Photoluminescence behavior of Eu(3+) ion doped into gamma- and alpha-alumina systems prepared by combustion, ceramic and Pechini methods

Al(2)O(3):Eu(3+)(1%) samples were prepared by combustion, ceramic, and Pechini methods annealed from 400 to 1400 degrees C. XRD patterns indicate that samples heated up to 1000 degrees C present disordered character of activated alumina (gamma-Al(2)O(3)). However, alpha-Al(2)O(3) phase showed high crystallinity and thermostability at 1200-1400 degrees C. The sample characterizations were also carried out by means of infrared spectroscopy (IR), scanning electron microscopy (SEM) and specific surface areas analysis (BET method). Excitation spectra of Al(2)O(3):Eu(3+) samples present broaden bands attributed to defects of Al(2)O(3) matrices and to LMCT state of O -> Eu(3+), however, the narrow bands are assigned to (7)F(0) -> (5)D(J),(5)H(J) and (5)L(J) transitions of Eu(3+) ion. Emission spectra of samples calcined up to 1000 degrees C show broaden bands for (5)D(0) -> (7)F(J) transitions of Eu(3+) ion suggesting that the rare earth ion is in different symmetry sites showed by inhomogeneous line broadening of bands, confirming the predominance of the gamma-alumina phase. For all samples heated from 1200 to 1400 degrees C the spectra exhibit narrow (5)D(0) -> (7)F(J) transitions of Eu(3+) ion indicating the conversion of gamma to alpha-Al(2)O(3) phases, a high intensity narrow peak around 695 nm assigned to R lines of Cr(3+) ion is shown. Al(2)O(3):Eu(3+) heated up to 1100 degrees C presents an increase in the Omega(2) intensity parameter with the increase of temperatures enhancing the covalent character of metal-donor interaction. The disordered structural systems present the highest values of emission quantum efficiencies (eta). CIE coordinates of Al(2)O(3):Eu(3+) are also discussed. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

Hydrogen purification for fuel cell using CuO/CeO(2)-Al(2)O(3) catalyst

CuO/CeO(2), CuO/Al(2)O(3) and CuO/CeO(2)-Al(2)O(3) catalysts, with CuO loading varying from 1 to 5 wt.%, were prepared by the citrate method and applied to the preferential oxidation of carbon monoxide in a reaction medium containing large amounts of hydrogen (PROX-CO). The compounds were characterized ex situ by X-ray diffraction, specific surface area measurements, temperature-programmed reduction and temperature-programmed reduction of oxidized surfaces; XANES-PROX in situ experiments were also carried out to study the copper oxidation state under PROX-CO conditions. These analyses showed that in the reaction medium the Cu(0) is present as dispersed particles. On the ceria, these metallic particles are smaller and more finely dispersed, resulting in a stronger metal-support interaction than in CuO/Al(2)O(3) or CuO/CeO(2)-Al(2)O(3) catalysts, providing higher PROX-CO activity and better selectivity in the conversion of CO to CO(2) despite the greater BET area presented by samples supported on alumina. It is also shown that the lower CuO content, the higher metal dispersion and consequently the catalytic activity. The redox properties of the ceria support also contributed to catalytic performance. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

ADSORBATE SPECTRAL DENSITY FOR A GENERALIZED ANDERSON-NEWNS HAMILTONIAN

We discuss adsorbate-metal electrostatic interaction in the Anderson-Newns model.

Evaluation of shear bond strength at the interface of two porcelains and pure titanium injected into the casting mold at three different temperatures

Statement of problem. Titanium has physical and mechanical properties, which have led to its increased use in dental prostheses despite casting difficulties due to high melting point and formation of oxide layers which affect the metal-ceramic bond strength.Purpose. This in vitro study evaluated the shear bond strength of the interface of 2 dental porcelains and pure titanium injected into a mold at 3 different temperatures.Material and methods. Using commercially pure (cp) titanium bars (Titanium, Grade I) melted at 1668degreesC and cast at mold temperatures of 430degreesC, 700degreesC or 900degreesC, 60 specimens were machined to 4 x 4 mm, with a base of 5 x 1 mm. The 4-mm surfaces were airborne-particle abraded with 100 mum aluminum oxide before applying and firing the bonding agent and evaluating the 2 porcelains (Triceram/Triline ti and Vita Titankeramik). Ten specimens were prepared for each temperature and porcelain combination Shear bond testing was performed in a universal testing machine, with a 500-kg load cell and crosshead speed of 0.5 mm/min. The specimens were loaded until failure. The interfaces of representative fractured specimens of each temperature were examined with a scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive spectrometer (EDS). Data for shear bond strength (MPa) were statistically analyzed by 2-way ANOVA and the Tukey test (alpha = .05).Results. The results showed significant differences for the metal/porcelain interaction effect (P = .0464). There were no significant differences for the 2 porcelains (P = .4250). The Tukey test showed a significant difference between the pair cp Ti 430degreesC Triceram and cp Ti 900degreesC Triceram, with respective mean values and SDs of 59.74 +/- 11.62 and 34.03 +/- 10.35 MPa.Conclusion. Triceram porcelain showed a bond strength decrease with an increase in the mold temperature for casting titanium. The highest bond strength for Vita porcelain and the best metal-ceramic interface observed with the SEM were found with the mold temperature of 700degreesC.

Desenvolvimento de filtros solares a partir de complexos metálicos de Zn2+ e/ou Ce3+ com quercetina para protetores solares

Pós-graduação em Química - IQ

Cassava root husks powder as green adsorbent for the removal of Cu(II) from natural river water

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

Characterization of corn (Zea mays) leaf powder and Its adsorption properties regarding Cu(II) and Cd(II) from aqueous samples

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

Preparation, structural characterization and catalytic properties of Co/CeO2 catalysts for the steam reforming of ethanol and hydrogen production

In this paper, Co/CeO2 catalysts, with different cobalt contents were prepared by the polymeric precursor method and were evaluated for the steam reforming of ethanol. The catalysts were characterized by N-2 physisorption (BET method), X-ray diffraction (XRD), UV-visible diffuse reflectance, temperature programmed reduction analysis (TPR) and field emission scanning electron microscopy (FEG-SEM). It was observed that the catalytic behavior could be influenced by the experimental conditions and the nature of the catalyst employed. Physical-chemical characterizations revealed that the cobalt content of the catalyst influences the metal-support interaction which results in distinct catalyst performances. The catalyst with the highest cobalt content showed the best performance among the catalysts tested, exhibiting complete ethanol conversion, hydrogen selectivity close to 66% and good stability at a reaction temperature of 600 degrees C. (c) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

CuO-CeO2 catalysts synthesized in one-step: Characterization and PROX performance

PEM fuel cells seem to be the most affordable and commercially viable hydrogen-based cells, the biggest challenge being to obtain CO-free H-2 (<100 ppm) as the fuel. In this study, the use of CuO-CeO2 catalysts in preferential oxidation of CO to obtain CO-free H-2 (PROX reaction) was investigated. Ce1-xCuxO2 catalysts, with x (mol%) = 0, 0.01, 0.03, 0.05 and 0.10, were synthesized in one-step by the polymeric precursor method, to obtain a very fine dispersion and strong metal-support interaction, to favor active copper species and a preference for the PROX reaction. The results obtained from catalyzed reactions and characterization of the catalysts by XRD, Rietveld refinement, BET surface area, UV-Vis and TPR, suggest that this one-step synthesis method gives rise to catalysts with copper species selective for the PROX reaction, which reaches a maximum rate on Ce0.97Cu0.03O2 catalyst. Copyright (C) 2012, Hydrogen Energy Publications, LLC. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Modellkomplexe zur Untersuchung der Radikal-Metall-Wechselwirkung innerhalb des wasseroxidierenden Zentrums im Photosystem II

Im Rahmen dieser Arbeit wurden zweikernige Modellkomplexe zur Untersuchung der Radikal-Metallwechselwirkung innerhalb des wasseroxidierenden Zentrums des Photo¬systems II synthetisiert und eine magneto-strukturelle Korrelation dieser Komplexe erstellt. Als Liganden wurden diverse sechs- bis siebenzähnige Chelatliganden verwendet, welche über zwei Koordinationstaschen und eine verbrückende Phenolatgruppe verfügen. Zwei daran gebundene Manganionen liegen in einer wohl definierten Umgebung nicht koordinativ gesättigt vor. An die freien Koordinationsstellen können weitere ein bis zwei Brückenliganden binden, bei denen es sich in dieser Arbeit hauptsächlich um Carboxylate handelt. Durch die Verwendung eines diamagnetischen Brückenliganden konnte die magnetische Spin-Spin-Austauschwechselwirkung zwischen den spintragenden Manganionen über die verbrücken¬de Phenolatgruppe bestimmt werden. Komplexe, welche über Manganionen in den gleichen Oxidationsstufen, aber über unterschiedliche Carboxylatbrückenliganden verfügen, weisen ähnliche magnetische Austauschwechselwirkungen zwischen den Metallzentren auf. Diese Beobachtung konnte durch eine strukturelle Ähnlichkeit dieser Komplexe erklärt werden. Mittels Aufsummieren der Bindungslängen der verbrückenden Phenolateinheit zu beiden Zentralionen kann innerhalb dieser Komplexe jeweils die Länge des Wechselwirkungspfades erhalten werden, welcher die magnetische Austauschwechselwirkung maßgeblich beein¬flusst. Je länger der Wechselwirkungspfad ist, desto kleiner ist die Austausch¬wechsel¬wirkung. Durch Austausch der diamagnetischen Carboxylate durch paramagnetische benzoat¬substituierte Nitronyl Nitroxid Radikale wurden den Komplexen ein bis zwei weitere Spinzentren hinzugefügt, welche mit den Spins der Zentralionen wechselwirken können. Simulationen der magnetischen Suszeptibilitätsmessungen liefern Werte für die magneti¬schen Austausch¬wechselwirkungen zwischen den Nitronyl Nitroxid Radikalen und den Manganionen, die in allen Fällen schwach ferromagnetisch zwischen 0 und 4,7 cm-1 sind. In einer Auftragung dieser Austauschwechselwirkungen gegen die Mangan-Carboxylat-Bindungs¬längen von strukturell charakterisierten äquivalenten acetatverbrückten Komplexen, kann eine lineare Abhängigkeit gezeigt werden.

Magnetische Wechselwirkung Spin-Austauschgekoppelter Systeme mit Nitroxid und Nitronyl-Nitroxid Radikalen

Bei der Untersuchung molekularer magnetischer Materialien spielen Metall-Radikal Verbindungen eine bedeutende Rolle. Ein Forschungsschwerpunkt stützt sich auf die Familie der Nitronyl-Nitroxid (NIT) Radikale, die sich durch eine hohe chemische Stabilität auszeichnen. Im sogenannten „Metall-Radikal Ansatz“ wurden die starken Austauschwechselwirkungen zwischen stabilen Radikalen und Übergangsmetallionen in mehrdimensionalen Netzwerken ausgiebig untersucht. Um diese Netzwerke mit NIT Radikalen aufzubauen, müssen zusätzliche funktionelle Gruppen, mit einem Abstand zur spintragenden Einheit, in das Molekül eingebaut werden. Dies kann zu einer zusätzlichen schwachen Spinaustauschwechselwirkung führen. Um diese Wechselwirkung zwischen Metalldimeren mit einem einzelnen Benzoat annalogen NIT-Radikal zu untersuchen, wurden dimere Mangan(II), Kobalt(II) und Zink(II) Komplexe mit dem Chelatliganden N,N,N',N'-Tetrakis(2-benzimid-azolylalkyl)-2-hydroxy-1,3-diamino-propan synthetisiert und zusätzlich über eine periphere Carboxylat Gruppe eines NIT Radikals verbrückt.rnDie Messungen der magnetischen Suszeptibilität weisen auf eine dominante antiferromagnetische Wechselwirkung in der Metall-Radikal Verbindung hin, bei der es sich um die Spin-Austauschwechselwirkung innerhalb des Metalldimers handelt. Durch den Vergleich mit analogen Nitrobenzoat- verbrückten Mangan(II) und Kobalt(II) Verbindungen konnte gezeigt werden, dass keine Metall-Radikal Wechselwirkung beobachtet wird, obwohl eine Wechselwirkung der pi*-orbitale mit den delokalisierten pi-System des Phenylrings durch Spin-Polarisation grundsätzlich möglich ist. Auch ESR - Messungen bestätigen dies, da der Spingrundzustand das anisotrope Signal des freien NIT Radikals aufweist. Das Radikal verhält sich somit wie ein isoliertes S=1/2 Spin-Zentrum, was zusätzlich durch DFT-Rechnungen bekräftigt werden konnte. Zusammenfassend führt also die Koordination eines NIT-Benzoats an ein antiferromagnetisch gekoppeltes Metalldimer nur zur Anhebung des Spingrundzustandes und hat keinen signifikanten Effekt auf die Austauschwechselwirkung. Um trotzdem eine Metall-Radikal Wechselwirkung beobachten zu können, ist es notwendig Koordinationsverbindungen zu synthetisieren in denen hohe Spingrundzustände besetzt werden. Dies trifft auf das analoge Kupferdimer zu, wofür eine ferromagnetische Wechselwirkung zu beobachten ist.rnNach den Regeln der Spin-Polarisation müsste die Verkürzung des Austauschpfades um eine Bindung zu einer Umkehrung des Vorzeichens der magnetischen Wechselwirkung führen. Diese Verkürzung kann man durch die Verwendung des alternativen stabilen NOA-Radikals (tert-Butyl Nitroxid) erreichen. Sowohl das NIT als auch das NOA-Radikal werden an ein Kupfer(II)-dimer koordiniert, das durch die Verwendung des oben erwähnten N6O-Liganden gebildet wurde. In der Modellverbindung, ohne einen paramagnetischen Substituenten am Benzoat, zeigen die Kupferionen eine ferromagnetische Wechselwirkung mit einem Triplett Grundzustand, dessen Existenz durch die Messung der magnetischen Suszeptibilität und ESR-Spektroskopie belegt werden kann. Aufgrund der nahezu identischen Koordinationsumgebung bleibt bei allen synthetisierten Verbindungen die Kupfer-Kupfer Wechselwirkung dabei gleich. Die Daten von ESR und magnetischen Messungen zeigen weiterhin auf eine signifikante zusätzliche Metall-Radikal Wechselwirkung hin. Bei der NIT-Verbindung ist diese Austauschwechselwirkung schwach antiferromagnetisch, während die NOA-Verbindung eine schwache ferromagnetische Kopplung aufzeigt. Diese Resultate können durch DFT Rechnungen bekräftigt werden. Der Vorzeichenwechsel des Kopplungsparameters kann durch die Verkürzung des Austauschpfades vom NIT zum NOA-Benzoat um eine Bindung erklärt werden. Durch die Wahl von geeigneten Radikal- Liganden und Metallionen, zeigt sich die Möglichkeit, Systeme zu erzeugen, in denen die Radikal-Metall Wechselwirkung auch über größere Distanzen den Spin-Grundzustand des gesamten Systems signifikant beeinflussen kann. die Anwendung dieses Konzeptes auf Metall-Radikal Cluster System sollte Von großem Interesse sein.rn

(Starke) Metall-Träger Wechselwirkung von SOFC-relevanten Anodenmaterialien

Mag. Ramona Thalinger

Nanostructured catalysts for the development of the hydrogen economy

La catalyse joue un rôle essentiel dans de nombreuses applications industrielles telles que les industries pétrochimique et biochimique, ainsi que dans la production de polymères et pour la protection de l’environnement. La conception et la fabrication de catalyseurs efficaces et rentables est une étape importante pour résoudre un certain nombre de problèmes des nouvelles technologies de conversion chimique et de stockage de l’énergie. L’objectif de cette thèse est le développement de voies de synthèse efficaces et simples pour fabriquer des catalyseurs performants à base de métaux non nobles et d’examiner les aspects fondamentaux concernant la relation entre structure/composition et performance catalytique, notamment dans des processus liés à la production et au stockage de l’hydrogène. Dans un premier temps, une série d’oxydes métalliques mixtes (Cu/CeO2, CuFe/CeO2, CuCo/CeO2, CuFe2O4, NiFe2O4) nanostructurés et poreux ont été synthétisés grâce à une méthode améliorée de nanocasting. Les matériaux Cu/CeO2 obtenus, dont la composition et la structure poreuse peuvent être contrôlées, ont ensuite été testés pour l’oxydation préférentielle du CO dans un flux d’hydrogène dans le but d’obtenir un combustible hydrogène de haute pureté. Les catalyseurs synthétisés présentent une activité et une sélectivité élevées lors de l’oxydation sélective du CO en CO2. Concernant la question du stockage d’hydrogène, une voie de synthèse a été trouvée pour le composét mixte CuO-NiO, démontrant une excellente performance catalytique comparable aux catalyseurs à base de métaux nobles pour la production d’hydrogène à partir de l’ammoniaborane (aussi appelé borazane). L’activité catalytique du catalyseur étudié dans cette réaction est fortement influencée par la nature des précurseurs métalliques, la composition et la température de traitement thermique utilisées pour la préparation du catalyseur. Enfin, des catalyseurs de Cu-Ni supportés sur silice colloïdale ou sur des particules de carbone, ayant une composition et une taille variable, ont été synthétisés par un simple procédé d’imprégnation. Les catalyseurs supportés sur carbone sont stables et très actifs à la fois dans l’hydrolyse du borazane et la décomposition de l’hydrazine aqueuse pour la production d’hydrogène. Il a été démontré qu’un catalyseur optimal peut être obtenu par le contrôle de l’effet bi-métallique, l’interaction métal-support, et la taille des particules de métal.

Pre-announcement of symbiotic guests: transcriptional reprogramming by mycorrhizal lipochitooligosaccharides shows a strict co-dependency on the GRAS transcription factors NSP1 and RAM1

BACKGROUND: More than 80 % of all terrestrial plant species establish an arbuscular mycorrhiza (AM) symbiosis with Glomeromycota fungi. This plant-microbe interaction primarily improves phosphate uptake, but also supports nitrogen, mineral, and water aquisition. During the pre-contact stage, the AM symbiosis is controled by an exchange of diffusible factors from either partner. Amongst others, fungal signals were identified as a mix of sulfated and non-sulfated lipochitooligosaccharides (LCOs), being structurally related to rhizobial nodulation (Nod)-factor LCOs that in legumes induce the formation of nitrogen-fixing root nodules. LCO signals are transduced via a common symbiotic signaling pathway (CSSP) that activates a group of GRAS transcription factors (TFs). Using complex gene expression fingerprints as molecular phenotypes, this study primarily intended to shed light on the importance of the GRAS TFs NSP1 and RAM1 for LCO-activated gene expression during pre-symbiotic signaling. RESULTS: We investigated the genome-wide transcriptional responses in 5 days old primary roots of the Medicago truncatula wild type and four symbiotic mutants to a 6 h challenge with LCO signals supplied at 10(-7/-8) M. We were able to show that during the pre-symbiotic stage, sulfated Myc-, non-sulfated Myc-, and Nod-LCO-activated gene expression almost exclusively depends on the LysM receptor kinase NFP and is largely controled by the CSSP, although responses independent of this pathway exist. Our results show that downstream of the CSSP, gene expression activation by Myc-LCOs supplied at 10(-7/-8) M strictly required both the GRAS transcription factors RAM1 and NSP1, whereas those genes either co- or specifically activated by Nod-LCOs displayed a preferential NSP1-dependency. RAM1, a central regulator of root colonization by AM fungi, controled genes activated by non-sulfated Myc-LCOs during the pre-symbiotic stage that are also up-regulated in areas with early physical contact, e.g. hyphopodia and infecting hyphae; linking responses to externally applied LCOs with early root colonization. CONCLUSIONS: Since both RAM1 and NSP1 were essential for the pre-symbiotic transcriptional reprogramming by Myc-LCOs, we propose that downstream of the CSSP, these GRAS transcription factors act synergistically in the transduction of those diffusible signals that pre-announce the presence of symbiotic fungi.