Synthesis and Characterization of Ordered Intermetallic Nanostructured PtSn/C and PtSb/C and Evaluation as Electrodes for Alcohol Oxidation

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Electrochemical Oxidation of Hydroxylamine on Gold in Aqueous Acidic Electrolytes: An in Situ SERS Investigation

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

The Fabrication and Characterization of a Nickel Nanoparticle Modified Boron Doped Diamond Electrode for Electrocatalysis of Primary Alcohol Oxidation

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Effects of pretreatment with rosemary (Rosmarinus officinalis L.) in the prevention of lipid oxidation in salted tilapia fillets

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Hydrogen oxidation on ordered intermetallic phases of platinum and tin - A combined experimental and theoretical study

Hydrogen oxidation on the surfaces of the intermetallic compounds Pt 3Sn, PtSn and PtSn2 has been studied by the rotating disc electrode technique. Pt3Sn and PtSn were found to be good catalysts, about as good as Pt, while PtSn2 was inactive over the investigated range of potentials. Underpotential deposition of hydrogen is observed only on Pt3Sn. These results are explained by theoretical calculations based on a theory developed within our own group, and by density functional theory. © 2012 Elsevier B.V.

Micro-arc oxidation as a tool to develop multifunctional calcium-rich surfaces for dental implant applications

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Direct Access to Oxidation-Resistant Nickel Catalysts through an Organometallic Precursor

The synthesis of nickel catalysts for industrial applications is relatively simple; however, nickel oxidation is usually difficult to avoid, which makes it challenging to optimize catalytic activities, metal loadings, and high-temperature activation steps. A robust, oxidation-resistant and very active nickel catalyst was prepared by controlled decomposition of the organometallic precursor [bis(1,5-cyclooctadiene)nickel(0)], Ni(COD)(2), over silica-coated magnetite (Fe3O4@SiO2). The sample is mostly Ni(0), and surface oxidized species formed after exposure to air are easily reduced in situ during hydrogenation of cyclohexene under mild conditions recovering the initial activity. This unique behavior may benefit several other reactions that are likely to proceed via Ni heterogeneous catalysis.

Advanced oxidation process H2O2/UV combined with anaerobic digestion to remove chlorinated organics from bleached kraft pulp mill wastewater

This study investigated the application of an advanced oxidation process combining hydrogen peroxide with ultraviolet radiation (H2O2/UV) to remove recalcitrant compounds from Kraft bleaching effluent. Anaerobic pre-treatment was performed to remove easily degraded organics using a horizontal-flow anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactor. Bleaching plant effluent was treated in the HAIB reactor processed over 19 h of hydraulic retention time (HRT), reaching the expected removal efficiencies for COD (61 +/- 3%), TOC (69 +/- 9%), BOD5 (90 +/- 5%) and AOX (55 +/- 14%). However, the anaerobic treatment did not achieve acceptable removal of UV254 compounds. Furthermore, there was an increase of lignin, measured as total phenols. The H2O2/UV post-treatment provided a wide range of removal efficiencies depending on the dosage of hydrogen peroxide and UV irradiation: COD ranged from 0 to 11%, UV254 from 16 to 35%, lignin from 0 to 29% and AOX from 23 to 54%. All peroxide dosages applied in this work promoted an increase in the BOD5/COD ratio of the wastewater. The experiments demonstrate the technical feasibility of using H2O2/UV for post-treatment of bleaching effluents submitted to anaerobic pre-treatment.

Effect of natural antioxidant combinations on lipid oxidation in cooked chicken meat during refrigerated storage

The effect of combinations of sage, oregano and honey on lipid oxidation in cooked chicken meat during refrigeration at 4 degrees C for 96 h was determined. Chicken samples (thigh and breast) were then separated into five groups; control; butylated hydroxytoluene; oregano + sage; oregano + sage + 5%honey and oregano + sage + 10%honey. Quantitative measurements of thiobarbituric acid reactive substances, conjugated dienes, hexanal, fatty acids, cholesterol and cholesterol oxides were used as indicators of lipid oxidation. Acceptability and preference were also evaluated. The effectiveness of the natural antioxidants for reducing the velocity of lipid oxidation in cooked chicken thigh and breast was demonstrated after 48 and 96 h of refrigeration at 4 degrees C. The treatments that presented the lowest hexanal values after 96 h of refrigeration were oregano + sage + 5%honey and oregano + sage + 10%honey. Only traces of free cholesterol oxides were found (25-OH, 7-k, 7 alpha-OH and 7 beta-OH). The natural antioxidants protected cooked chicken meat from oxidation processes and resulted in great acceptability. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Chemically Resolved Particle Fluxes Over Tropical and Temperate Forests

Chemically resolved submicron (PM1) particlemass fluxes were measured by eddy covariance with a high resolution time-of-flight aerosolmass spectrometer over temperate and tropical forests during the BEARPEX-07 and AMAZE-08 campaigns. Fluxes during AMAZE-08 were small and close to the detection limit (<1 ng m−2 s−1) due to low particle mass concentrations (<1 μg m−3). During BEARPEX-07, concentrations were five times larger, with mean mid-day deposition fluxes of −4.8 ng m−2 s−1 for total nonrefractory PM1 (Vex,PM1 = −1 mm s−1) and emission fluxes of +2.6 ng m−2 s−1 for organic PM1 (Vex,org = +1 mm s−1). Biosphere–atmosphere fluxes of different chemical components are affected by in-canopy chemistry, vertical gradients in gas-particle partitioning due to canopy temperature gradients, emission of primary biological aerosol particles, and wet and dry deposition. As a result of these competing processes, individual chemical components had fluxes of varying magnitude and direction during both campaigns. Oxygenated organic components representing regionally aged aerosol deposited, while components of fresh secondary organic aerosol (SOA) emitted. During BEARPEX-07, rapid incanopy oxidation caused rapid SOA growth on the timescale of biosphere-atmosphere exchange. In-canopy SOA mass yields were 0.5–4%. During AMAZE-08, the net organic aerosol flux was influenced by deposition, in-canopy SOA formation, and thermal shifts in gas-particle partitioning.Wet deposition was estimated to be an order ofmagnitude larger than dry deposition during AMAZE-08. Small shifts in organic aerosol concentrations from anthropogenic sources such as urban pollution or biomass burning alters the balance between flux terms. The semivolatile nature of the Amazonian organic aerosol suggests a feedback in which warmer temperatures will partition SOA to the gas-phase, reducing their light scattering and thus potential to cool the region.

Photocatalytic hydrogen production by water splitting over Au-TiO2 commercial and home-made photocatalysts

[ES]Póster presentado en 3rd European Conference on Environmental Applications of Advanced Oxidation Processes.

El contenido del póster corresponde a parte del trabajo de tesis doctoral de la Dra. Cristina Rodríguez López.

Oxidation photochemistry in the remote marine boundary layer

Die bedeutendste Folge der Luftverschmutzung ist eine erhöhte Konzentration an Ozon (O3) in der Troposphäre innerhalb der letzten 150 Jahre. Ozon ist ein photochemisches Oxidationsmittel und ein Treibhausgas, das als wichtigste Vorstufe des Hydroxyradikals OH die Oxidationskraft der Atmosphäre stark beeinflusst. Um die Oxidationskraft der Atmosphäre und ihren Einfluss auf das Klima verstehen zu können, ist es von großer Bedeutung ein detailliertes Wissen über die Photochemie des Ozons und seiner Vorläufer, den Stickoxiden (NOx), in der Troposphäre zu besitzen. Dies erfordert das Verstehen der Bildungs- und Abbaumechanismen von Ozon und seiner Vorläufer. Als eine für den chemischen Ozonabbau wichtige Region kann die vom Menschen weitgehend unberührte marine Grenzschicht (Marine boundary layer (MBL)) angesehen werden. Bisher wurden für diese Region jedoch kaum Spurengasmessungen durchgeführt, und so sind die dort ablaufenden photochemischen Prozesse wenig untersucht. Da etwa 70 % der Erdoberfläche mit Ozeanen bedeckt sind, können die in der marinen Granzschicht ablaufenden Prozesse als signifikant für die gesamte Atmosphäre angesehen werden. Dies macht eine genaue Untersuchung dieser Region interessant. Um die photochemische Produktion und den Abbau von Ozon abschätzen zu können und den Einfluss antrophogener Emissionen auf troposphärisches Ozon zu quantifizieren, sind aktuelle Messergebnisse von NOx im pptv-Bereich für diese Region erforderlich. Die notwendigen Messungen von NO, NO2, O3, JNO2, J(O1D), HO2, OH, ROx sowie einiger meteorologischer Parameter wurden während der Fahrt des französischen Forschungsschiffes Marion-Dufresne auf dem südlichen Atlantik (28°S-57°S, 46°W-34°E) im März 2007 durchgeführt. Dabei sind für NO und NO2 die bisher niedrigsten gemessenen Werte zu verzeichnen. Die während der Messcampagne gewonnen Daten wurden hinsichtlich Ihrer Übereinstimmung mit den Bedingungen des photochemischen stationären Gleichgewichts (photochemical steady state (PSS)) überprüft. Dabei konnte eine Abweichung vom PSS festgestellt werden, welche unter Bedingungen niedriger NOx-Konzentrationen (5 bis 25pptv) einen unerwarteten Trend im Leighton-Verhältnis bewirkt, der abhängig vom NOx Mischungsverhältnis und der JNO2 Intensität ist. Signifikante Abweichungen vom Verhältnis liegen bei einer Zunahme der JNO2 Intensität vor. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Abweichung vom PSS nicht beim Minimum der NOx-Konzentrationen und der JNO2 Werte liegt, so wie es in bisherigen theoretischen Studien dargelegt wurde und können als Hinweis auf weitere photochemische Prozesse bei höheren JNO2-Werten in einem System mit niedrigem NOx verstanden werden. Das wichtigste Ergebnis dieser Untersuchung, ist die Verifizierung des Leighton-Verhältnisses, das zur Charakterisierung des PSS dient, bei sehr geringen NOx-Konzentrationen in der MBL. Die bei dieser Doktorarbeit gewonnenen Erkenntnisse beweisen, dass unter den Bedingungen der marinen Granzschicht rein photochemischer Abbau von Ozon stattfindet und als Hauptursache hierfür während des Tages die Photolyse gilt. Mit Hilfe der gemessenen Parameter wurde der kritische NO-Level auf Werte zwischen 5 und 9 pptv abgeschätzt, wobei diese Werte im Vergleich zu bisherigen Studien vergleichsweise niedrig sind. Möglicherweise bedeutet dies, dass das Ozon Produktion/ Abbau-Potential des südlichen Atlantiks deutlich stärker auf die Verfügbarkeit von NO reagiert, als es in anderen Regionen der Fall ist. Im Rahmen der Doktorarbeit wurde desweiteren ein direkter Vergleich der gemessenen Spezies mit dem Modelergebnis eines 3-dimensionalen Zirkulationsmodel zur Simulation atmosphären chemischer Prozesse (EMAC) entlang der exakten Schiffsstrecke durchgeführt. Um die Übereinstimmung der Messergebnisse mit dem bisherigen Verständnis der atmosphärischen Radikalchemie zu überprüfen, wurde ein Gleichgewichtspunktmodel entwickelt, das die während der Überfahrt erhaltenen Daten für Berechungen verwendet. Ein Vergleich zwischen der gemessenen und der modellierten ROx Konzentrationen in einer Umgebung mit niedrigem NOx zeigt, dass die herkömmliche Theorie zur Reproduktion der Beobachtungen unzureichend ist. Die möglichen Gründe hierfür und die Folgen werden in dieser Doktorarbeit diskutiert.

Isoprene oxidation and its impacts on the atmospheric composition

Terrestrische Vegetation, vor allem tropischer Regenwald, emittiert grosse Mengen flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) in die rnAtmosphäre, die durch Oxidationsreaktionen und Deposition der Reaktionsprodukte wieder entfernt werden. Die Oxidation wird vor allem durch Hydroxyl-Radikale (OH) initiiert, die hauptsächlich durch Photodissoziation von Ozon gebildet werden. Zuvor ging man davon aus, dass biogene VOCs OH in unverschmutzter Luft abbauen und dadurch die atmosphärische Oxidationskapazität verringern. Umgekehrt, führt rndie Oxidation von VOCs in verschmutzter Luft durch die katalytische Wirkung von Stickstoffoxiden (NOx = NO + NO2) zu schädlicher Oxidationsmittelbildung. Flugzeugmessungen atmosphärischer Spurengase, die über dem unberührten Amazonas-Regenwald durchgeführt worden sind, haben jedoch unerwartet hohe OH-Konzentrationen aufgezeigt. Das VOC mit der höchsten Emission in dieser Region war Isopren, dessen Oxidation als stärkeste OH-Senke berechnet wurde. In dieser Arbeit wurde die Hypothese genauestens untersucht, dass die natürliche Isopren-Oxidation in niedrig-NOx Luft OH effizient erneuert. Es wurde ein sehr detaillierter Oxidationsmechanismus für Isopren entwickelt, in dem neueste experimentelle und theoretische Fortschritte umgesetzt worden sind. Die Haupt-OH-Rückgewinnungswege wurden angewendet wodurch gezeigt wurde, dass sie wesentlich zur Oxidation unter niedrig-NOx Bedingungen beitragen. Verstärkte OH-Konzentrationen blieben unter verminderten Lichtverhältnissen, wie sie unter dichten Vegetationsdächern typisch sind, dauerhaft erhalten. Im Vergleich zu Flugzeugmessungen, der neue Oxidationsmechanismus reproduziert die OH-Konzentrationen innerhalb des Unsicherheitsbereiches. Darüber hinaus zeigten Simulationen eine erhebliche Produktion eines Isopren-Dihydroxyepoxids, das ein potenziell wichtiger Vorläufer organischer Aerosole in der Atmosphäre sein könnte. Es wurde einen neuen vereinfachten Oxidationsmechanismus auf Basis des traditionellen Wissenstands entwickelt und seine Anwendung für globale atmosphärische Studien getestet. Die Eingliederung der neuen Oxidationswege in diesen Mechanismus ermöglicht es folgende Auswirkungen der verstärkten VOC-Oxidation zu studieren die Zusammensetzung der Atmosphäre, den Austausch zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre, Aerosole und Klima.

Using sulfur isotope fractionation to understand the atmospheric oxidation of SO 2

Sulfate aerosol plays an important but uncertain role in cloud formation and radiative forcing of the climate, and is also important for acid deposition and human health. The oxidation of SO2 to sulfate is a key reaction in determining the impact of sulfate in the environment through its effect on aerosol size distribution and composition. This thesis presents a laboratory investigation of sulfur isotope fractionation during SO2 oxidation by the most important gas-phase and heterogeneous pathways occurring in the atmosphere. The fractionation factors are then used to examine the role of sulfate formation in cloud processing of aerosol particles during the HCCT campaign in Thuringia, central Germany. The fractionation factor for the oxidation of SO2 by ·OH radicals was measured by reacting SO2 gas, with a known initial isotopic composition, with ·OH radicals generated from the photolysis of water at -25, 0, 19 and 40°C (Chapter 2). The product sulfate and the residual SO2 were collected as BaSO4 and the sulfur isotopic compositions measured with the Cameca NanoSIMS 50. The measured fractionation factor for 34S/32S during gas phase oxidation is αOH = (1.0089 ± 0.0007) − ((4 ± 5) × 10−5 )T (°C). Fractionation during oxidation by major aqueous pathways was measured by bubbling the SO2 gas through a solution of H2 O2

Short-term feed intake is regulated by macronutrient oxidation in lactating Holstein cows

In addition to plasma metabolites and hormones participating as humoral signals in the control of feed intake, oxidative metabolic processes in peripheral organs also generate signals to terminate feeding. Although the degree of oxidation over longer periods is relatively constant, recent work suggests that the periprandial pattern of fuel oxidation is involved in regulating feeding behavior in the bovine. However, the association between periprandial oxidative metabolism and feed intake of dairy cows has not yet been studied. Therefore, the aim of this study was to elucidate possible associations existing between single feed intake events and whole-body net fat and net carbohydrate oxidation as well as their relation to plasma metabolite concentrations. To this end, 4 late-lactating cows equipped with jugular catheters were kept in respiratory chambers with continuous and simultaneous recording of gas exchange and feed intake. Animals were fed ad libitum (AL) for 24h and then feed restricted (RE) to 50% of the previous AL intake for a further 24h. Blood samples were collected hourly to analyze β-hydroxybutyrate (BHBA), glucose, nonesterified fatty acids (NEFA), insulin, and acylated ghrelin concentrations. Cross-correlation analysis revealed an offset ranging between 30 and 42 min between the maximum of a feed intake event and the lowest level of postprandial net fat oxidation (FOX(net)) and the maximum level of postprandial net carbohydrate oxidation (COX(net)), respectively. During the AL period, FOX(net) did not increase above -0.2g/min, whereas COX(net) did not decrease below 6g/min before the start of the next feed intake event. A strong inverse cross-correlation was obtained between COX(net) and plasma glucose concentration. Direct cross-correlations were observed between COXnet and insulin, between heat production and BHBA, between insulin and glucose, and between BHBA and ghrelin. We found no cross-correlation between FOX(net) and NEFA. During RE, FOX(net) increased with an exponential slope, exceeded the threshold of -0.2g/min as indicated by increasing plasma NEFA concentrations, and approached a maximum rate of 0.1g/min, whereas COX(net) decayed in an exponential manner, approaching a minimal COX(net) rate of about 2.5 g/min in all cows. Our novel findings suggest that, in late-lactating cows, postprandial increases in metabolic oxidative processes seem to signal suppression of feed intake, whereas preprandially an accelerated FOX(net) rate and a decelerated COX(net) rate initiate feed intake.