properties through conductivity (s), viscosity (?), and self-diffusion coefficient (D) measurements of two pure protic ionic liquids—pyrrolidinium hydrogen sulfate, [Pyrr][HSO4], and pyrrolidinium trifluoroacetate, [Pyrr][CF3COO]—and their mixtures with water over the whole composition range at 298.15 K and atmospheric pressure. Based on these experimental results, transport mobilities of ions have been then investigated in each case through the Stokes–Einstein equation. From this, the proton conduction in these PILs follows a combination of Grotthuss and vehicle-type mechanisms, which depends also on the water composition in solution. In each case, the displacement of the NMR peak attributed to the labile proton on the pyrrolidinium cation with the PILs concentration in aqueous solution indicates that this proton is located between the cation and the anion for a water weight fraction lower than 8%. In other words, for such compositions, it appears that this labile proton is not solvated by water molecules. However, for higher water content, the labile protons are in solution as H3O+. This water weight fraction appears to be the solvation limit of the H+ ions by water molecules in these two PILs solutions. However, [Pyrr][HSO4] and [Pyrr][CF3COO] PILs present opposed comportment in aqueous solution. In the case of [Pyrr][CF3COO], ?, s, D, and the attractive potential, Epot, between ions indicate clearly that the diffusion of each ion is similar. In other words, these ions are tightly bound together as ion pairs, reflecting in fact the importance of the hydrophobicity of the trifluoroacetate anion, whereas, in the case of the [Pyrr][HSO4], the strong H-bond between the HSO4– anion and water promotes a drastic change in the viscosity of the aqueous solution, as well as on the conductivity which is up to 187 mS·cm–1 for water weight fraction close to 60% at 298 K.

The M17 leucine aminopeptidase of the malaria parasite Plasmodium falciparum:importance of active site metal ions in the binding of substrates and inhibitors

The M17 leucine aminopeptidase of the intraerythrocytic stages of the malaria parasite Plasmodium falciparum (PfLAP) plays a role in releasing amino acids from host hemoglobin that are used for parasite protein synthesis, growth, and development. This enzyme represents a target at which new antimalarials could be designed since metalloaminopeptidase inhibitors prevent the growth of the parasites in vitro and in vivo. A study on the metal ion binding characteristics of recombinant P. falciparum M17 leucine aminopeptidase (rPfLAP) shows that the active site of this exopeptidase contains two metal-binding sites, a readily exchangeable site (site 1) and a tight binding site (site 2). The enzyme retains activity when the metal ion is removed from site 1, while removal of metal ions from both sites results in an inactive apoenzyme that cannot be reactivated by the addition of divalent metal cations. The metal ion at site 1 is readily exchangeable with several divalent metal ions and displays a preference in the order of preference Zn(2+) > Mn(2+) > Co(2+) > Mg(2+). While it is likely that native PfLAP contains a Zn(2+) in site 2, the metal ion located in site 1 may be dependent on the type and concentration of metal ions in the cytosolic compartment of the parasite. Importantly, the type of metal ion present at site 1 influences not only the catalytic efficiency of the enzyme for peptide substrates but also the mode of binding by bestatin, a metal-chelating inhibitor of M17 aminopeptidases with antimalarial activity.

Rapid and nondestructive measurement of labile Mn, Cu, Zn, Pb and As in DGT by using field portable-XRF

The technique of diffusive gradients in thin films (DGT) is often employed to quantify labile metals in situ; however, it is a challenge to perform the measurements in-field. This study evaluated the capability of field-portable X-ray fluorescence (FP-XRF) to swiftly generate elemental speciation information with DGT. Biologically available metal ions in environmental samples passively preconcentrate in the thin films of DGT devices, providing an ideal and uniform matrix for XRF nondestructive detection. Strong correlation coefficients (r > 0.992 for Mn, Cu, Zn, Pb and As) were obtained for all elements during calibration. The limits of quantitation (LOQ) for the investigated elements of FP-XRF on DGT devices are 2.74 for Mn, 4.89 for Cu, 2.89 for Zn, 2.55 for Pb, and 0.48 for As (unit: µg cm(-2)). When Pb and As co-existed in the solution trials, As did not interfere with Pb detection when using Chelex-DGT. However, there was a significant enhancement of the Pb reading attributed to As when ferrihydrite binding gels were tested, consistent with Fe-oxyhydroxide surfaces absorbing large quantities of As. This study demonstrates the value of the FP-XRF technique to rapidly and nondestructively detect the metals accumulated in DGT devices, providing a new and simple diagnostic tool for on-site environmental monitoring of labile metals/metalloids

Comparative study on transport properties for LiFAP and LiPF6 in alkyl-carbonates as electrolytes through conductivity, viscosity and NMR self-diffusion measurements

We present in this work a comparative study on density and transport properties, such as the conductivity (sigma), viscosity (eta) and self-diffusion coefficients (D), for electrolytes based on the lithium hexafluorophosphate, LiPF6; or on the lithium tris(pentafluoroethane)-trifluorophosphate, LiFAP dissolved in a binary mixture of ethylene carbonate (EC) and dimethylcarbonate (DMC) (50:50 wt%). For each electrolyte, the temperature dependence on transport properties over a temperature range from 10 to 80 degrees C and 20 to 70 degrees C for viscosity and conductivity, respectively, exhibits a non-Arrhenius behavior. However, this dependence is correctly correlated by using the Vogel-Tamman-Fulcher (VTF) type fitting equation. In each case, the best-fit parameters, such as the pseudo activation energy and ideal glass transition temperature were then extracted. The self-diffusion coefficients (D) of the Li+ cation and PF6- or FAP(-) anions species, in each studied electrolyte, were then independently determined by observing Li-3, F-19 and P-31 nuclei with the pulsed-gradient spin-echo (PGSE) NMR technique over the same temperature range from 20 to 80 degrees C. Results show that even if the diffusion of the lithium cation is quite similar in both electrolytes, the anions diffusion differs notably. In the case of the LiPF6-based electrolyte, for example at T approximate to 75 degrees C (high temperature), the self-diffusion coefficients of Li+ cations in solution (D (Li+)approximate to 5 x 10(-19) m(2) s(-1)) is 1.6 times smaller than that of PF6- anions (D (PF6-) = 8.5 x 10(-19) m(2) s(-1)), whereas in the case of the LiFAP-based electrolyte, FAP(-) anions diffuse at same rate as the Li+ cations (D (FAP(-)) = 5 x 10(-1) m(2) s(-1)). Based on these experimental results, the transport mobility of ions were then investigated through Stokes-Einstein and Nernst-Einstein equations to determine the transport number of lithium t(Li)(+), effective radius of solvated Li+ and of PF6- and FAP(-) anions, and the degree of dissociation of these lithium salts in the selected EC/DMC (50:50 wt%) mixture over a the temperature range from 20 to 80 degrees C. This study demonstrates the conflicting nature of the requirements and the advantage of the well-balanced properties as ionic mobility and dissociation constant of the selected electrolytes. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Energy levels, radiative rates and electron impact excitation rates for transitions in He-like Ti XXI, v XXII, Cr XXIII and Mn XXIV

We report calculations of energy levels, radiative rates and electron impact excitation cross sections and rates for transitions in He-like Ti XXI, V XXII, Cr XXIII and Mn XXIV. grasp (general-purpose relativistic atomic structure package) is adopted for calculating energy levels and radiative rates. For determining the collision strengths and subsequently the excitation rates, the Dirac atomic R-matrix code (darc) is used. Oscillator strengths, radiative rates and line strengths are reported for all E1, E2, M1 and M2 transitions among the lowest 49 levels of each ion. Additionally, theoretical lifetimes are listed for all the 49 levels of the above four ions. Collision strengths are averaged over a Maxwellian velocity distribution and the effective collision strengths obtained listed over a wide temperature range up to 10 ^7.5K. Comparisons are made with similar data obtained using the flexible atomic code (fac) to highlight the importance of resonances, included in calculations with darc, in the determination of effective collision strengths. Discrepancies between the collision strengths from darc and fac, in particular for forbidden transitions, are also discussed. Finally, discrepancies between the present results for effective collision strengths with the darc code and earlier semi-relativistic R-matrix data are noted over a wide range of electron temperatures for many transitions in all ions. 

L’étude de l’InP et du GaP suite à l’implantation ionique de Mn et à un recuit thermique

Cette thèse est dédiée à l’étude des matériaux InMnP et GaMnP fabriqués par implantation ionique et recuit thermique. Plus précisément nous avons investigué la possibilité de former par implantation ionique des matériaux homogènes (alliages) de InMnP et GaMnP contenant de 1 à 5 % atomiques de Mn qui seraient en état ferromagnétique, pour des possibles applications dans la spintronique. Dans un premier chapitre introductif nous donnons les motivations de cette recherche et faisons une revue de la littérature sur ce sujet. Le deuxième chapitre décrit les principes de l’implantation ionique, qui est la technique utilisée pour la fabrication des échantillons. Les effets de l’énergie, fluence et direction du faisceau ionique sur le profil d’implantation et la formation des dommages seront mis en évidence. Aussi dans ce chapitre nous allons trouver des informations sur les substrats utilisés pour l’implantation. Les techniques expérimentales utilisées pour la caractérisation structurale, chimique et magnétique des échantillons, ainsi que leurs limitations sont présentées dans le troisième chapitre. Quelques principes théoriques du magnétisme nécessaires pour la compréhension des mesures magnétiques se retrouvent dans le chapitre 4. Le cinquième chapitre est dédié à l’étude de la morphologie et des propriétés magnétiques des substrats utilisés pour implantation et le sixième chapitre, à l’étude des échantillons implantés au Mn sans avoir subi un recuit thermique. Notamment nous allons voir dans ce chapitre que l’implantation de Mn à plus que 1016 ions/cm2 amorphise la partie implantée du matériau et le Mn implanté se dispose en profondeur sur un profil gaussien. De point de vue magnétique les atomes implantés se trouvent dans un état paramagnétique entre 5 et 300 K ayant le spin 5/2. Dans le chapitre 7 nous présentons les propriétés des échantillons recuits à basses températures. Nous allons voir que dans ces échantillons la couche implantée est polycristalline et les atomes de Mn sont toujours dans un état paramagnétique. Dans les chapitres 8 et 9, qui sont les plus volumineux, nous présentons les résultats des mesures sur les échantillons recuits à hautes températures : il s’agit d’InP et du GaP implantés au Mn, dans le chapitre 8 et d’InP co-implanté au Mn et au P, dans le chapitre 9. D’abord, dans le chapitre 8 nous allons voir que le recuit à hautes températures mène à une recristallisation épitaxiale du InMnP et du GaMnP; aussi la majorité des atomes de Mn se déplacent vers la surface à cause d’un effet de ségrégation. Dans les régions de la surface, concentrés en Mn, les mesures XRD et TEM identifient la formation de MnP et d’In cristallin. Les mesures magnétiques identifient aussi la présence de MnP ferromagnétique. De plus dans ces mesures on trouve qu’environ 60 % du Mn implanté est en état paramagnétique avec la valeur du spin réduite par rapport à celle trouvée dans les échantillons non-recuits. Dans les échantillons InP co-implantés au Mn et au P la recristallisation est seulement partielle mais l’effet de ségrégation du Mn à la surface est beaucoup réduit. Dans ce cas plus que 50 % du Mn forme des particules MnP et le restant est en état paramagnétique au spin 5/2, dilué dans la matrice de l’InP. Finalement dans le dernier chapitre, 10, nous présentons les conclusions principales auxquels nous sommes arrivés et discutons les résultats et leurs implications.

Défauts et diffusion dans le silicium amorphe

Nous avons observé une augmentation ‘’transient’’du taux de cristallisation interfacique de l’a-Si lorsqu’on réimplante du Si à proximité de l’interface amorphe/cristal. Après amorphisation et traitement thermique à 650°C pendant 5s de la couche a-Si crée par implantation ionique, une partie a été réimplantée. Les défauts produits par auto-réimplantation à 0.7MeV se trouvent à (302±9) nm de l’interface initiale. Cela nous a permis d’étudier d’avantage la variation initiale de la vitesse SPE (Épitaxie en phase solide). Avec des recuit identiques de 4h à 500°C, nous avons déterminé les positions successives des interfaces et en déduit les taux de cristallisation SPE. La cristallisation débute à l’interface et continue graduellement vers la surface. Après le premier recuit, (252±11) nm s’est recristallisé dans la zone réimplantée soit un avancement SPE de 1.26x10^18at./cm2. Cette valeur est environ 1.50 fois plus importante que celle dans l’état relaxé. Nous suggérons que la présence de défauts à proximité de l’interface a stimulé la vitesse initiale. Avec le nombre de recuit, l’écart entre les vitesses diminue, les deux régions se cristallisent presque à la même vitesse. Les mesures Raman prises avant le SPE et après chaque recuit ont permis de quantifier l’état de relaxation de l’a-Si et le transfert de l’état dé-relaxé à relaxé.

Quantifying diffusion in biofilms : from model hydrogels to living biofilms

Les biofilms sont des communautés de microorganismes incorporés dans une matrice exo-polymérique complexe. Ils sont reconnus pour jouer un rôle important comme barrière de diffusion dans les systèmes environnementaux et la santé humaine, donnant lieu à une résistance accrue aux antibiotiques et aux désinfectants. Comme le transfert de masse dans un biofilm est principalement dû à la diffusion moléculaire, il est primordial de comprendre les principaux paramètres influençant les flux de diffusion. Dans ce travail, nous avons étudié un biofilm de Pseudomonas fluorescens et deux hydrogels modèles (agarose et alginate) pour lesquels l’autodiffusion (mouvement Brownien) et les coefficients de diffusion mutuels ont été quantifiés. La spectroscopie par corrélation de fluorescence a été utilisée pour mesurer les coefficients d'autodiffusion dans une volume confocal de ca. 1 m3 dans les gels ou les biofilms, tandis que les mesures de diffusion mutuelle ont été faites par cellule de diffusion. En outre, la voltamétrie sur microélectrode a été utilisée pour évaluer le potentiel de Donnan des gels afin de déterminer son impact sur la diffusion. Pour l'hydrogel d'agarose, les observations combinées d'une diminution du coefficient d’autodiffusion et de l’augmentation de la diffusion mutuelle pour une force ionique décroissante ont été attribuées au potentiel de Donnan du gel. Des mesures de l'effet Donnan (différence de -30 mV entre des forces ioniques de 10-4 et 10-1 M) et l'accumulation correspondante d’ions dans l'hydrogel (augmentation d’un facteur de 13 par rapport à la solution) ont indiqué que les interactions électrostatiques peuvent fortement influencer le flux de diffusion de cations, même dans un hydrogel faiblement chargé tel que l'agarose. Curieusement, pour un gel plus chargé comme l'alginate de calcium, la variation de la force ionique et du pH n'a donné lieu qu'à de légères variations de la diffusion de sondes chargées dans l'hydrogel. Ces résultats suggèrent qu’en influençant la diffusion du soluté, l'effet direct des cations sur la structure du gel (compression et/ou gonflement induits) était beaucoup plus efficace que l'effet Donnan. De même, pour un biofilm bactérien, les coefficients d'autodiffusion étaient pratiquement constants sur toute une gamme de force ionique (10-4-10-1 M), aussi bien pour des petits solutés chargés négativement ou positivement (le rapport du coefficient d’autodiffusion dans biofilm sur celui dans la solution, Db/Dw ≈ 85 %) que pour des nanoparticules (Db/Dw≈ 50 %), suggérant que l'effet d'obstruction des biofilms l’emporte sur l'effet de charge. Les résultats de cette étude ont montré que parmi les divers facteurs majeurs qui affectent la diffusion dans un biofilm environnemental oligotrophe (exclusion stérique, interactions électrostatiques et hydrophobes), les effets d'obstruction semblent être les plus importants lorsque l'on tente de comprendre la diffusion du soluté. Alors que les effets de charge ne semblaient pas être importants pour l'autodiffusion de substrats chargés dans l'hydrogel d'alginate ou dans le biofilm bactérien, ils ont joué un rôle clé dans la compréhension de la diffusion à travers l’agarose. L’ensemble de ces résultats devraient être très utiles pour l'évaluation de la biodisponibilité des contaminants traces et des nanoparticules dans l'environnement.

Ab initio study of MF2 (M=Mn, Fe, Co, Ni) rutile-type compounds using the periodic unrestricted Hartree-Fock approach

The ab initio periodic unrestricted Hartree-Fock method has been applied in the investigation of the ground-state structural, electronic, and magnetic properties of the rutile-type compounds MF2 (M=Mn, Fe, Co, and Ni). All electron Gaussian basis sets have been used. The systems turn out to be large band-gap antiferromagnetic insulators; the optimized geometrical parameters are in good agreement with experiment. The calculated most stable electronic state shows an antiferromagnetic order in agreement with that resulting from neutron scattering experiments. The magnetic coupling constants between nearest-neighbor magnetic ions along the [001], [111], and [100] (or [010]) directions have been calculated using several supercells. The resulting ab initio magnetic coupling constants are reasonably satisfactory when compared with available experimental data. The importance of the Jahn-Teller effect in FeF2 and CoF2 is also discussed.

Mn2þ-induced room-temperature ferromagnetism and spin-glass behavior in hydrothermally grown Mn-doped ZnO nanorods

The magnetic properties of Mn-doped ZnO (ZnO:Mn) nanorods grown by hydrothermal process at a temperature of 200 8C and a growth time of 3 h have been studied. The samples were characterized by using powder X-ray diffraction with Rietveld refinement, scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray analysis and SQUID magnetometry. Mn (3 wt%) and (5 wt%)-doped ZnO samples exhibit paramagnetic and ferromagnetic behavior, respectively, at room temperature. The spin-glass behavior is observed from the samples with respect to the decrease of temperature. At 10 K, both samples exhibit a hysteresis loop with relatively low coercivity. The room-temperature ferromagnetism in 5 wt% Mn-doped ZnO nanorods is attributed to the increase in the specific area of grain boundaries, interaction between dopant Mn2þ ions substituted at Zn2þ site and the interaction between Mn2þ ions and Zn2þ ions from the ZnO host lattice

Aprofitament de residus vegetals per a la concentració i separació d'ions metàl·lics de solucions aquoses

La adsorció sobre carbó actiu és un tractament habitual para a l'eliminació de metalls contaminants d'afluents aquosos. Amb la finalitat de reduir el cost dels tractament actuals s'està estudiant la utilització d'adsorbents de baix cost com a substituts dels sorbents convencionals que s'utilitzen usualment en els tractaments d'aigües. En aquesta tesi s'ha avaluat la possibilitat d'aprofitar diversos residus vegetals procedents de processos agrícoles o residus industrials, com a sorbents per a l'eliminació de metalls de solucions aquoses. En concret, el treball s'ha centrat en assolir dos grans objectius, primer de tot, conèixer la possibilitat d'utilitzar el pinyol d'oliva com a adsorbent de metalls divalents de solucions aquoses, com són el Cd(II), Cu(II), Ni(II) i Pb(II), i en segon lloc, avaluar la utilització de quatre residus vegetals (escorça de yohimbe, rapa de raïm, suro i pinyol d'oliva) per a l'extracció de Cr(VI) de solucions aquoses i utilitzar el residu vegetal més apropiat com a base per tal d'obtenir un nou sorbent, amb més bona morfologia per ser utilitzat en sistemes d'eliminació de Cr(VI) en continu. Les dades cinètiques d'adsorció es van tractar amb el model cinètic de pseudo-segon ordre, amb el que es van determinar la velocitat inicial d'adsorció dels metalls. Els models d'isotermes d'equilibri de Langmuir i Freundlich es van utilitzar per descriure els equilibris d'adsorció i calcular els paràmetres de les isotermes. En els assajos amb mescles binàries de metalls, els resultats es van tractar amb el model ampliat de Langmuir. En aquest treball s'ha determinat, primerament, que el pinyol d'oliva és un bon sorbent dels metalls divalents estudiats. S'ha determinat que l'adsorció dels metalls varia amb el pH de la solució i que la presència de sals en la solució provoca una davallada en l'adsorció. També es va determinar la competència en l'adsorció entre els metalls al realitzar assajos en mescles binàries. Amb els estudis d'extracció de Cr(VI) amb els quatre materials s'ha determinat que aquests vegetals poden adsorbir el Cr(VI) en solució, tot i que la rapa i la yohimbe són els materials que presenten unes capacitats d'adsorció més elevades. Les anàlisis amb espectroscòpia electrònica de Raig-X realitzats en la rapa de raïm i la yohimbe en contacte amb Cr(VI) varen demostrar la presència del metall en els dos estats d'oxidació, Cr(VI) i Cr(III), evidenciant la participació del mecanisme de reducció de Cr(VI) en l'adsorció del metall sobre els materials. Amb l'encapsulació de la rapa de raïm es va incrementar significativament la capacitat d'adsorció del metall respecta a la seva utilització en la forma original. Les dades experimentals es van tractar amb un model de difusió i es va determinar el coeficient de difusió en l'adsorció en el sorbent amb diferent percentatge de rapa en l'interior. Finalment s'han realitzat estudis preliminars d'adsorció de crom hexavalent en continu utilitzant columnes de petites dimensions farcides amb el sorbent format per boles de rapa encapsulada en alginat càlcic. En aquests assajos s'ha determinat l'efecte en l'adsorció de metall de diversos paràmetres d'operació, com la concentració inicial de metall, el cabal i l'alçada de llit. El model de transferència de matèria i difusió en columna emprat pel tractament de les dades experimentals va mostrar l'efecte de la concentració inicial i del cabal en els coeficients de difusió i transferència de matèria. El model BDST no va predir correctament el temps de servei en els diferents paràmetres d'operació experimentats a causa de la complexitat del procés d'adsorció. Amb aquests assajos preliminars s'han establert les bases de l'adsorció de Cr(VI) amb el nou sorbent en sistemes en continu amb la finalitat de realitzar estudis posteriors d'eliminació del metall en columnes de majors dimensions.

Industrial radioactive barite scale: suppression of radium uptake by introduction of competing ions

Incorporation of radioactive isotopes during the formation of barite mineral scale is a widespread phenomenon occurring within the oil, mining and process industries. In a series of experiments radioactive barite/celestite solid solutions (SSBarite-Celcstite) have been synthesized under controlled conditions by the counter diffusion of Ra-226, Ba2+, Sr24+ and SO42- ions through a porous medium (silica gel), to investigate inhibiting effects in Ra uptake associated with the introduction of a competing ion (Sr2+). From characterization studies, the particle size and the morphology of the crystals appear to be related to the initial [Sr]/[Ba] molar ratio of the starting solution. Typically, systems richer in Sr produce smaller sized crystals and clusters characterized by a lower degree of order. The activity introduced to the system is mainly incorporated in the crystals generated from the barite/celestite solid solution as suggested by the activity profiles of the hydrogel columns analysed by gamma-spectrometry. There is a relationship between the initial [Sr]/[Ba] molar ratio of the starting solution and the activity exhibited by the synthesized crystals. An effective inhibition of the Ra-226 uptake during formation of the crystals (SSBarite-Celestite) was obtained through the introduction of a competing ion (Sr2+): the higher the initial [Sr]/[Ba] molar ratio of the starting solution, the lower the intensity of the activity peak in the crystals. (C) 2003 Published by Elsevier Ltd.

The effect of aqueous diffusion on the fractionation of chlorine and bromine stable isotopes

Diffusive isotopic fractionation factors are important in order to understand natural processes and have practical application in radioactive waste storage and carbon dioxide sequestration. We determined the isotope fractionation factors and the effective diffusion coefficients of chloride and bromide ions during aqueous diffusion in polyacrylamide gel. Diffusion was determined as functions of temperature, time and concentration. The effect of temperature is relatively large on the diffusion coefficient (D) but only small on isotope fractionation. For chlorine, the ratio, D-35cl/D-37cl varied from 1.00128 +/- 0.00017 (1 sigma) at 2 degrees C to 1.00192 +/- 0.00015 at 80 degrees C. For bromine, D-79Br/D-81Br varied from 1.00098 +/- 0.00009 at 2 degrees C to 1.0064 +/- 0.00013 at 21 degrees C and 1.00078 +/- 0.00018 (1 sigma) at 80 degrees C. There were no significant effects on the isotope fractionation due to concentration. The lack of sensitivity of the diffusive isotope fractionation to anything at the most common temperatures (0 to 30 C) makes it particularly valuable for application to understanding processes in geological environments and an important natural tracer in order to understand fluid transport processes. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Synthesis, structure and magnetic characterisation of a new layered ammonium manganese(II) diphosphate hydrate, (NH4)(2)[Mn-3(P2O7)(2)(H2O)(2)]

A new layered ammonium manganese(II) diphosphate, (NH4)(2)[Mn-3(P2O7)(2)(H2O)(2)], has been synthesised under solvothermal conditions at 433 K in ethylene glycol and the structure determined at 293 K using single-crystal X-ray diffraction data (M-r = 584.82, monoclinic, space group P2(1)/a, a = 9.4610( 8), b = 8.3565( 7), c = 9.477(1) Angstrom, beta = 99.908(9) degrees, V = 738.07 Angstrom(3), Z = 2, R = 0.0351 and R-w = 0.0411 for 1262 observed data (I > 3(sigma(I))). The structure consists of chains of cis- and trans-edge sharing MnO6 octahedra linked via P2O7 units to form layers of formula [Mn3P4O14(H2O)(2)](2-) in the ab plane. Ammonium ions lie between the manganese-diphosphate layers. A network of interlayer and ammonium-layer based hydrogen bonding holds the structure together. Magnetic measurements indicate Curie - Weiss behaviour above 30 K with mu(eff) = 5.74(1) mu(B) and theta = -23(1) K, consistent with the presence of high-spin Mn2+ ions and antiferromagnetic interactions. However, the magnetic data reveal a spontaneous magnetisation at 5 K, indicating a canting of Mn2+ moments in the antiferromagnetic ground state. On heating (NH4)(2)[Mn-3(P2O7)(2)(H2O)(2)] in water at 433 K under hydrothermal conditions, Mn-5(HPO4)(2)(PO4)(2).4H(2)O, synthetic hureaulite, is formed.