Formation of cumulenes, triple-bonded, and related compounds by flash vacuum thermolysis of five-membered heterocycles

Flash vacuum thermolysis of a large variety of heterocyclic compounds is a useful means of production of ketenes, ketenimines, thioketenes, allenes, iminopropadienones, bis(imino)propadienes, iminopropadienethiones, carbodiimides, isothiocyanates, acetylenes, fulminic acid, nitrile imines and nitrile ylides, nitriles, cyanamides, cyanates, and other compounds, often in preparatively useful yields.

Adsorption kinetics for the removal of chromium(VI) from aqueous solution by adsorbents derived from used tyres and sawdust

The batch removal of hexavalent chromium (Cr(Vl)) from wastewater under different experimental conditions using economic adsorbents was investigated in this study. These adsorbents were produced from the pyrolysis and activation of the waste tyres (TAC) and from the pyrolysis of sawdust (SPC). The performance of these adsorbents against commercial activated carbon F400 (CAC) has also been carried out. The removal was favoured at low pH, with maximum removal at pH = 2 for all types of carbon. The effects of concentration, temperature and particle size have been reported. All sorbents were found to efficiently remove Cr(VI) from solution. The batch sorption kinetics have been tested for a first-order reversible reaction, a first-order and second-order reaction. The rate constants of adsorption for all these kinetic models have been calculated. The applicability of the Langmuir isotherm for the present system has been tested at different temperatures. The thermodynamic parameters (AGO, K,) obtained indicate the endothermic nature of Cr(Vl) adsorption on TAC, SPC and CAC. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Characterisation of pore structure of carbon adsorbents using regularisation procedure

The constrained regularisation procedure was applied to compute the pore size distributions (PSDs, f(x)) for a variety of activated carbons using overall adsorption equation based on the combination of the Kelvin equation and the statistical adsorbed film thickness. The impact of the boundary values of relative nitrogen pressure p/p(0) was analysed on the basis of the corresponding alterations in the PSDs. Changes in microporosity and mesoporosity of activated carbons can be described adequately only when the range of p/p(0) is as wide as possible, as at a high initial p/p(0) value, the f(x) curves can be broadened with shifted maxima especially for micropores and narrow mesopores. Comparative analysis of the PSDs and the adsorption potential, adsorption energy and fractal dimension distributions gives useful information on the complete description of the adsorbent characteristics. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Synthesis and complexation properties of some novel lariat-crown ethers

Several new lariat-crown ethers bearing either bridged bisdioxine or tetraoxaadamantane units as chiral substituents are prepared by reacting the corresponding amino-crown ether derivatives with the dimeric alpha-oxoketene, the latter obtained by flash vacuum pyrolysis of a furan-2,3-dione precursor. Complexation properties towards differently charged metal ions are investigated by H-1 NMR titration to obtain complexation constants (K-c-values for potassium/ sodium rhodanides: 480-1100 mol dm(-3)), as well as extraction experiments to explore the metal ion transportation abilities of the new lariat crown derivatives. In particular, a significantly increased ability to transport metal ions from water into chloroform was found with spherical tetraoxaadamantyl derivatives when compared with the free amino-benzocrown ethers.

Py-GC/MS(FID) assessed behavior of polysaccharides during kraft delignification of Eucalyptus globulus heartwood and sapwood

Eucalyptus globulus heartwood, sapwood and their delignified samples by kraft pulping at 130, 150 and 170 degrees C along time were characterized in respect to total carbohydrates by Py-GC/MS(FID). No significant differences between heartwood and sapwood were found in relation to pyrolysis products and composition. The main wood carbohydrate derived pyrolysis compounds were levoglucosan (25.1%), hydroxyacetaldehyde (12.5%), 2-oxo-propanal (10.3%) and acetic acid (8.7%). Levoglucosan decreased during the early stages of delignification and increased during the bulk and residual phases. Acetic acid decreased hydroxyacetaldehyde and 2-oxo-propanal increased, and 2-furaldehyde and hydroxypropanone remained almost constant during delignification. The C/L ratio was 3.2 in wood and remained rather constant in the first pulping periods until a loss of 15-25% in carbohydrate and 60% in lignin. Afterwards it increased sharply until 44 that correspond to the removal of 25-35% of carbohydrates and 95% of lignin. The pulping reactive selectivity to lignin vs. polysaccharides was the same for sapwood and heartwood. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Comparison of Py-GC/FID and Wet Chemistry Analysis for Lignin Determination in Wood and Pulps from Eucalyptus globulus

The kraft pulps produced from heartwood and sapwood of Eucalyptus globulus at 130 degrees C, 150 degrees C, and 170 degrees C were characterized by wet chemistry (total lignin as sum of Klason and soluble lignin fractions) and pyrolysis (total lignin denoted as py-lignin). The total lignin content obtained with both methods was similar. In the course of delignification, the py-lignin values were higher (by 2 to 5%) compared to Klason values, which is in line with the importance of soluble lignin for total lignin determination. Pyrolysis analysis presents advantages over wet chemical procedures, and it can be applied to wood and pulps to determine lignin contents at different stages of the delignification process. The py-lignin values were used for kinetic modelling of delignification, with very high predictive value and results similar to those of modelling using wet chemical determinations.

Quantificação de metais potencialmente tóxicos em mexilhão dourado (Limnoperna fortunei) por espectrometria de absorção atômica com fonte contínua e alta resolução empregando amostragem direta de sólidos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Produção de hidrogénio através da gasificação da biomassa

A procura de uma forma limpa de combustível, aliada à crescente instabilidade de preços dos combustíveis fósseis verificada nos mercados faz com que o hidrogénio se torne num combustível a considerar devido a não resultar qualquer produto poluente da sua queima e de se poder utilizar, por exemplo, desperdícios florestais cujo valor de mercado não está inflacionado por não pertencer à cadeia alimentar humana. Este trabalho tem como objetivo simular o processo de gasificação de biomassa para produção de hidrogénio utilizando um gasificador de leito fluidizado circulante. O oxigénio e vapor de água funcionam como agentes gasificantes. Para o efeito usou-se o simulador de processos químicos ASPEN Plus. A simulação desenvolvida compreende três etapas que ocorrem no interior do gasificador: pirólise, que foi simulada por um bloco RYIELD, combustão de parte dos compostos voláteis, simulada por um bloco RSTOIC e, por fim, as reações de oxidação e gasificação do carbonizado “char”, simuladas por um bloco RPLUG. Os valores de rendimento dos compostos após a pirólise, obtidos por uma correlação proposta por Gomez-Barea, et al. (2010), foram os seguintes: 20,33% “char”, 22,59% alcatrão, 36,90% monóxido de carbono, 16,05%m/m dióxido de carbono, 3,33% metano e 0,79% hidrogénio (% em massa). Como não foi possível encontrar valores da variação da composição do gás à saída do gasificador com a variação da temperatura, para o caso de vapor de água e oxigénio, optou-se por utilizar apenas vapor na simulação de forma a comparar os seus valores com os da literatura. Às temperaturas de 700, 770 e 820ºC, para um “steam-to-biomass ratio”, (SBR) igual a 0,5, os valores da percentagem molar de monóxido de carbono foram, respetivamente, 56,60%, 55,84% e 53,85%, os valores de hidrogénio foram, respetivamente, 17,83%, 18,25% e 19,31%, os valores de dióxido de carbono foram, respetivamente, 16,40%, 16,85% e 17,93% e os valores de metano foram, respetivamente, 9,00%, 8,95% e 8,83%. Os valores da composição à saída do gasificador, à temperatura de 820ºC, para um SBR de 0,5 foram: 53,85% de monóxido de carbono, 19,31% de hidrogénio, 17,93% de dióxido de carbono e 8,83% de metano (% em moles). Para um SBR de 0,7 a composição à saída foi de 54,45% de monóxido de carbono, 19,01% de hidrogénio, 17,59% de dióxido de carbono e 8,87% de metano. Por fim, quando SBR foi igual a 1 a composição do gás à saída foi de 55,08% de monóxido de carbono, 18,69% de hidrogénio, 17,24% de dióxido de carbono e 8,90% de metano. Os valores da composição obtidos através da simulação, para uma mistura de ar e vapor de água, ER igual a 0,26 e SBR igual a 1, foram: 34,00% de monóxido de carbono, 14,65% de hidrogénio, 45,81% de dióxido de carbono e 5,41% de metano. A simulação permitiu-nos ainda dimensionar o gasificador e determinar alguns parâmetros hidrodinâmicos do gasificador, considerando que a reação “water-gas shift” era a limitante, e que se pretendia obter uma conversão de 95%. A velocidade de operação do gasificador foi de 4,7m/s e a sua altura igual a 0,73m, para um diâmetro de 0,20m.

A industria da cortiça e o seu potencial de inovação

Este trabalho teve como objectivo a avaliação da actual situação da indústria corticeira, o levantamento de eventuais possibilidades de inovação e o estudo de um caso promissor. Como caso promissor, decidiu-se estudar o efeito da pirólise nos resíduos de cortiça. A análise da situação actual da indústria corticeira aponta para a procura de novos produtos no sentido de alargar o mercado e promover um melhor escoamento deste recurso natural. Apesar de todos os esforços efectuados até ao momento, verifica-se que a indústria vinícola continua a ser o principal mercado da cortiça. O avanço da tecnologia tem permitido o desenvolvimento de novos produtos, alguns ainda em fase de desenvolvimento, e aponta para um potencial de inovação a vários níveis: ao nível do processo de transformação, no sentido da sua optimização; ao nível do desenvolvimento de novos produtos dado o potencial já demonstrado pela cortiça em desenvolvimentos recentes; ao nível da valorização de resíduos como, por exemplo, a consolidação de processo de recuperação de taninos da água de cozedura, a obtenção de suberina e poliois do pó e aparas de cortiça e a pirólise das aparas e pó de cortiça. Como estudo de caso, efectuou-se o estudo do efeito da pirólise em resíduos de cortiça natural, para se poder conhecer as características dos produtos obtidos bem como as condições óptimas de operação. Neste fase inicial e optou-se por se analisar as propriedades parte sólida de modo a saber as alterações sofridas durante a pirólise e estas podem apresentar uma mais-valia para o mercado corticeiro. Para efectuar o respectivo trabalho, recorreu-se a um forno pirolítico horizontal tipo Splitz e utilizou-se cortiça natural com granulometria entre 2,88 e 4,00mm. A pirólise foi realizada entre a gama de temperaturas de 400 e 900ºC e para duas rampas de aquecimento de 5ºC/min e 10ºC/min. O estudo experimental revela que na gama de temperaturas entre os 600 e 800ºC é onde a carbonização do resíduo está completa, sendo para essa mesma gama de temperaturas que se verifica, no resíduo carbonoso, um maior teor de carbono. Relativamente às rampas de aquecimento estas não apresentam efeitos significativos nas massas e teores de carbono no resíduo carbonoso final. Verificouse também, que o teor de hidrogénio diminui com o aumento da temperatura. Conclui-se que a pirólise consegue degradar os resíduos de cortiça levando à libertação de compostos que poderão ser uma mais-valia.

Aliphatic bio-oils from corks: a Py-Gc/MS study

Cork samples from Betula pendula, Quercus suber and Quercus cerris were submitted to Py-GC-MS/FID at temperatures between 550 degrees C and 900 degrees C and the pyrolysis-derived compounds (py-products) were identified and quantified. Corks were compared with wood samples. Py-products include suberin, lignin and carbohydrates derivatives. Suberin py-products are dominated by unsaturated aliphatics. Corks pyrolysis yield and composition were dramatically influenced by temperature in contrast to wood that showed stable results across temperatures. At 850-900 degrees C the peaks area of cork pyrograms were approximately two times higher than at 550 degrees C, for which yield was about half of the woods, and cork py-products were dominated by suberin-derived short chain aliphatics, namely 1-alkenes, while at 550 degrees C composition was dominated by lignin derivatives. Lignin and carbohydrate derived products decreased dramatically over 750 degrees C while the opposite was observed for unsaturated aliphatics. Cork materials show a high potential as feedstock for production of aliphatic-rich pyrolytic biofuels or as a source of olefins. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

Preparação de adsorventes mesoporosos para a adsorção de poluentes em águas

Mestrado Engenharia Química. Ramo Tecnologias de Protecção Ambiental

Reactivity of syringyl and guaiacyl lignin units and delignification kinetics in the kraft pulping of eucalyptus globulus wood using Py-Gc-Ms/FID

Eucalyptus globulus sapwood and heartwood showed no differences in lignin content (23.0% vs. 23.7%) and composition: syringyl-lignin (17.9% vs. 18.0%) and guaiacyl-lignin (4.8% vs. 5.2%). Delignification kinetics of S- and G-units in heartwood and sapwood was investigated by Py-GC–MS/FID at 130, 150 and 170 °C and modeled as double first-order reactions. Reactivity differences between S and G-units were small during the main pulping phase and the higher reactivity of S over G units was better expressed in the later pulping stage. The residual lignin composition in pulps was different from wood or from samples in the initial delignification stages, with more G and H-units. S/G ratio ranged from 3 to 4.5 when pulp residual lignin was higher than 10%, decreasing rapidly to less than 1. The S/H was initially around 20 (until 15% residual lignin), decreasing to 4 when residual lignin was about 3%.

Zinc oxide as an ozone sensor

Journal of Applied Physics, Vol. 96, nº3

Effect of different dopant elements on the properties of ZnO thin films

Vacuum, Vol. 64

Waste recovery into activated carbon for water purification from heavy metals

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Química Pela Universidade Nova de Lisboa,Faculdade de Ciências e Tecn