935 resultados para Steam reforming of methanol
Resumo:
A l’heure actuelle, les biocarburants renouvelables et qui ne nuit pas à l'environnement sont à l'étude intensive en raison de l'augmentation des problèmes de santé et de la diminution des combustibles fossiles. H2 est l'un des candidats les plus prometteurs en raison de ses caractéristiques uniques, telles que la densité d'énergie élevée et la génération faible ou inexistante de polluants. Une façon attrayante pour produire la H2 est par les bactéries photosynthétiques qui peuvent capter l'énergie lumineuse pour actionner la production H2 avec leur système de nitrogénase. L'objectif principal de cette étude était d'améliorer le rendement de H2 des bactéries photosynthétiques pourpres non sulfureuses utilisant une combinaison de génie métabolique et le plan des expériences. Une hypothèse est que le rendement en H2 pourrait être améliorée par la redirection de flux de cycle du Calvin-Benson-Bassham envers du système de nitrogénase qui catalyse la réduction des protons en H2. Ainsi, un PRK, phosphoribulose kinase, mutant « knock-out » de Rhodobacter capsulatus JP91 a été créé. L’analyse de la croissance sur des différentes sources de carbone a montré que ce mutant ne peut croître qu’avec l’acétate, sans toutefois produire d' H2. Un mutant spontané, YL1, a été récupéré qui a retenu l'cbbP (codant pour PRK) mutation d'origine, mais qui avait acquis la capacité de se développer sur le glucose et produire H2. Une étude de la production H2 sous différents niveaux d'éclairage a montré que le rendement d’YL1 était de 20-40% supérieure à la souche type sauvage JP91. Cependant, il n'y avait pas d'amélioration notable du taux de production de H2. Une étude cinétique a montré que la croissance et la production d'hydrogène sont fortement liées avec des électrons à partir du glucose principalement dirigés vers la production de H2 et la formation de la biomasse. Sous des intensités lumineuses faibles à intermédiaires, la production d'acides organiques est importante, ce qui suggère une nouvelle amélioration additionnel du rendement H2 pourrait être possible grâce à l'optimisation des processus. Dans une série d'expériences associées, un autre mutant spontané, YL2, qui a un phénotype similaire à YL1, a été testé pour la croissance dans un milieu contenant de l'ammonium. Les résultats ont montré que YL2 ne peut croître que avec de l'acétate comme source de carbone, encore une fois, sans produire de H2. Une incubation prolongée dans les milieux qui ne supportent pas la croissance de YL2 a permis l'isolement de deux mutants spontanés secondaires intéressants, YL3 et YL4. L'analyse par empreint du pied Western a montré que les deux souches ont, dans une gamme de concentrations d'ammonium, l'expression constitutive de la nitrogénase. Les génomes d’YL2, YL3 et YL4 ont été séquencés afin de trouver les mutations responsables de ce phénomène. Fait intéressant, les mutations de nifA1 et nifA2 ont été trouvés dans les deux YL3 et YL4. Il est probable qu'un changement conformationnel de NifA modifie l'interaction protéine-protéine entre NifA et PII protéines (telles que GlnB ou GlnK), lui permettant d'échapper à la régulation par l'ammonium, et donc d'être capable d'activer la transcription de la nitrogénase en présence d'ammonium. On ignore comment le nitrogénase synthétisé est capable de maintenir son activité parce qu’en théorie, il devrait également être soumis à une régulation post-traductionnelle par ammonium. Une autre preuve pourrait être obtenue par l'étude du transcriptome d’YL3 et YL4. Une première étude sur la production d’ H2 par YL3 et YL4 ont montré qu'ils sont capables d’une beaucoup plus grande production d'hydrogène que JP91 en milieu d'ammonium, qui ouvre la porte pour les études futures avec ces souches en utilisant des déchets contenant de l'ammonium en tant que substrats. Enfin, le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec la bactérie photosynthétique, Rhodopseudomonas palustris CGA009 a été examiné. La production d'éthanol avec fermentation utilisant des ressources renouvelables microbiennes a été traitée comme une technique mature. Cependant, la plupart des études du reformage de l'éthanol à H2 se sont concentrés sur le reformage chimique à la vapeur, ce qui nécessite généralement une haute charge énergetique et résultats dans les émissions de gaz toxiques. Ainsi le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec des bactéries photosynthétiques, qui peuvent capturer la lumière pour répondre aux besoins énergétiques de cette réaction, semble d’être plus prometteuse. Une étude précédente a démontré la production d'hydrogène à partir d'éthanol, toutefois, le rendement ou la durée de cette réaction n'a pas été examiné. Une analyse RSM (méthode de surface de réponse) a été réalisée dans laquelle les concentrations de trois facteurs principaux, l'intensité lumineuse, de l'éthanol et du glutamate ont été variés. Nos résultats ont montré que près de 2 moles de H2 peuvent être obtenus à partir d'une mole d'éthanol, 33% de ce qui est théoriquement possible.
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Titania modified nanoparticles have been prepared by the photodeposition method employing platinum particles on the commercially available titanium dioxide (Hombikat UV 100). The properties of the prepared photocatalysts were investigated by means of the Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), and UV-visible diffuse spectrophotometry (UV-Vis). XRD was employed to determine the crystallographic phase and particle size of both bare and platinised titanium dioxide. The results indicated that the particle size was decreased with the increasing of platinum loading. AFM analysis showed that one particle consists of about 9 to 11 crystals. UV-vis absorbance analysis showed that the absorption edge shifted to longer wavelength for 0.5% Pt loading compared with bare titanium dioxide. The photocatalytic activity of pure and Pt-loaded TiO2 was investigated employing the photocatalytic oxidation and dehydrogenation of methanol. The results of the photocatalytic activity indicate that the platinized titanium dioxide samples are always more active than the corresponding bare TiO2 for both methanol oxidation and dehydrogenation processes. The loading with various platinum amounts resulted in a significant improvement of the photocatalytic activity of TiO2. This beneficial effect was attributed to an increased separation of the photogenerated electron-hole charge carriers.
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A l’heure actuelle, les biocarburants renouvelables et qui ne nuit pas à l'environnement sont à l'étude intensive en raison de l'augmentation des problèmes de santé et de la diminution des combustibles fossiles. H2 est l'un des candidats les plus prometteurs en raison de ses caractéristiques uniques, telles que la densité d'énergie élevée et la génération faible ou inexistante de polluants. Une façon attrayante pour produire la H2 est par les bactéries photosynthétiques qui peuvent capter l'énergie lumineuse pour actionner la production H2 avec leur système de nitrogénase. L'objectif principal de cette étude était d'améliorer le rendement de H2 des bactéries photosynthétiques pourpres non sulfureuses utilisant une combinaison de génie métabolique et le plan des expériences. Une hypothèse est que le rendement en H2 pourrait être améliorée par la redirection de flux de cycle du Calvin-Benson-Bassham envers du système de nitrogénase qui catalyse la réduction des protons en H2. Ainsi, un PRK, phosphoribulose kinase, mutant « knock-out » de Rhodobacter capsulatus JP91 a été créé. L’analyse de la croissance sur des différentes sources de carbone a montré que ce mutant ne peut croître qu’avec l’acétate, sans toutefois produire d' H2. Un mutant spontané, YL1, a été récupéré qui a retenu l'cbbP (codant pour PRK) mutation d'origine, mais qui avait acquis la capacité de se développer sur le glucose et produire H2. Une étude de la production H2 sous différents niveaux d'éclairage a montré que le rendement d’YL1 était de 20-40% supérieure à la souche type sauvage JP91. Cependant, il n'y avait pas d'amélioration notable du taux de production de H2. Une étude cinétique a montré que la croissance et la production d'hydrogène sont fortement liées avec des électrons à partir du glucose principalement dirigés vers la production de H2 et la formation de la biomasse. Sous des intensités lumineuses faibles à intermédiaires, la production d'acides organiques est importante, ce qui suggère une nouvelle amélioration additionnel du rendement H2 pourrait être possible grâce à l'optimisation des processus. Dans une série d'expériences associées, un autre mutant spontané, YL2, qui a un phénotype similaire à YL1, a été testé pour la croissance dans un milieu contenant de l'ammonium. Les résultats ont montré que YL2 ne peut croître que avec de l'acétate comme source de carbone, encore une fois, sans produire de H2. Une incubation prolongée dans les milieux qui ne supportent pas la croissance de YL2 a permis l'isolement de deux mutants spontanés secondaires intéressants, YL3 et YL4. L'analyse par empreint du pied Western a montré que les deux souches ont, dans une gamme de concentrations d'ammonium, l'expression constitutive de la nitrogénase. Les génomes d’YL2, YL3 et YL4 ont été séquencés afin de trouver les mutations responsables de ce phénomène. Fait intéressant, les mutations de nifA1 et nifA2 ont été trouvés dans les deux YL3 et YL4. Il est probable qu'un changement conformationnel de NifA modifie l'interaction protéine-protéine entre NifA et PII protéines (telles que GlnB ou GlnK), lui permettant d'échapper à la régulation par l'ammonium, et donc d'être capable d'activer la transcription de la nitrogénase en présence d'ammonium. On ignore comment le nitrogénase synthétisé est capable de maintenir son activité parce qu’en théorie, il devrait également être soumis à une régulation post-traductionnelle par ammonium. Une autre preuve pourrait être obtenue par l'étude du transcriptome d’YL3 et YL4. Une première étude sur la production d’ H2 par YL3 et YL4 ont montré qu'ils sont capables d’une beaucoup plus grande production d'hydrogène que JP91 en milieu d'ammonium, qui ouvre la porte pour les études futures avec ces souches en utilisant des déchets contenant de l'ammonium en tant que substrats. Enfin, le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec la bactérie photosynthétique, Rhodopseudomonas palustris CGA009 a été examiné. La production d'éthanol avec fermentation utilisant des ressources renouvelables microbiennes a été traitée comme une technique mature. Cependant, la plupart des études du reformage de l'éthanol à H2 se sont concentrés sur le reformage chimique à la vapeur, ce qui nécessite généralement une haute charge énergetique et résultats dans les émissions de gaz toxiques. Ainsi le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec des bactéries photosynthétiques, qui peuvent capturer la lumière pour répondre aux besoins énergétiques de cette réaction, semble d’être plus prometteuse. Une étude précédente a démontré la production d'hydrogène à partir d'éthanol, toutefois, le rendement ou la durée de cette réaction n'a pas été examiné. Une analyse RSM (méthode de surface de réponse) a été réalisée dans laquelle les concentrations de trois facteurs principaux, l'intensité lumineuse, de l'éthanol et du glutamate ont été variés. Nos résultats ont montré que près de 2 moles de H2 peuvent être obtenus à partir d'une mole d'éthanol, 33% de ce qui est théoriquement possible.
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Morphology changes induced in polycrystalline silver catalysts as a result of heating in either oxygen, water or oxygen-methanol atmospheres have been investigated by environmental scanning electron microscopy (ESEM), FT-Raman spectroscopy and temperature programmed desorption (TPD). The silver catalyst of interest consisted of two distinct particle types, one of which contained a significant concentration of sub-surface hydroxy species (in addition to surface adsorbed atomic oxygen). Heating the sample to 663 K resulted in the production of 'pin-holes' in the silver structure as a consequence of near-surface explosions caused by sub-surface hydroxy recombination. Furthermore, 'pin-holes' were predominantly found in the vicinity of surface defects, such as platelets and edge structures. Reaction between methanol and oxygen also resulted in the formation of 'pin-holes' in the silver surface, which were inherently associated with the catalytic process. A reaction mechanism is suggested that involves the interaction of methanol with sub-surface oxygen species to form sub-surface hydroxy groups. The sub-surface hydroxy species subsequently erupt through the silver surface to again produce 'pin-holes'.
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A high performance liquid chromatographic method for the simultaneous analysis of two flavonoids (iso-vitexin and vitexin), and three indole alkaloids (harmane, harmine, and harmol) was developed. This method was then utilised to quantitate levels of these five constituents in methanolic extracts of Australian Passiflora incarnata. HPLC analysis was performed using a Waters™ Novapak C18 (150 × 4 mm, 4 μm) column, with a gradient solvent system of methanol-water-acetic acid. Detection was achieved by PDA UV (254 nm) and fluorescence (excitation 254 nm, emission 414 nm), utilising the external standard method to obtain quantification.
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Trigonopsis variabilis D-amino acid oxidase (TvDAO) is a well characterized enzyme used for cephalosporin C conversion on industrial scale. However, the demands on the enzyme with respect to activity, operational stability and costs also vary with the field of application. Processes that use the soluble enzyme suffer from fast inactivation of TvDAO while immobilized oxidase preparations raise issues related to expensive carriers and catalyst efficiency. Therefore, oxidase preparations that are more robust and active than those currently available would enable a much broader range of economically viable applications of this enzyme in fine chemical syntheses. A multi-step engineering approach was chosen here to develop a robust and highly active Pichia pastoris TvDAO whole-cell biocatalyst. As compared to the native T. variabilis host, a more than seven-fold enhancement of the intracellular level of oxidase activity was achieved in P. pastoris through expression optimization by codon redesign as well as efficient subcellular targeting of the enzyme to peroxisomes. Multi copy integration further doubled expression and the specific activity of the whole cell catalyst. From a multicopy production strain, about 1.3 x 103 U/g wet cell weight (wcw) were derived by standard induction conditions feeding pure methanol. A fed-batch cultivation protocol using a mixture of methanol and glycerol in the induction phase attenuated the apparent toxicity of the recombinant oxidase to yield final biomass concentrations in the bioreactor of >or= 200 g/L compared to only 117 g/L using the standard methanol feed. Permeabilization of P. pastoris using 10% isopropanol yielded a whole-cell enzyme preparation that showed 49% of the total available intracellular oxidase activity and was notably stabilized (by three times compared to a widely used TvDAO expressing Escherichia coli strain) under conditions of D-methionine conversion using vigorous aeration. Stepwise optimization using a multi-level engineering approach has delivered a new P. pastoris whole cell TvDAO biocatalyst showing substantially enhanced specific activity and stability under operational conditions as compared to previously reported preparations of the enzyme. The production of the oxidase through fed-batch bioreactor culture and subsequent cell permeabilization is high-yielding and efficient. Therefore this P. pastoris catalyst has been evaluated for industrial purposes.
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Fault identification in industrial machine is a topic of major importance under engineering point of view. In fact, the possibility to identify not only the type, but also the severity and the position of a fault occurred along a shaft-line allows quick maintenance and shorten the downtime. This is really important in the power generation industry where the units are often of several tenths of meters long and where the rotors are enclosed by heavy and pressure-sealed casings. In this paper, an industrial experimental case is presented related to the identification of the unbalance on a large size steam turbine of about 1.3 GW, belonging to a nuclear power plant. The case history is analyzed by considering the vibrations measured by the condition monitoring system of the unit. A model-based method in the frequency domain, developed by the authors, is introduced in detail and it is then used to identify the position of the fault and its severity along the shaft-line. The complete model of the unit (rotor – modeled by means of finite elements, bearings – modeled by linearized damping and stiffness coefficients and foundation – modeled by means of pedestals) is analyzed and discussed before being used for the fault identification. The assessment of the actual fault was done by inspection during a scheduled maintenance and excellent correspondence was found with the identified one by means of authors’ proposed method. Finally a complete discussion is presented about the effectiveness of the method, even in presence of a not fine tuned machine model and considering only few measuring planes for the machine vibration.
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We report the electropolymerization of poly(3,4-ethylenedioxythiopene) (PEDOT) from an ionic liquid, butyl-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (C4mpyrTFSI) onto flexible carbon cloth electrodes. A continuous, homogeneous and well adhered coating of the individual cloth fibres is achieved by employing a sandwich cell arrangement where the carbon cloth which is soaked with electrolyte is placed between two indium tin oxide electrodes isolated from each other by a battery separator. The resultant PEDOT modified carbon cloth electrode demonstrates excellent activity for the oxygen reduction reaction which is due to the doping level, conductivity and morphology of the PEDOT layer and is also tolerant to the presence of methanol in the electrolyte. This simple approach therefore offers a route to fabricate flexible polymer electrodes that could be used in various electronic applications.
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A series of kaolinite–methanol complexes with different basal spacings were synthesized using guest displacement reactions of the intercalation precursors kaolinite–N-methyformamide (Kaol–NMF), kaolinite–urea (Kaol–U), or kaolinite–dimethylsulfoxide (Kaol–DMSO), with methanol (Me). The interaction of methanol with kaolinite was examined using X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (IR), and nuclear magnetic resonance (NMR). Kaolinite (Kaol) initially intercalated with N-methyformamide (NMF), urea (U), or dimethylsulfoxide (DMSO) before subsequent reaction with Me formed final kaolinite–methanol (Kaol–Me) complexes characterized by basal spacing ranging between 8.6 Å and 9.6 Å, depending on the pre-intercalated reagent. Based on a comparative analysis of the three Kaol–Me displacement intercalation complexes, three types of Me intercalation products were suggested to have been present in the interlayer space of Kaol: (1) molecules grafted onto a kaolinite octahedral sheet in the form of a methoxy group (Al-O-C bond); (2) mobile Me and/or water molecules kept in the interlayer space via hydrogen bonds that could be partially removed during drying; and (3) a mixture of types 1 and 2, with the methoxy group (Al-O-C bond) grafted onto the Kaol sheet and mobile Me and/or water molecules coexisted in the system after the displacement reaction by Me. Various structural models that reflected four possible complexes of Kaol–Me were constructed for use in a complimentary computational study. Results from the calculation of the methanol kaolinite interaction indicate that the hydroxyl oxygen atom of methanol plays the dominant role in the stabilization and localization of the molecule intercalated in the interlayer space, and that water existing in the intercalated Kaol layer is inevitable.
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Energy-efficient, economical and durable building materials are essential for sustainable construction practices. The paper deals with production and properties of energy-efficient steam-cured stabilised soil blocks used fbr masonry construction. Problems of mixing expansive soil and lime, and production of blocks using soil-lime mixtures have been discussed briefly. Details of steam curing of stabilised soil blocks and properties of such blocks are given. A comparison of energy content of steam-cured soil blocks and burnt bricks is presented. It has been shown that energy-efficient steam cured soil blocks (consuming 35% less thermal energy compared to burnt clay bricks) having high compressive strength can be easily produced in a decentralised manner.
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Nanoporous structures with high active surface areas are critical for a variety of applications. Here, we present a general templateless strategy to produce such porous structures by controlled aggregation of nanostructured subunits and apply the principles for synthesizing nanoporous Pt for electrocatalytic oxidation of methanol. The nature of the aggregate produced is controlled by tuning the electrostatic interaction between surfactant-free nanoparticles in the solution phase. When the repulsive force between the particles is very large, the particles are stabilized in the solution while instantaneous aggregation leading to fractal-like structures results when the repulsive force is very low. Controlling the repulsive interaction to an optimum, intermediate value results in the formation of compact structures with very large surface areas. In the case of Pt, nanoporous clusters with an extremely high specific surface area (39 m(2)/g) and high activity for methanol oxidation have been produced. Preliminary investigations indicate that the method is general and can be easily extended to produce nanoporous structures of many inorganic materials.
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The ultrasonic degradation of poly(acrylic acid), a water-soluble polymer, was studied in the presence of persulfates at different temperatures in binary solvent Mixtures of methanol and water. The degraded samples were analyzed by gel permeation chromatography for the time evolution of the molecular weight distributions. A continuous distribution kinetics model based on midpoint chain scission was developed, and the degradation rate coefficients were determined. The decline in the rate of degradation of poly(acrylic acid) with increasing temperature and with an increment in the methanol content in the binary solvent mixture of methanol and water was attributed to the increased vapor pressure of the solutions. The experimental data showed an augmentation of the degradation rate of the polymer with increasing oxidizing agent (persulfate) concentrations. Different concentrations of three persulfates-potassium persulfate, ammonium persulfate, and sodium persulfate-were used. It was found that the ratio of the polymer degradation rate coefficient to the dissociation rate constant of the persulfate was constant. This implies that the ultrasonic degradation rate of poly(acrylic acid) can be determined a priori in the presence of any initiator.
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Ginger oil, obtained by steam distillation of the rhizome of Zingiber officinale Roscoe, is used in the beverage and fragrance industries. Ginger oil displays considerable compositional diversity, but is typically characterized by a high content of sesquiterpene hydrocarbons, including zingiberene, arcurcumene, â-bisabolene, and â-sesquiphellandrene. Australian ginger oil has a reputation for possessing a particular “lemony” aroma, due to its high content of the isomers neral and geranial, often collectively referred to as citral. Fresh rhizomes of 17 clones of Australian ginger, including commercial cultivars and experimental tetraploid clones, were steam distilled 7 weeks post-harvest, and the resulting oils were analyzed by GC-MS. The essential oils of 16 of the 17 clones, including the tetraploid clones and their parent cultivar, were found to be of substantially similar composition. These oils were characterized by very high citral levels (51-71%) and relatively low levels of the sesquiterpene hydrocarbons typical of ginger oil. The citral levels of most of these oils exceeded those previously reported for ginger oils. The neral-to-geranial ratio was shown to be remarkably constant (0.61 ( 0.01) across all 17 clones. One clone, the cultivar “Jamaican”, yielded oil with a substantially different composition, lower citral content and higher levels of sesquiterpene hydrocarbons. Because this cultivar also contains significantly higher concentrations of pungent gingerols, it possesses unique aroma and flavor characteristics, which should be of commercial interest.
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Interaction of nickel(I1) and copper(I1) complexes of 4,9-dimethy1-5,8-diazadodeca-4,8diene-2,1 ldione, Ni(baen) and 4,6,9-trimethyl-5, 8diazadodeca-4,8-diene-2,ll-dione, Ni(bapn), with arene diazonium chlorides in buffered solutions of methanol yielded metal derivatives of glyoxaliminearylhydrazones. This typical electrophilic addition at the 3-carbon of the complex occurs owing to the pseudo aromatic behaviour of the chelate ring. A mechanism which predicts the attack of the diazonium cation through the coordination shell of the metal is well documented from the available experimental evidences. The chemical reactivity of a few complexes with a single residual non-substituted y-carbon is reasonably manifested by their reaction with phenyl isocyanate.
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Three distinct coordination complexes, viz., [Co(imi)(2)(tmb)(2)] (1) [where imi = imidazole], {[Ni(tmb)(2)(H2O)(3)]center dot 2H(2)O}(n) (2) and [Cu-2(mu-tmb)(4)(CH3OH)(2)] (3), have been synthesized hydrothermally by the reactions of metal acetates,2,4,6-trimethylbenzoic acid (Htmb) and with or without appropriate amine. The Ni analogue of 1 and the Co analogue of 2 have also been synthesized. X-ray single-crystal diffraction suggests that complex 1 represents discrete mononuclear species and complex 2 represents a 1D chain coordination polymer in which the Ni(H) ions are connected by the bridging water molecules. Complex 3 represents a neutral dinuclear complex. In 1, the central metal ions are associated by the carboxylate moiety and imidazole ligands, whereas the central metal atom is coordinated to the carboxylate moiety and the respective solvent molecules in 2 and 3. In 3, the four 2,4,6-trimethylbenzoate moieties act as a bridge connecting two copper (11) ions and the 0 atoms of methanol coord geometry, with the methanol molecule at the apical position. In all the three structures the central metal atom sits on a crystallographic inversion centre. In all the cases, the coordination entities are further organized via hydrogen bonding interactions to generate multifarious supramolecular networks. Complexes 1, 2 and 3 have also been characterized by spectroscopic (UV/Vis and IR) and thermal analysis (TGA). In addition, the complexes were found to exhibit antimicrobial activity. The magnetic susceptibility measurements, measured from 8 to 300 K, revealed antiferromagnetic interactions between the Co(II) ions in compound 1 and the Ni(II) ions in la, respectively.