Origin of extraordinarily high catalytic activity of Co3O4 and its morphological chemistry for CO oxidation at low temperature

Understanding and then designing efficient catalysts for CO oxidation at low temperature is one of the hottest topics in heterogeneous catalysis. Among the existing catalysts. Co3O4 is one of the most interesting systems: Morphology-controlled Co3O4 exhibits exceedingly high activity. In this study, by virtue of extensive density functional theory (OFT) calculations, the favored reaction mechanism in the system is identified. Through careful analyses on the energetics of elementary reactions on Co3O4(1 1 0)-A, Co3O4(1 1 0)-B, Co3O4(1 1 1) and Co3O4(1 0 0), which are the commonly exposed surfaces of Co3O4, we find the following regarding the relation between the activity and structure: (i) Co3+ is the active site rather than Co2+: and (ii) the three-coordinated surface oxygen bonded with three Co3+ may be slightly more reactive than the other two kinds of lattice oxygen, that is, the two-coordinated 0 bonded with one Co2+ and one Co3+ and the three-coordinated 0 bonded with one Co2+ and two Co3+. Following the results from Co3O4, we also extend the investigation to MnO2(1 1 0), Fe3O4(1 1 0), CuO(1 1 0) and CuO(1 1 1), which are the common metal oxide surfaces, aiming to understand the oxides in general. Three properties, such as the CO adsorption strength, the barrier of CO reacting with lattice 0 and the redox capacity, are identified to be the determining factors that can significantly affect the activity of oxides. Among these oxides, Co3O4 is found to be the most active one, stratifying all the three requirements. A new scheme to decompose barriers is introduced to understand the activity difference between lattice O-3c and O-2c on (1 1 0)-B surface. By utilizing the scheme, we demonstrate that the origin of activity variance lies in the geometric structures. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

Les TIC à l’école élémentaire : étude du processus de construction des usages pédagogiques des TIC chez des instituteurs sénégalais

Le choix du Sénégal de faire des TIC un des leviers stratégiques de rénovation de l’école soulève des questions dont la nécessité de voir comment les enseignants se les approprient afin que l’école en tire les avantages attendus. Pour mieux comprendre comment et pourquoi se construisent les usages pédagogiques des TIC, la présente recherche vise à décrire et à analyser le processus et les facteurs d’intégration des TIC dans les pratiques d’enseignement des instituteurs sénégalais. La difficulté à retracer le processus a conduit à nous appuyer sur un modèle descripteur des processus d’intégration pédagogique des TIC inspiré de Sandholtz, Ringstaff et Dwyer (1997), de Karsenti, Savoie-Zajc et Larose (2001) et de Poellhuber et Boulanger (2001). Six instituteurs de l’Inspection d’Académie de Dakar qui développent depuis quatre ans au moins des TIC en classe ont été sélectionnés pour une étude multi-cas. Six entrevues individuelles semi-dirigées ont été réalisées complétées par un questionnaire, l’observation des pratiques d’intégration des TIC et une analyse documentaire. Les résultats du traitement des données recueillies sont présentés en trois articles abordant chacun un des volets de l’objectif de la recherche. Il ressort des résultats que les usages des TIC des six participants sont portés par des profils et des contextes d’usages particulièrement favorables à des pratiques d’information, de communication et de préparation de la classe à la maison et à des activités de recherche et de documentation, d’édition et de publication et d’apprentissages disciplinaires ou thématiques en classe avec les élèves. Par ailleurs, les analyses comparatives montrent que les formations (initiales et en cours d’emploi) qu’ils ont suivies ne les ayant pas suffisamment préparés à intégrer les TIC dans leurs pratiques d’enseignement, c’est dans le cadre des équipes pédagogiques portant leurs projets d’établissement d’intégration pédagogique des TIC et par des stratégies individuelles d’autoformation et d’organisation, collectives et coopératives de co-formation qu’ils ont construit leurs usages et surmonté les difficultés du parcours. Ce processus est porté par divers facteurs contextuels, institutionnels et sociaux particulièrement favorables. En plus, Ils partagent des dispositions d’esprit, des croyances et des postures épistémiques et psychosociales qui les poussent à toujours aller plus loin dans leurs pratiques d’intégration des TIC. En permettant de mieux comprendre le processus menant un instituteur des usages personnels des TIC à leurs usages professionnels et pédagogiques et comment les facteurs d’influence jouent sur les processus de cooptation et d’appropriation par lesquels il les construit, la présente recherche fournit des modèles de tracés et d’étapes d’intégration des TIC susceptibles d’être partagés et intégrés dans les référentiels de formation des enseignants à l’intégration pédagogique des TIC. Elle permet également de mieux dessiner les contours des contextes d’usages à développer et de définir les axes et les leviers pédagogiques et psychosociaux que des formateurs peuvent utiliser afin d’amener des enseignants en situation de construction des usages pédagogiques des TIC à développer les comportements et les attitudes favorables à l’intégration des TIC dans leurs pratiques d’enseignement.

Impacts d’une formation établissant des liens entre les sciences et la cuisine sur l’enseignement des sciences au primaire

Depuis plusieurs années, l’enseignement des sciences joue un rôle de 2e plan, après le français et les mathématiques, chez plusieurs enseignants du primaire (Lenoir, 2000). Peinant à établir des liens entre les savoirs à enseigner et la réalité quotidienne, ces enseignants ayant souvent une formation lacunaire semblent rechercher de nouveaux outils didactiques efficaces. À cet effet, l’intégration de pratiques sociales de référence (Martinand, 1986) aux situations d’apprentissage peut constituer une pratique innovante favorisant la transposition didactique des savoirs disciplinaires. Misant sur l’intérêt grandissant des Québécois pour la cuisine, cette recherche tente de déterminer l’impact d’une formation continue établissant des liens entre les sciences et les pratiques culinaires sur l’enseignement des sciences au primaire. Pour cette étude de cas descriptive, six enseignants du primaire ont participé à deux rencontres de formation durant lesquelles elles ont expérimenté une situation d’apprentissage et d’évaluation (SAÉ) intégrant des activités culinaires. À la suite d’une période de mise à l’essai de cette SAÉ en classe, les sujets ont été interviewés afin d’établir les apprentissages réalisés durant la formation et de dresser une liste des avantages et des obstacles associés à l’utilisation d’activités culinaires pour enseigner les sciences. De plus, les suggestions émises visant l’amélioration de la SAÉ (rapport bilan écrit) ont permis de mettre en relief la prédominance de préoccupations de nature pédagogique, organisationnelle et socioaffective chez les sujets de l’échantillon. Cette recherche entraîne des retombées pour les didacticiens puisqu’elle fournit des données supplémentaires pouvant contribuer à améliorer la qualité du matériel didactique mis à la disposition des praticiens. De plus, la SAÉ développée pour cette étude constitue un outil didactique novateur pouvant être utilisé par les enseignants du primaire.

Zur Reaktionskinetik der Oxidation von Kohlenstoffmaterialien aus Biomasse

Zur Modellierung von Vergasungs- und Verbrennungsprozessen zur energetischen Nutzung von Biomasse ist die Kenntnis von reaktionskinetischen Daten für die Sauerstoff-Oxidation von Biomassepyrolysaten erforderlich. Eine ausführliche Literaturübersicht zeigt den Stand der Forschung bezüglich der experimentellen Ermittlung von reaktionskinetischen Parametern für die Oxidation von Pyrolysaten aus Lignin, Cellulose und pflanzlicher Biomasse sowie der Suche nach einem plausiblen Reaktionsmechanismus für die Reaktion von Sauerstoff mit festen Kohlenstoffmaterialien. Es wird eine Versuchsanlage mit einem quasistationär betriebenen Differentialreaktor konstruiert, die eine Messung der Reaktionskinetik und der reaktiven inneren Oberfläche (RSA) für die Reaktion eines Pyrolysats aus Maispflanzen mit Sauerstoff ermöglicht. Die getrockneten und zerkleinerten Maispflanzen werden 7 Minuten lang bei 1073 K in einem Drehrohrofen pyrolysiert. Das Pyrolysat zeichnet sich vor allem durch seine hohe Porosität von über 0,9 und seinen hohen Aschegehalt von 0,24 aus. Die RSA wird nach der Methode der Messung von Übergangskinetiken (TK) bestimmt. Die Bestimmung der RSA erfolgt für die Reaktionsprodukte CO und CO2 getrennt, für die entsprechend ermittelten Werte werden die Bezeichnungen CO-RSA und CO2-RSA eingeführt. Die Abhängigkeit dieser Größen von der Sauerstoffkonzentration läßt sich durch eine Langmuir-Isotherme beschreiben, ebenso das leichte Absinken der CO-RSA mit der Kohlendioxidkonzentration. Über dem Abbrand zeigen sich unterschiedliche Verläufe für die CO-RSA, CO2-RSA und die innere Oberfläche nach der BET-Methode. Zur Charakterisierung der Oberflächenzwischenprodukte werden temperaturprogrammierte Desorptionsversuche (TPD) durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, daß eine Unterscheidung in zwei Kohlenstoff-Sauerstoff-Oberflächenkomplexe ausreichend ist. Die experimentellen Untersuchungen zum Oxidationsverlauf werden im kinetisch bestimmten Bereich durchgeführt. Dabei werden die Parameter Temperatur, Sauerstoff-, CO- und CO2-Konzentration variiert. Anhand der Ergebnisse der reaktionskinetischen Untersuchungen wird ein Reaktionsmechanismus für die Kohlenstoff-Sauerstoff-Reaktion entwickelt. Dieser Reaktionsmechanismus umfaßt 7 Elementarreaktionen, für welche die reaktionskinetischen Parameter numerisch ermittelt werden. Darüber hinaus werden reaktionskinetische Parameter für einfachere massenbezogene Reaktionsgeschwindigkeitsansätze berechnet und summarische Reaktionsgeschwindigkeitsansätze für die Bildung von CO und CO2 aus dem Reaktionsmechanismus hergeleitet.

Múltiplos olhares : a construção da Identidade Docente

Este estudo teve como tema de investigação Múltiplos Olhares: a construção da identidade docente. Tendo como recorte do problema conhecer as interações entre o processo de formação profissional e o processo de integração pessoal, através da indagação: qual a imagem que o professor possui de si mesmo e de que forma sua história de vida contribui na sua prática docente? Para responder a essa questão utilizamos as histórias de vida como aporte teórico metodológico (NÓVOA, 1995). Dentro desse contexto os objetivos que nortearam a investigação buscaram compreender as identidades profissionais de docentes do ensino fundamental a partir de suas histórias de vida. A pesquisa foi realizada com seis professoras do ensino fundamental, numa escola pertencente à Rede Estadual de Ensino de Pernambuco, na cidade de São Lourenço da Mata, Região Metropolitana do Recife. Na procura por respostas, foi utilizada uma abordagem qualitativa, descritiva, na forma de entrevista narrativa semi-estruturada, utilizando para o tratamento dos dados qualitativos a análise de discurso. Os resultados demonstram que a construção da identidade docente depende das interações ocorridas entre os espaços profissional e pessoal. Servindo de tema para estudos posteriores sobre a identidade docente.

Criar o próprio jogo didático ou apenas jogar? Efeitos de diferentes estratégias de ensino na motivação e aprendizado de ciências

The use of games as educational tools is common, however the effectiveness of games with educational purposes is still poorly known. In this study we evaluated three different low-cost teaching strategies make and play your own board game, just play an educational science game and make a poster to be exposed in the school regarding: (1) science learning; (2) use of deep learning strategies (DLS); and (3) intrinsic motivation. We tested the hypothesis that, in these three parameters evaluated, scores would be higher in the group that made and play their own game, followed respectively by the group that just played a game and the group that made a poster. The research involved 214 fifth-grade students from six elementary schools in Natal/RN. A group of students made and played their own science board game (N = 68), a second group played a science game (N = 75), and a third group made a poster to be exposed at school (N = 71). Our hypothesis was partly empirically supported, since there was no significant difference in science learning and in the use of DLS between the group that made their own game and the group that just played the game; however, both groups had significantly higher scores in science learning and in use of DLS than the group that made the poster. There was no significant difference in the scores of intrinsic motivation among the three experimental groups. Our results indicate that activities related to non-digital games can provide a favorable context for learning in the school environment. We conclude that the use of games for educational purposes (both making a game and just playing a game) is an efficient and viable alternative to teach science in Brazilian public school

A prática docente na Escola Bosque: o desafio educativo de uma proposta construtivista

Neste estudo investigo as experiências profissionais de seis professores de Educação Infantil e Ensino Fundamental, entre os quais me incluo, da Fundação Centro de Referência em Educação Ambiental Escola Bosque, Belém/Pará, cujo projeto educacional abarca a perspectiva ambiental construtivista interdisciplinar que pressupõe a efetiva participação do aluno no processo construtivo do conhecimento inter-relacionando conteúdos escolares e viabilizando a pesquisa. Buscando traçar um perfil das ações pedagógicas vivenciadas num contexto de implicações sócio-históricas, políticas e culturais que revelam os subsídios estruturais envolvidos no projeto educacional investigado, apresento as narrativas docentes e informo minha própria prática pedagógica. Para tanto, utilizo os pressupostos teóricos da pesquisa narrativa que considera os relatos das experiências individuais significativas dos participantes, e contextualizo a prática docente estabelecendo um diálogo com a literatura pertinente e com o material documental da própria escola. A partir dos dados obtidos, pude constatar que algumas práticas metodológicas vislumbradas no espaço físico da Escola Bosque, se configuram de forma construtivista e interdisciplinar e se estabelece por meio da pesquisa, se colocando como ação diferenciada a ser considerada para melhoria da qualidade do ensino.

Poli (metil azoteto de glicidila) - GAP. II: mecanismo de reação

O poli (metil azoteto de glicidila) - GAP - é um material energético que pode ser utilizado como aglutinante (binder) e como plastificante energético em compostos explosivos e propulsores de foguetes. O GAP de baixo peso molecular pode ser obtido pela conversão direta da epicloridrina (ECH) a GAP. Neste trabalho, é proposto um possível mecanismo para esta conversão direta, fundamentado em análises de infravermelho de espécies intermediárias.

Crafting a Third Space: Teacher Beliefs and Practices in Curriculum Reform for Multicultural Education

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

Asymmetric hydrogen flame in a heated micro-channel: role of Darrieus-Landau and thermal-diffusive instabilities

Present work examines numerically the asymmetric behavior of hydrogen/air flame in a micro-channel subjected to a non-uniform wall temperature distribution. A high resolution (with cell size of 25 μm × 25 μm) of two-dimensional transient Navier–Stokes simulation is conducted in the low-Mach number formulation using detailed chemistry evolving 9 chemical species and 21 elementary reactions. Firstly, effects of hydrodynamic and diffusive-thermal instabilities are studied by performing the computations for different Lewis numbers. Then, the effects of preferential diffusion of heat and mass transfer on the asymmetric behavior of the hydrogen flame are analyzed for different inlet velocities and equivalence ratios. Results show that for the flames in micro-channels, interactions between thermal diffusion and molecular diffusion play major role in evolution of a symmetric flame into an asymmetric one. Furthermore, the role of Darrieus–Landau instability found to be minor. It is also found that in symmetric flames, the Lewis number decreases behind the flame front. This is related to the curvature of flame which leads to the inclination of thermal and mass fluxes. The mass diffusion vectors point toward the walls and the thermal diffusion vectors point toward the centerline. Asymmetric flame is observed when the length of flame front is about 1.1–1.15 times of the channel width.

Insertion Reactions of Six-Membered Cyclopalladated N,N `,N `'-Triarylguanidine, Pd{kappa(2)(C,N)-C6H3Me-3(NHC(NHAr)(=NAr))-2)(mu-Br)](2) (Ar=2-MeC6H4) with PhCC C-C(O)OR (R = Me and Et): A Gateway to Second Orthopalladation through Novel Rearrangements

The reaction of Pd{kappa(2)(C,N)-C6H3Me-3-(NHC(NHAr)(=NAr))-2}(mu-Br)](2) (Ar = 2-MeC6H4; 1) with 4 equiv of PhC C-C(O)OMe in CH2Cl2 afforded Pd{kappa(2)(C,N)-C(Ph)=C(C(O)OMe)C(Ph)=C(C(O)-OMe)C6H3Me-3(N=C(NH Ar)(2))-2}Br] (Ar = 2-MeC6H4; 2) in 70% yield, and the aforementioned reaction carried out with 10 equiv of PhC C-C(O)OR (R = Me, and Et) afforded an admixture of two regioisomers of Pd{kappa(3)(N,C,O)-O=C(OR)-C5Ph3(C(O)OR)C(C(O)OR)C6H3Me-3(N=C(NHAr)( 2))- 2}Br] (Ar = 2-MeC6H4; R = Me (3a/3b), Et (4a/4b)) in 80 and 87% yields, respectively. In one attempt, the minor regioisomer, 4b, was isolated from the mixture in 6% yield by fractional crystallization. Palladacycles 3a/3b and 4a/4b, upon stirring in CH2Cl2/MeCN (1/1, v/v) mixture at ambient condition for S days, afforded Pd{eta(3)-allyl,(KN)-N-1)-C-5(C(O)OR)(2)Ph3C-(C(O)OR)C6H3Me-3(N=C(NH Ar)(2))(-2)}Br] (Ar = 2-MeC6H4; R = Me (5a/5b), Et (6a/6b)) in 94 and 93% yields, respectively. Palladacycles 3a/3b and 4a/4b, upon reaction with AgOTf in CH2CH2/Me2C(O) (1/1, v/v) mixture at ambient temperature for 15 min, afforded Pd{kappa(3)(N,C,O)-O=C(OR)C5Ph3(C(O)OR)C(C(O)OR)C6H3Me-3(N=C(NHAr)(2 ))-2}(OTf)] (Ar = 2-MeC6H4; R = Me (7a/7b), Et (8a/8b)) in 79 and 77% yields, respectively. Palladacycles 7a/7b and 8a/ 8b, upon reflux in PhC1 separately for 6 h, or palladacycles 5a/5b and 6a/6b, upon treatment with AgOTf in CH2Cl2/Me2C(O) (7/3, v/v) mixture for 15 min, afforded Pd{(eta(2)-Ph)C5Ph2(C(O)OR)kappa(2)(C,N)-C(C(O)OR)C6H3Me-3(N=C(NHAr) (2))-2}(OTf)] (Ar = 2-MeC6H4; R = Me (9a/9h), Et (10a/10b)) in >= 87% yields. Palladacycles 9a/9b, upon stirring in MeCN in the presence of excess NaOAc followed by crystallization of the reaction mixture in the same solvent, afforded Pd{kappa(3)(N,C,C)-(C6H4)C5Ph2(C(O)OMe)(2)C(C(O)OMe)(2)C6H3Me-3(N=C( NHAr)(2))-2}(NCMe)] (Ar = 2-MeC6H4; 11a/11b) in 82% yield. The new palladacycles were characterized by analytical, IR, and NMR (H-1 and C-13) spectroscopic techniques, and the molecular structures of 2, 3a, 4a, 4b, 5a, 6a, 7a, 9a, 10a, and 11a-d(3) were determined by single crystal X-ray diffraction. The frameworks in the aforementioned palladacycles, except that present in 2, are unprecedented. Plausible pathways for the formation of new palladacycles and the influence of the guanidine unit in 1, substituents in alkynes, reaction conditions, and electrophilicity of the bromide and the triflate upon the frameworks of the insertion products have been discussed.

State-to-state dynamics of elementary chemical reactions using Rydberg H-atom translational spectroscopy

In this review, a few examples of state-to-state dynamics studies of both unimolecular and bimolecular reactions using the H-atom Rydberg tagging TOF technique were presented. From the H2O photodissociation at 157 nm, a direction dissociation example is provided, while photodissociation of H2O at 121.6 has provided an excellent dynamical case of complicated, yet direct dissociation process through conical intersections. The studies of the O(D-1) + H-2 --> OH+H reaction has also been reviewed here. A prototype example of state-to-state dynamics of pure insertion chemical reaction is provided. Effect of the reagent rotational excitation and the isotope effect on the dynamics of this reaction have also been investigated. The detailed mechanism for abstraction channel in this reaction has also been closely studied. The experimental investigations of the simplest chemical reaction, the H-3 system, have also been described here. Through extensive collaborations between theory and experiment, the mechanism for forward scattering product at high collision energies for the H+HD reaction was clarified, which is attributed to a slow down mechanism on the top of a quantized barrier transition state. Oscillations in the product quantum state resolved different cross sections have also been observed in the H+D-2 reaction, and were attributed to the interference of adiabatic transition state pathways from detailed theoretical analysis. The results reviewed here clearly show the significant advances we have made in the studies of the state-to-state molecular reaction dynamics.

High resolution time-of-flight spectrometer for crossed molecular beam study of elementary chemical reactions

In this article, we describe an apparatus in our laboratory for investigating elementary chemical reactions using the high resolution time-of-flight Rydberg tagging method. In this apparatus, we have adopted a rotating source design so that collision energy can be changed for crossed beam studies of chemical reactions. Preliminary results on the HI photodissociation and the F atom reaction with H-2 are reported here. These results suggest that the experimental apparatus is potentially a powerful tool for investigating state-to-state dynamics of elementary chemical reactions. (c) 2005 American Institute of Physics.

Elementary steps in aqueous proton transfer reactions : a first principles molecular dynamics study

La nature des acides dans un environnement aqueux est primordiale dans de nombreux aspects de la chimie et de la biologie. La caractéristique principale d'un acide est sa capacité à transférer un proton vers une molécule d'eau ou vers n'importe quelle base, mais ce procédé n'est pas aussi simple qu'il y paraît. Il peut au contraire être extrêmement complexe et dépendre de manière cruciale de la solvatation des différents intermédiaires de réaction impliqués. Cette thèse décrit les études computationnelles basées sur des simulations de dynamique moléculaire ab initio qui ont pour but d'obtenir une description à l'échelle moléculaire des divers procédés de transferts de proton entre acide et bases dans un milieu aqueux. Pour cela, nous avons étudié une serie de système, dont l'acide hydrofluorique aqueux, l'acide trifluoroacétique aqueux, et un système modèle constitué d'un phénol et d'une entité carboxylate reliés entre eux par une molécule d'eau en solution aqueuse. Deux états intermédiaires ont été identifiés pour le transfert d'un proton depuis un acide. Ces intermédiaires apparaissent stabilisés par un motif local de solvatation via des ponts H. Leurs signatures spectroscopiques ont été caractérisées au moyen de la spectroscopie infrarouge, en utilisant le formalisme de la dynamique moléculaire ab initio, qui inclut l'effet quantique nucléaire de manière explicite. Cette étude a aussi identifié trois chemins de réaction élémentaire, qui sont responsable pour le transfert d'un proton d'un acide à une base, ainsi que leurs échelles de temps caractéristiques. Les conclusions tirées de ces études sont discutées dans les détails, au niveau moléculaire, avec une emphase sur les comparaisons entre les résultats théoriques et les mesures expérimentales obtenues dans a littérature ou via des collaborateurs.